WO1999041497A1 - Air mixer - Google Patents

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WO1999041497A1
WO1999041497A1 PCT/EP1998/007251 EP9807251W WO9941497A1 WO 1999041497 A1 WO1999041497 A1 WO 1999041497A1 EP 9807251 W EP9807251 W EP 9807251W WO 9941497 A1 WO9941497 A1 WO 9941497A1
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WO
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air
air inlet
cold air
control
detection device
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PCT/EP1998/007251
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Inventor
Heinz Müller
Original Assignee
Filterwerk Mann + Hummel Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M31/00—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/02—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
    • F02M31/04—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating combustion-air or fuel-air mixture
    • F02M31/06—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating combustion-air or fuel-air mixture by hot gases, e.g. by mixing cold and hot air
    • F02M31/07—Temperature-responsive control, e.g. using thermostatically-controlled valves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to an air mixer for an internal combustion engine, with a housing, a cold air inlet and a warm air inlet.
  • intake air at a desired temperature which is advantageous for combustion can be supplied to the internal combustion engine regardless of the outside temperature.
  • cold air and warm air can be mixed together, for example, at an outside temperature of zero degrees Celsius or colder and a supply of warm air of 80 to 100 degrees Celsius, in order to obtain mixed air with a desired temperature as intake air.
  • snow can be sucked in during journeys that are affected by heavy snowfall or snow swirling and this snow can accumulate on the filter insert and possibly clog this filter insert. This can cause the engine to stop.
  • the invention is based on the task of further improving already known air mixers.
  • the ingress of snow should be reliably prevented and the air mixture should be ensured over a wide operating range.
  • This object is achieved in an air mixer of the type mentioned at the outset in that a detection device for detecting snow air and a closing device controlled by the detection device for closing the cold air inlet in snow air are provided.
  • Snow air is air that is cold enough to contain snow, i.e. Air that is between zero and two degrees Celsius cold or colder.
  • the cold air inlet is then closed when there is a risk of snow penetration, in order to prevent snow air from entering through the cold air inlet and thereby preventing the entry of snow or ice crystals.
  • Warm air can get into the air mixer via the warm air inlet and is sufficiently heated so that it cannot contain snow or ice crystals.
  • the detection device is expediently designed as a temperature detection device.
  • the air mixer can thereby recognize when the cold air temperature is below one - 3 -
  • the closing device can be designed in various ways.
  • the closing device can have its own slide or the like, which closes the cold air inlet in the appropriate position.
  • the closing device is preferably part of an adjusting device with which the quantitative ratio of cold air and warm air entering the housing can be adjusted.
  • the adjusting device can be designed such that it can be brought into a position in which the cold air inlet is closed, and it can be controlled by the detection device.
  • the closing device can in particular have a mixer flap which is movable between a first position in which the cold air inlet is closed and a second position in which the warm air inlet is closed.
  • Control unit for controlling the closing unit arranged in the interior of the housing and the housing has a control air inlet for the inlet of cold air to the control unit.
  • control unit and the control air inlet are advantageously arranged downstream of the cold air inlet and the warm air inlet, so that the control unit lies in the mixed air flow.
  • control unit can operate as a control unit in normal operation, when there is no snow air, which controls the position of the closing unit as a function of the
  • thermoelectric element or a temperature sensor, in particular a thermostat for actuating the closing device depending on the temperature of the mixed air.
  • the control unit in particular its thermostat, can be supplied with cold air via the control air inlet in the case of snow air, so that the control unit does not start from the warmer mixed air itself, but from the colder temperature of the cold air passed through the control air inlet and controls the closing device accordingly to close it.
  • the control unit can be manipulated by specifically exposing the control unit to the cold air, so that it tries to mix in more warm air and brings the closing device into its closing position.
  • a shut-off device for the control air inlet, which closes the control air inlet in normal operation and opens when there is snow air.
  • the control unit is therefore only exposed to the cold air when there is snow, while in normal operation no cold air can penetrate through the control air inlet and the control unit starts from the warmer mixed air.
  • the control unit or its thermostat is exposed to the mixed air mixed from cold air and warm air, so that its temperature can be regulated.
  • the cold air inlet is opened more or less or the warm air inlet is closed more or less in order to set the desired ratio of cold air to warm air and thereby the desired mixed air temperature.
  • the shut-off device for the control air inlet opens, so that the control unit or its thermostat inside the housing - 5 -
  • the flow cross-section of the control air inlet can be very small compared to the cold air inlet, for example 5 to 15% of the latter, since no intake air is to be provided via the control air inlet, but only the thermostat of the control unit is to be exposed to the cold air.
  • the shut-off device is preferably controllable as a function of the detection device, in particular, it can be actuated by it.
  • the shut-off device can be designed as a separate component which is actuated, for example, by means of an actuating device as a function of a corresponding signal from the detection device.
  • the shut-off device is preferably formed by the detection device itself.
  • the detection device and the shut-off device can have an integral common component that deforms depending on the cold air temperature between two positions.
  • the detection device is thus designed simultaneously as a sensor and an actuator.
  • the detection device can have a movement element, preferably made of bimetal or memory metal, which can be moved between two positions in accordance with the ambient temperature. This movement element, which acts simultaneously as a detection device and as a shut-off device, is in a first position in the case of snow air, in which it releases the control air inlet, and in an ambient air temperature which is above the critical temperature - 6 -
  • Fig. 1 shows an air mixer according to a preferred
  • FIG. 2 shows a top view of the shut-off device for the control air inlet according to FIG. 1.
  • the air mixer has a housing 1 which has a cold air inlet 2 and a warm air inlet 3 at one of its ends. At the opposite end, a mixed air outlet 4 is provided, which can be connected to the inlet side of an internal combustion engine (not shown) (cf. FIG. 1).
  • an adjusting device 5 is provided in the interior of the housing 1, which has a substantially plate-shaped mixer flap 6 pivotably mounted on the housing.
  • the mixer flap 6 is movable in such a way that it is in a first position in - 7 -
  • the adjusting device 5 thus acts as a closing device for the cold air inlet 2, which prevents snow air from entering the housing 1.
  • the mixer flap 6 is infinitely adjustable between the two positions in order to be able to bring about any desired mixing ratio between cold air and warm air.
  • the inside of the mixer flap 6 In order to be able to regulate the mixed air temperature, the inside of the mixer flap 6
  • a control device 7 which has a thermostat 8 arranged in front of the mixed air outlet 4, downstream of the cold air inlet 2 and the warm air inlet 3.
  • the thermostat 8 is preferably designed as a stretch-strip thermostat.
  • the position of the mixer flap 6 is adjusted in order to obtain the desired mixed air temperature by regulating the quantity of the warm air and cold air flows.
  • a connection 9 is provided between the mixer flap 6 and the control device 7, which transmits the reaction of the thermostat 8 to the temperature of the air flowing around it to the mixer flap 6.
  • the housing 1 has a control air inlet 10 which opens directly in front of the control device 7, in particular the thermostat 8.
  • the size of the control NOT TO BE TAKEN INTO ACCOUNT FOR THE PURPOSE OF INTERNATIONAL PROCESSING
  • the bending plate 12 which deforms as a function of temperature preferably consists of a bimetal or a memory metal which brings about the desired deformation at a temperature of approximately 0 to 2 degrees Celsius.
  • the bending plate 12 therefore feels a critical temperature at or below which the cold air could contain snow or ice crystals, and deforms when the temperature falls below this critical temperature.
  • the bending plate 12 acts on the one hand as a detection device for snow air and on the other hand at the same time as a shut-off device for the control air inlet 10.
  • the regulating device 7 acts as a control device for the mixer flap 6, i.e. as soon as the thermostat 8 feels cold air flowing in through the control air inlet 10, it controls the mixer flap 6 in such a way that it is moved into the position closing the cold air inlet 2.
  • the thermostat 8 is designed such that it moves the mixer flap 6 into the position closing the cold air inlet 2 when the air surrounding the thermostat has a temperature of less than or equal to 0 to 2 degrees Celsius. The cold air flowing in through the control air inlet 10 always has this temperature, since the shut-off device 11 only releases the cold air inlet 10 in this temperature range.
  • the bending plate 12 In normal operation, i.e. at an outside temperature greater than or equal to about 2 degrees Celsius, the bending plate 12 is in the position shown in Fig. 1, i.e. the control air inlet 10 is closed, so that no cold air can penetrate into the interior of the housing 1 through the control air inlet 10.
  • the control device 7 therefore senses the temperature of the mixed air flow, which is composed of the cold air flowing in through the cold air inlet 2 and the warm air flowing in through the warm air inlet 3, which can be between 80 and 100 degrees Celsius, for example, depending on the temperature of the internal combustion engine.
  • the control device 7 then adjusts the position of the mixer flap 6 as a function of the measured mixed air temperature and thereby the quantitative ratio of cold air to warm air in order to obtain a desired mixed air temperature.
  • the shut-off device 11 opens and cold air can flow through the control air inlet 10 to the control device 7 so that it no longer matches the mixed air flow, but is exposed to the incoming cold air flow through the control air inlet 10. Accordingly, the control device 7 no longer feels the temperature of the mixed air, but directly the temperature of the cold air, which is cold enough to be able to contain snow crystals.
  • the regulating device 7 therefore senses a temperature which is lower than the temperature to which the mixed air is to be regulated.
  • the control device 7 tries to mix in more warm air and for this purpose moves the mixer flap 6 into the position closing the cold air inlet 2, which is shown in FIG. 1. Because of the cold air inlet 2, none can - 11 -

Abstract

The invention relates to an air mixer for an internal combustion engine, comprising a housing (1), a cold air inlet (2) and a hot air inlet (3). The inventive air mixer is characterized in that a detection device (12) is provided for detecting snow-laden air, in addition to a closing device (6) controlled by the detection device for closing the cold air inlet (2) in the presence of snow-laden air.

Description

B e s c h r i b u n g B e s c h r i b u n g
Luft ischerAir is
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftmischer für eine Brennkraft aschine, mit einem Gehäuse, einem Kaltlufteinlaß und einem Warmlufteinlaß.The present invention relates to an air mixer for an internal combustion engine, with a housing, a cold air inlet and a warm air inlet.
Mit Hilfe eines solchen Luftmischers kann der Brennkraftma- schine unabhängig von der Außentemperatur Ansaugluft mit einer erwünschten, für die Verbrennung vorteilhaften Temperatur zugeführt werden. Hierzu kann beispielsweise bei einer Außentemperatur von Null Grad Celsius oder kälter und einem Warmluftangebot von 80 bis 100 Grad Celsius Kaltluft und Warmluft zusammengemischt werden, um als Ansaugluft Mischluft mit einer gewünschten Temperatur zu erhalten. Insbesondere in schneereichen Ländern kann bei Fahrten, die durch starken Schneefall bzw. Schneeverwirbelungen beeinträchtigt sind, Schnee mit angesaugt werden und dieser Schnee sich am Filter- einsatz anlagern und unter Umständen diesen Filtereinsatz verstopfen. Dies kann zu einem Stillstand des Motors führen.With the aid of such an air mixer, intake air at a desired temperature which is advantageous for combustion can be supplied to the internal combustion engine regardless of the outside temperature. For this purpose, cold air and warm air can be mixed together, for example, at an outside temperature of zero degrees Celsius or colder and a supply of warm air of 80 to 100 degrees Celsius, in order to obtain mixed air with a desired temperature as intake air. Especially in snowy countries, snow can be sucked in during journeys that are affected by heavy snowfall or snow swirling and this snow can accumulate on the filter insert and possibly clog this filter insert. This can cause the engine to stop.
Um den Eintritt von Schnee in den Ansaugbereich zu verhindern, ist bereits vorgeschlagen worden, am Rohlufteinlaß - 2 -In order to prevent snow from entering the suction area, it has already been proposed at the raw air inlet - 2 -
einen Siebkorb, der den Schnee zurückhält, und für den Fall des Verstopfens des Siebkorbs einen zusätzlichen Rohlufteinlaß mit einer federgespannten Klappe vorzusehen, die sich bei Unterdruck im Ansaugbereich infolge des verstopften Siebes öffnet (vgl. DE 4 413 765 AI).a sieve basket that holds back the snow, and in the event of the sieve basket becoming blocked, provide an additional raw air inlet with a spring-loaded flap that opens when there is negative pressure in the suction area as a result of the blocked sieve (cf. DE 4 413 765 AI).
Der Erfindung liegt die Aufgäbe zugrunde, bereits bekannte Luftmischer weiter zu verbessern. Insbesondere soll bei einem einfachen Aufbau des Luftmischers das Eindringen von Schnee zuverlässig verhindert und die Luftmischung über einen weiten Betriebsbereich sichergestellt werden.The invention is based on the task of further improving already known air mixers. In particular, with a simple construction of the air mixer, the ingress of snow should be reliably prevented and the air mixture should be ensured over a wide operating range.
Erfindungsge äß wird diese Aufgabe bei einem Luftmischer der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung von Schneeluft und eine von der Erfassungseinrichtung gesteuerte Verschließvorrichtung zum Verschließen des Kaltlufteinlaßes bei Schneeluft vorgesehen sind.This object is achieved in an air mixer of the type mentioned at the outset in that a detection device for detecting snow air and a closing device controlled by the detection device for closing the cold air inlet in snow air are provided.
Unter Schneeluft ist dabei Luft zu verstehen, die kalt genug ist, um Schnee enthalten zu können, d.h. Luft, die etwa zwischen null bis zwei Grad Celsius kalt oder kälter ist. Der Kaltlufteinlaß wird also dann, wenn die Gefahr des ein- dringens von Schnee besteht, verschlossen, um den Eintritt von Schneeluft durch den Kaltlufteinlaß und dadurch das Eindringen von Schnee- bzw. Eiskristallen zu verhindern. Über den Warmlufteinlaß kann Warmluft in den Luftmischer gelangen, die ausreichend erwärmt ist, so daß sie keine Schnee- bzw. Eiskristalle enthalten kann.Snow air is air that is cold enough to contain snow, i.e. Air that is between zero and two degrees Celsius cold or colder. The cold air inlet is then closed when there is a risk of snow penetration, in order to prevent snow air from entering through the cold air inlet and thereby preventing the entry of snow or ice crystals. Warm air can get into the air mixer via the warm air inlet and is sufficiently heated so that it cannot contain snow or ice crystals.
Zweckmäßigerweise ist die Erfassungseinrichtung als Temperaturerfassungseinrichtung ausgebildet. Der Luftmischer kann hierdurch erkennen, wann die Kaltlufttemperatur unter einen - 3 -The detection device is expediently designed as a temperature detection device. The air mixer can thereby recognize when the cold air temperature is below one - 3 -
kritischen Wert fällt und sich in der durch den Kaltlufteinlaß angesaugten Luft Schnee befinden könnte, und der Kaltlufteinlaß dementsprechend mit der Verschließvorrichtung zu verschließen ist.critical value falls and there could be snow in the air drawn in through the cold air inlet, and the cold air inlet must accordingly be closed with the closing device.
Die Verschließvorrichtung kann verschiedenartig ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Verschließvorrichtung einen eigenen Schieber oder dergleichen aufweisen, der in entsprechender Stellung den Kaltlufteinlaß verschließt. Vorzugsweise jedoch ist die Verschließvorrichtung Teil einer Einstellvor- richtung, mit der das Mengenverhältnis von in das Gehäuse eindringender Kaltluft und Warmluft eingestellt werden kann. Hierbei kann die Einstellvorrichtung derart ausgebildet sein, daß sie in eine Stellung bringbar ist, in der der Kaltlufteinlaß verschlossen ist, und sie von der Erfassungseinrich- tung steuerbar ist. Die Verschließvorrichtung kann insbesondere eine Mischerklappe aufweisen, die zwischen einer ersten Stellung, in der der Kaltlufteinlaß verschlossen ist, und einer zweiten Stellung, in der der Warmlufteinlaß verschlossen ist, beweglich ist.The closing device can be designed in various ways. For example, the closing device can have its own slide or the like, which closes the cold air inlet in the appropriate position. However, the closing device is preferably part of an adjusting device with which the quantitative ratio of cold air and warm air entering the housing can be adjusted. Here, the adjusting device can be designed such that it can be brought into a position in which the cold air inlet is closed, and it can be controlled by the detection device. The closing device can in particular have a mixer flap which is movable between a first position in which the cold air inlet is closed and a second position in which the warm air inlet is closed.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist eineAccording to a preferred embodiment of the invention
Steuereinheit zur Steuerung der Verschließeinheit im Inneren des Gehäuses angeordnet und weist das Gehäuse einen Steue- rungslufteinlaß zum Einlaß von Kaltluft zu der Steuereinheit auf .Control unit for controlling the closing unit arranged in the interior of the housing and the housing has a control air inlet for the inlet of cold air to the control unit.
Vorteilhafterweise sind die Steuereinheit und der Steuerungslufteinlaß stromab des Kaltlufteinlasses und des Warmlufteinlasses angeordnet, so daß die Steuereinheit im Mischluftstrσm liegt. Hierdurch kann die Steuereinheit im Normalbetrieb, wenn keine Schneeluft vorliegt, als Regeleinheit arbeiten, die die Stellung der Verschließeinheit in Abhängigkeit derThe control unit and the control air inlet are advantageously arranged downstream of the cold air inlet and the warm air inlet, so that the control unit lies in the mixed air flow. As a result, the control unit can operate as a control unit in normal operation, when there is no snow air, which controls the position of the closing unit as a function of the
Mischlufttemperatur regelt. Insbesondere kann ein Temperatur- - 4 -Mixed air temperature controls. In particular, a temperature - 4 -
element bzw. ein Temperaturfühler, insbesondere ein Thermostat zur Betätigung der Verschließeinrichtung in Abhängigkeit der Temperatur der Mischluft vorgesehen sein.element or a temperature sensor, in particular a thermostat for actuating the closing device depending on the temperature of the mixed air.
Um den Kaltlufteinlaß bei Schneeluft zu verschließen, kann der Steuereinheit, insbesondere deren Thermostat, über den Steuerungslufteinlaß bei Schneeluft Kaltluft zugeführt werden, so daß die Steuereinheit nicht von der an sich wärmeren Mischluft, sondern von der kälteren Temperatur der über den Steuerungslufteinlaß geführten Kaltluft ausgeht und die Verschließvorrichtung dementsprechend ansteuert, um diese zu verschließen. Mit Hilfe des Steuerungslufteinlasses kann die Steuereinheit manipuliert werden, in dem die Steuereinheit gezielt der Kaltluft ausgesetzt wird, so daß diese mehr Warmluft zuzumischen versucht und die Verschließvorrichtung in ihre verschließende Stellung bringt.In order to close the cold air inlet in the case of snow air, the control unit, in particular its thermostat, can be supplied with cold air via the control air inlet in the case of snow air, so that the control unit does not start from the warmer mixed air itself, but from the colder temperature of the cold air passed through the control air inlet and controls the closing device accordingly to close it. With the help of the control air inlet, the control unit can be manipulated by specifically exposing the control unit to the cold air, so that it tries to mix in more warm air and brings the closing device into its closing position.
Vorteilhafterweise ist für den Steuerungsluf einlaß eine Absperreinrichtung vorgesehen, die den Steuerungslufteinlaß im Normalbetrieb verschließt und bei Schneeluft öffnet. Die Steuereinheit wird also nur bei Schneeluft der Kaltluft ausgesetzt, während im Normalbetrieb über den Steuerungslufteinlaß keine Kaltluft eindringen kann und die Steuereinheit von der normalerweise wärmeren Mischluft ausgeht. Im Normalbetrieb, d.h. wenn keine Schneeluft vorliegt, ist die Steuereinheit bzw. deren Thermostat der aus Kaltluft und Warmluft zusammengemischten Mischluft ausgesetzt, so daß deren Temperatur geregelt werden kann. Hierzu wird der Kaltlufteinlaß mehr oder weniger geöffnet bzw. der Warmlufteinlaß mehr oder weniger geschlossen, um das gewünschte Mengenverhältnis von Kaltluft und Warmluft und hierdurch die gewünschte Mischluft- temperatur einzustellen. Bei Schneeluft dagegen öffnet die Absperreinrichtung für den Steuerungslufteinlaß, so daß die Steuereinheit bzw. deren Thermostat im Inneren des Gehäuses - 5 -Advantageously, a shut-off device is provided for the control air inlet, which closes the control air inlet in normal operation and opens when there is snow air. The control unit is therefore only exposed to the cold air when there is snow, while in normal operation no cold air can penetrate through the control air inlet and the control unit starts from the warmer mixed air. In normal operation, ie when there is no snow air, the control unit or its thermostat is exposed to the mixed air mixed from cold air and warm air, so that its temperature can be regulated. For this purpose, the cold air inlet is opened more or less or the warm air inlet is closed more or less in order to set the desired ratio of cold air to warm air and thereby the desired mixed air temperature. With snow air, however, the shut-off device for the control air inlet opens, so that the control unit or its thermostat inside the housing - 5 -
nicht mehr der Mischluft, sondern der durch den Steuerungslufteinlaß eindringenden Kaltluft, ausgesetzt ist und als Folge der Kaltlufteinlaß verschlossen wird.is no longer exposed to the mixed air, but to the cold air entering through the control air inlet, and as a result the cold air inlet is closed.
Der Strömungsquerschnitt des Steuerungslufteinlasses kann im Vergleich zum Kaltlufteinlaß sehr klein sein, beispielsweise 5 bis 15 % des Letzteren betragen, da über den Steuerungslufteinlaß keine Ansaugluft bereitgestellt werden soll, sondern nur der Thermostat der Steuereinheit der Kaltluft ausgesetzt werden soll.The flow cross-section of the control air inlet can be very small compared to the cold air inlet, for example 5 to 15% of the latter, since no intake air is to be provided via the control air inlet, but only the thermostat of the control unit is to be exposed to the cold air.
Die Absperreinrichtung ist vorzugsweise in Abhängigkeit von der Erfassungseinrichtung steuerbar, insbesondere von dieser betätigbar ausgebildet.The shut-off device is preferably controllable as a function of the detection device, in particular, it can be actuated by it.
Die Absperreinrichtung kann als separates Bauteil ausgebildet sein, das beispielsweise mittels einer Betätigungsvorrichtung in Abhängigkeit eines entsprechenden Signales der Erfassungseinrichtung betätigt wird. Vorzugsweise jedoch wird die Absperreinrichtung von der Erfassungseinrichtung selbst gebildet. Die Erfassungseinrichtung und die Absperreinrichtung können ein integrales gemeinsames Bauteil besitzen, das sich in Abhängigkeit der Kaltlufttemperatur zwischen zwei Stellungen verformt. Die Erfassungseinrichtung ist also gleichzeitig als Sensor und Aktor ausgebildet. Insbesondere kann die Erfassungseinrichtung ein Bewegungselement vorzugsweise aus Bi-Metall bzw. Memory-Metall besitzen, das entspre- chend der Umgebungstemperatur zwischen zwei Stellungen beweglich ist. Dieses Bewegungselement , das gleichzeitig als Erfassungseinrichtung und als Absperreinrichtung wirkt, ist dabei bei Schneeluft in einer ersten Stellung, in der es den Steuerungslufteinlaß freigibt, und bei über der kritischen Temperatur liegenden Umgebungslufttemperaturen in einer - 6 -The shut-off device can be designed as a separate component which is actuated, for example, by means of an actuating device as a function of a corresponding signal from the detection device. However, the shut-off device is preferably formed by the detection device itself. The detection device and the shut-off device can have an integral common component that deforms depending on the cold air temperature between two positions. The detection device is thus designed simultaneously as a sensor and an actuator. In particular, the detection device can have a movement element, preferably made of bimetal or memory metal, which can be moved between two positions in accordance with the ambient temperature. This movement element, which acts simultaneously as a detection device and as a shut-off device, is in a first position in the case of snow air, in which it releases the control air inlet, and in an ambient air temperature which is above the critical temperature - 6 -
zweiten Stellung, in der es den Steuerungslufteinlaß verschließt.second position, in which it closes the control air inlet.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der nachfolgenden Beschreibung hervor und können für sich sowie in Unterkombination für sich schutzfähige Ausfüh- rungsformen bilden. Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:In addition to the claims, these and other features also emerge from the following description and can form embodiments which can be protected by themselves or in a sub-combination. The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment and associated drawings. In these show:
Fig. 1 einen Luftmischer gemäß einer bevorzugtenFig. 1 shows an air mixer according to a preferred
Ausführung der Erfindung in einer schemati- schen Darstellung von der Seite, wobei ein Steuerungslufteinlaß an einer Gehäuseunterseite mit einer zugehörigen Absperreinrichtung gezeigt ist,Implementation of the invention in a schematic representation from the side, a control air inlet being shown on an underside of the housing with an associated shut-off device,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Absperreinrichtung für den Steuerungslufteinlaß gemäß Fig. 1.FIG. 2 shows a top view of the shut-off device for the control air inlet according to FIG. 1.
Der Luftmischer besitzt ein Gehäuse 1, das an einem seiner Enden einen Kaltlufteinlaß 2 und einen Warmlufteinlaß 3 aufweist. Am gegenüberliegende Ende ist ein Mischluftauslaß 4 vorgesehen, der mit der nicht weiter dargestellten Einlaßseite einer Brennkraftmaschine verbunden werden kann (vgl. Fig. 1) .The air mixer has a housing 1 which has a cold air inlet 2 and a warm air inlet 3 at one of its ends. At the opposite end, a mixed air outlet 4 is provided, which can be connected to the inlet side of an internal combustion engine (not shown) (cf. FIG. 1).
Um das Mengenverhältnis der durch den Kaltlufteinlaß 2 eintretenden Kaltluft und der durch den Warmlufteinlaß 3 eintretenden Warmluft einstellen zu können, ist im Inneren des Gehäuses 1 eine Einstellvorrichtung 5 vorgesehen, die eine schwenkbar am Gehäuse gelagerte im wesentlichen platten- för ige Mischerklappe 6 aufweist. Die Mischerklappe 6 ist derart beweglich, daß sie in einer ersten Stellung, die in - 7 -In order to be able to adjust the quantity ratio of the cold air entering through the cold air inlet 2 and the warm air entering through the warm air inlet 3, an adjusting device 5 is provided in the interior of the housing 1, which has a substantially plate-shaped mixer flap 6 pivotably mounted on the housing. The mixer flap 6 is movable in such a way that it is in a first position in - 7 -
Fig. 1 gezeigt ist, den Kaltlufteinlaß 2 verschließt, den Eintritt von Kaltluft verhindert und den Warmlufteinlaß 3 freigibt, so daß durch diesen ungehindert Warmluft in das Innere des Gehäuses einströmen kann, und sie in einer zweiten Stellung den Warmlufteinlaß 3 verschließt, den Kaltlufteinlaß 2 freigibt und den Eintritt von Kaltluft durch den Kaltlufteinlaß 2 ermöglicht.1 is shown, closes the cold air inlet 2, prevents the entry of cold air and releases the warm air inlet 3, so that warm air can flow through it unhindered into the interior of the housing, and closes the warm air inlet 3 in a second position, the cold air inlet 2 releases and allows the entry of cold air through the cold air inlet 2.
In der in Fig. 1 gezeigten ersten Stellung der Mischerklappe 6 wirkt die Einstellvorrichtung 5 also als Verschließ- Vorrichtung für den Kaltlufteinlaß 2, die den Eintritt von Schneeluft in das Gehäuse 1 verhindert.In the first position of the mixer flap 6 shown in FIG. 1, the adjusting device 5 thus acts as a closing device for the cold air inlet 2, which prevents snow air from entering the housing 1.
Die Mischerklappe 6 ist zwischen den beiden Stellungen stufenlos einstellbar, um jedes gewünschte Mischungsverhältnis zwischen Kaltluft und Warmluft bewirken zu können. Um die Mischlufttemperatur regeln zu können, ist im Inneren desThe mixer flap 6 is infinitely adjustable between the two positions in order to be able to bring about any desired mixing ratio between cold air and warm air. In order to be able to regulate the mixed air temperature, the inside of the
Gehäuses 1 eine Regeleinrichtung 7 vorgesehen, die einen vor dem Mischluftauslaß 4, stromab des Kaltlufteinlasses 2 und des Warmluf einlasses 3 angeordneten Thermostaten 8 aufweist. Der Thermostat 8 ist vorzugsweise als Dehnstreifen-Thermostat ausgebildet.Housing 1, a control device 7 is provided, which has a thermostat 8 arranged in front of the mixed air outlet 4, downstream of the cold air inlet 2 and the warm air inlet 3. The thermostat 8 is preferably designed as a stretch-strip thermostat.
Mit Hilfe der Regeleinrichtung 7 wird die Stellung der Mischerklappe 6 eingestellt, um durch eine Mengenregulierung der Warmluft- und Kaltluftströme die gewünschte Mischlufttemperatur zu erhalten. Hierzu ist zwischen der Mischerklappe 6 und der Regeleinrichtung 7 eine Verbindung 9 vorgesehen, die die Reaktion des Thermostaten 8 auf die Temperatur der diesen umströmenden Luft auf die Mischerklappe 6 überträgt.With the help of the control device 7, the position of the mixer flap 6 is adjusted in order to obtain the desired mixed air temperature by regulating the quantity of the warm air and cold air flows. For this purpose, a connection 9 is provided between the mixer flap 6 and the control device 7, which transmits the reaction of the thermostat 8 to the temperature of the air flowing around it to the mixer flap 6.
Wie Fig. 1 zeigt, weist das Gehäuse 1 einen Steuerungslufteinlaß 10 auf, der unmittelbar vor der Regeleinrichtung 7, insbesondere dem Thermostaten 8 mündet. Die Größe des Steue- NOT TO BE TAKEN INTO ACCOUNT FOR THE PURPOSE OF INTERNATIONAL PROCESSING As shown in FIG. 1, the housing 1 has a control air inlet 10 which opens directly in front of the control device 7, in particular the thermostat 8. The size of the control NOT TO BE TAKEN INTO ACCOUNT FOR THE PURPOSE OF INTERNATIONAL PROCESSING
- 9 -- 9 -
Die sich temperaturabhängig verformende Biegeplatte 12 besteht vorzugsweise aus einem Bi.-Metall bzw. einem Memory- Metall, das bei einer Temperatur von etwa 0 bis 2 Grad Celsius die gewünschte Verformung bewirkt. Die Biegeplatte 12 fühlt also eine kritische Temperatur, bei der bzw. unterhalb der die Kaltluft Schnee- bzw. Eiskristalle enthalten könnte, und verformt sich beim Unterschreiten dieser kritischen Temperatur. Die Biegeplatte 12 wirkt zum einen als Erfassungseinrichtung für Schneeluft und zum anderen gleichzeitig als Absperreinrichtung für den Steuerungslufteinlaß 10.The bending plate 12 which deforms as a function of temperature preferably consists of a bimetal or a memory metal which brings about the desired deformation at a temperature of approximately 0 to 2 degrees Celsius. The bending plate 12 therefore feels a critical temperature at or below which the cold air could contain snow or ice crystals, and deforms when the temperature falls below this critical temperature. The bending plate 12 acts on the one hand as a detection device for snow air and on the other hand at the same time as a shut-off device for the control air inlet 10.
Wenn sich die Absperreinrichtung 11 in der geöffneten Stellung befindet, kann durch den Steuerungslufteinlaß 10 Kaltluft zu dem Thermostaten 8 hin einströmen, so daß dieser nicht mehr dem aus Warmluft und Kaltluft zusammengemischten Mischluftstrora, sondern der durch den Steuerungslufteinlaß 10 einströmenden Kaltluft ausgesetzt ist. In Verbindung mit dem Steuerungslufteinlaß 10 wirkt die Regeleinrichtung 7 als Steuereinrichtung für die Mischerklappe 6, d.h. sobald der Thermostat 8 durch den Steuerungslufteinlaß 10 einströmende Kaltluft fühlt, steuert er die Mischerklappe 6 derart an, daß diese in die den Kaltlufteinlaß 2 verschließende Stellung bewegt wird. Der Thermostat 8 ist hierzu derart ausgebildet, daß er die Mischerklappe 6 in die den Kaltlufteinlaß 2 verschließende Stellung bewegt, wenn die den Thermostat umgebende Luft eine Temperatur von kleiner oder gleich als 0 bis 2 Grad Celsius aufweist. Die durch den Steuerungslufteinlaß 10 einströmende Kaltluft besitzt immer diese Temperatur, da nur in diesem Temperaturbereich die Absperreinrichtung 11 den Kaltlufteinlaß 10 freigibt.When the shut-off device 11 is in the open position, cold air can flow in through the control air inlet 10 to the thermostat 8 so that it is no longer exposed to the mixed air flow mixed from warm air and cold air, but rather to the cold air flowing in through the control air inlet 10. In connection with the control air inlet 10, the regulating device 7 acts as a control device for the mixer flap 6, i.e. as soon as the thermostat 8 feels cold air flowing in through the control air inlet 10, it controls the mixer flap 6 in such a way that it is moved into the position closing the cold air inlet 2. For this purpose, the thermostat 8 is designed such that it moves the mixer flap 6 into the position closing the cold air inlet 2 when the air surrounding the thermostat has a temperature of less than or equal to 0 to 2 degrees Celsius. The cold air flowing in through the control air inlet 10 always has this temperature, since the shut-off device 11 only releases the cold air inlet 10 in this temperature range.
Nachfolgend wird die Funktion und Wirkungweise des Luftmischers entsprechend der bevorzugten Ausführung näher erläutert. - 10 -The function and mode of operation of the air mixer according to the preferred embodiment is explained in more detail below. - 10 -
Im Normalbetrieb, d.h. bei einer Außentemperatur größer oder gleich etwa 2 Grad Celsius ist die Biegeplatte 12 in der in Fig. 1 gezeigten Stellung, d.h. der Steuerungslufteinlaß 10 ist verschlossen, so daß keine Kaltluft durch den Steuerungs- lufteinlaß 10 in das Innere des Gehäuses 1 eindringen kann. Die Regeleinrichtung 7 fühlt also die Temperatur des Mischluftstromes , der sich aus der durch den Kaltlufteinlaß 2 einströmenden Kaltluft und der durch den Warmlufteinlaß 3 einströmenden Warmluft, die abhängig von der Temperatur der Brennkraftmaschine beispielsweise zwischen 80 und 100 Grad Celsius betragen kann, zusammensetzt. Die Regeleinrichtung 7 stellt dann in Abhängigkeit von der gemessenen Mischlufttemperatur die Stellung der Mischerklappe 6 und hierdurch das Mengenverhältnis von Kaltluft zu Warmluft ein, um eine gewünschte Mischlufttemperatur zu erhalten.In normal operation, i.e. at an outside temperature greater than or equal to about 2 degrees Celsius, the bending plate 12 is in the position shown in Fig. 1, i.e. the control air inlet 10 is closed, so that no cold air can penetrate into the interior of the housing 1 through the control air inlet 10. The control device 7 therefore senses the temperature of the mixed air flow, which is composed of the cold air flowing in through the cold air inlet 2 and the warm air flowing in through the warm air inlet 3, which can be between 80 and 100 degrees Celsius, for example, depending on the temperature of the internal combustion engine. The control device 7 then adjusts the position of the mixer flap 6 as a function of the measured mixed air temperature and thereby the quantitative ratio of cold air to warm air in order to obtain a desired mixed air temperature.
Sobald die Umgebungstemperatur, d.h. die Temperatur der Kaltluft auf einen Wert von etwa 0 bis 2 Grad Celsius oder darunter fällt, öffnet die Absperreinrichtung 11 und Kaltluft kann durch den Steuerungslufteinlaß 10 zu der Regeleinrich- tung 7 hinströmen, so daß diese nicht mehr dem Mischluftstrom, sondern dem durch den Steuerungslufteinlaß 10 einströmenden Kaltluftstrom ausgesetzt ist. Dementsprechend fühlt die Regeleinrichtung 7 nicht mehr die Temperatur der Mischluft, sondern unmittelbar die Temperatur der Kaltluft, die kalt genug ist, um Schneekristalle enthalten zu können. Die Regeleinrichtung 7 fühlt also eine Temperatur, die niedriger ist als die Temperatur, auf die die Mischluft einzuregeln ist. Dementsprechend versucht die Regeleinrichtung 7, um die erwünschte Mischlufttemperatur zu erreichen, mehr Warmluft zuzumischen und bewegt hierzu die Mischerklappe 6 in die den Kaltlufteinlaß 2 verschließende Stellung, die in Fig. 1 gezeigt ist. Durch den Kaltlufteinlaß 2 kann also keine - 11 -As soon as the ambient temperature, ie the temperature of the cold air falls to a value of about 0 to 2 degrees Celsius or below, the shut-off device 11 opens and cold air can flow through the control air inlet 10 to the control device 7 so that it no longer matches the mixed air flow, but is exposed to the incoming cold air flow through the control air inlet 10. Accordingly, the control device 7 no longer feels the temperature of the mixed air, but directly the temperature of the cold air, which is cold enough to be able to contain snow crystals. The regulating device 7 therefore senses a temperature which is lower than the temperature to which the mixed air is to be regulated. Accordingly, in order to achieve the desired mixed air temperature, the control device 7 tries to mix in more warm air and for this purpose moves the mixer flap 6 into the position closing the cold air inlet 2, which is shown in FIG. 1. Because of the cold air inlet 2, none can - 11 -
Schneeluft eindringen. Die gesamte Ansaugluft strömt durch den Warmlufteinlaß 3 ein, wobei die Warmluft zu warm ist, um Schnee- bzw. Eiskristalle zu enthalten. Der durch den Steuerungslufteinlaß 10 eintretende Kaltluftstrom ist vernachläs- sigbar. Snow air penetrate. All of the intake air flows in through the warm air inlet 3, the warm air being too warm to contain snow or ice crystals. The cold air flow entering through the control air inlet 10 is negligible.

Claims

- 12 -- 12 -
A n s p r ü c h eExpectations
LuftmischerAir mixer
Luftmischer für eine Brennkraftmaschine, mit einem Gehäuse, einem Kaltlufteinlaß und einem Warmlufteinlaß, dadurch gekennzeichnet, daß eine Erfassungseinrichtung (12) zur Erfassung von Schneeluft und eine von der Erfassungeinrichtung gesteuerte Verschließvorrichtung (6) zum Verschließen des Kaltlufteinlasses (2) bei Schneeluft vorgesehen sind.Air mixer for an internal combustion engine, with a housing, a cold air inlet and a warm air inlet, characterized in that a detection device (12) for detecting snow air and a closing device (6) controlled by the detection device are provided for closing the cold air inlet (2) in snow air.
Luftmischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einsteilvorrichtung (5) zur Einstellung des Verhältnisses von Kaltluft und Warmluft vorgesehen ist, wobei die Verschließvorrichtung von der Einstellvorrich- tung gebildet ist.Air mixer according to claim 1, characterized in that a setting device (5) is provided for setting the ratio of cold air and warm air, the closing device being formed by the setting device.
Luftmischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung (12) als Temperatur- Erfassungseinrichtung ausgebildet ist.Air mixer according to claim 1 or 2, characterized in that the detection device (12) is designed as a temperature detection device.
4. Luftmischer nach zumindest einem der vorhergehenden4. Air mixer according to at least one of the previous ones
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinheit (7) zur Steuerung der Verschließeinheit (6) im Inneren des Gehäuses (1) angeordnet ist und das Gehäuse - 13 -Claims, characterized in that a control unit (7) for controlling the closing unit (6) is arranged inside the housing (1) and the housing - 13 -
einen Steuerungslufteinlaß (10) zum Einlaß von Kaltluft zu der Steuereinheit aufweist.has a control air inlet (10) for inlet of cold air to the control unit.
5. Luftmischer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (7) und der Steuerungslufteinlaß (10) stromab des Kaltlufteinlasses (2) und des Warmluftein- lasses (3) angeordnet sind.5. Air mixer according to claim 4, characterized in that the control unit (7) and the control air inlet (10) are arranged downstream of the cold air inlet (2) and the warm air inlet (3).
6. Luftmischer nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerungslufteinlaß (10) vor der Steuereinheit (7) , insbesondere einem Thermostaten (8) der Steuereinheit, mündet.6. Air mixer according to claim 4 or 5, characterized in that the control air inlet (10) in front of the control unit (7), in particular a thermostat (8) of the control unit, opens out.
7. Luftmischer nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Absperreinrichtung (11) für den Steuerungslufteinlaß (10) vorgesehen ist, die den Steuerungslufteinlaß im Normalbetrieb verschließt und bei Schneeluft öffnet.7. Air mixer according to one of claims 4 to 6, characterized in that a shut-off device (11) for the control air inlet (10) is provided, which closes the control air inlet in normal operation and opens when there is snow air.
8. Luftmischer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperreinrichtung (11) in Abhängigkeit von der8. Air mixer according to claim 7, characterized in that the shut-off device (11) depending on the
Erfassungseinrichtung (12) steuerbar, insbesondere von dieser betätigbar ausgebildet ist.Detection device (12) can be controlled, in particular can be actuated by it.
9. Luftmischer nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung (12) und die Absperreinrichtung (11) ein integrales gemeinsames Bauteil (12), insbesondere aus Bi-Metall bzw. Memory-Metall aufweisen.9. Air mixer according to claim 7 or 8, characterized in that the detection device (12) and the shut-off device (11) have an integral common component (12), in particular made of bi-metal or memory metal.
10. Luftmischer nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung ein Bewegungselement (12) aufweist, daß - 14 -10. Air mixer according to at least one of the preceding claims, characterized in that the detection device has a movement element (12) that - 14 -
zwischen zwei Stellungen in Abhängigkeit der Kaltlufttemperatur beweglich ausgebildet ist.is designed to be movable between two positions depending on the cold air temperature.
11. Luftmischer nach zumindest einem der vorhergehenden11. Air mixer according to at least one of the previous ones
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschließeinrichtung eine Mischerklappe (6) aufweist, die zwischen einer ersten Stellung, in der der Kaltlufteinlaß (2) verschlossen ist, und einer zweiten Stellung, in der der Warmlufteinlaß (3) verschlossen ist, beweglich ist, eine Regeleinheit (7) zur Regelung der Stellung der Mischerklappe mit einem Thermostat (8) stromab der Mischerklappe vorgesehen ist und die Erfassungseinrichtung (12) derart ausgebildet ist, daß bei Schneeluft der Thermostat der Kaltluft ausgesetzt ist. Claims, characterized in that the closing device has a mixer flap (6) which is movable between a first position in which the cold air inlet (2) is closed and a second position in which the warm air inlet (3) is closed Control unit (7) for regulating the position of the mixer flap with a thermostat (8) is provided downstream of the mixer flap and the detection device (12) is designed such that the thermostat is exposed to the cold air when there is snow air.
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