WO2005061248A1 - Klappe, insbesondere für ein luftführungsgehäuse einer kraftfahrzeug-klimaanlage - Google Patents

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Carsten Burkhardt
Wolfgang Dieksander
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Behr Gmbh & Co. Kg
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    • B60H1/00857—Damper doors, e.g. position control characterised by the means connecting the initiating means, e.g. control lever, to the damper door

Definitions

  • Flap in particular for an air duct housing of a motor vehicle air conditioning system
  • the invention relates to a flap for an air duct housing of a motor vehicle air conditioning system according to the preamble of claim 1.
  • a plurality of flaps are used in air duct housings, which control the air flow in different air channels. This is particularly the case when cold air and warm air are to be mixed in a targeted manner by means of a mixing flap.
  • a flap can be provided with an essentially flat region that serves to close the air ducts, which can be pivoted about a pivot axis, by means of which two air ducts arranged at an angle to one another can be closed. Problems often occur in the tightness of the flap, which closes the duct air duct in one end position and the warm air duct in its other end position.
  • a Venetian blind flap is known from EP 0 740 617 B1.
  • the cross section of the installation frame is adapted to the cross section of the air ducts, with a plurality of slats guided in the frame, the slats completely covering the cross section of the frame in their closed position.
  • the slats can be swiveled by approx. 90 °.
  • Several frames, which are arranged in a star shape, can be provided, so that an air duct can be regulated for each flap.
  • a common drive can be a rotating cam be educated. With such a Venetian blind flap, however, there are problems with regard to tightness.
  • a flap in particular a mixing flap for an air duct housing of a motor vehicle air-conditioning system, which closes two different openings in its two end positions, the flap having an essentially flat area with two essentially flat surfaces, which are arranged on the two opposite sides of the area, and is arranged pivotably about a flap axis, and in both end positions shows the same area of the area of the flap in the direction of the respective opening to be closed.
  • the other side can be designed as required and optionally also be provided with air guiding elements.
  • the flap can preferably be pivoted about a spatially moving flap axis, so that there is a more aerodynamic movement during adjustment processes and more aerodynamic intermediate positions of the flap.
  • the flap preferably has at least one, preferably lever arms, which are arranged on both sides of the essentially flat area and wherein a relative movement between the lever arm and the flat area is possible.
  • at least one degree of freedom in the form of a pivoting movement but preferably two degrees of freedom in the form of a pivoting movement and a longitudinal displacement, are specified.
  • the lever arm preferably has an elongated hole which extends in its longitudinal direction.
  • a gear connection is preferably provided between the lever arm and the flap axis, in particular in the form of a rack, which is preferably formed on the lever arm, and a gear wheel, which is preferably formed on the flap axis, which provides a non-slip and defined connection between the lever arm and the flap axis and thus the allow essentially flat area of the flap.
  • a guide running in a curve, in particular in the form of a guide groove formed in the air guide housing, is preferably provided.
  • a protruding pin formed on the flap axis protrudes through the elongated hole formed on the pivotable lever arm into the guide groove in which it is guided. This enables a needs-based adjustment movement through the control function formed by the guide groove, so that a simple pivoting movement of the lever arm can be converted into a complicated adjustment movement.
  • the flap axis is preferably arranged on the second surface, which is formed on the side of the flat region opposite the first surface. This enables an optimized configuration of the first surface with regard to its locking function.
  • the flap axis is arranged approximately centrally with respect to the flat area.
  • Such a flap is preferably used as a mixing flap in a motor vehicle air conditioning system.
  • FIG. 1 is a perspective view of the flap according to the invention in the warm position
  • FIG. 2 shows a section through FIG. 1, which shows the flap in the warm position
  • FIG. 3 shows a section through FIG. 1, which shows the flap in the mixed position
  • FIG. 4 shows a section through FIG. 1, which shows the flap in the cold position
  • Fig. 5 is a representation corresponding to Fig. 1
  • Fig. 6 is a perspective view of the flap of Fig. 1 in the mixing position
  • Fig. 7 is a perspective view of the flap of Fig. 1 in the cold position.
  • a motor vehicle air conditioning system 1 with a blower (not shown), an evaporator 3, a heater 4 and an auxiliary heater 5 has a mixing flap 6, which is arranged in a multi-part air guide housing 7, for the appropriate temperature control and generation of a stratified air flow are.
  • the flap 6 is arranged after the evaporator 3 in such a way that it blocks the path through the heater 4 and auxiliary heater 5 in its one end position and clears the path via a bypass 8 for this purpose (cold position). and in its other end position blocks the path through the bypass 8 and releases the path via the heater 4 and auxiliary heater 5 (warm position).
  • the air tempered with the aid of the flap 6 can be supplied to various areas of the vehicle interior via air ducts regulated by means of further flaps. So a branch from the air duct housing 7 the air duct is provided, which serves to defrost the windshield. The amount of air flowing through the defrost air duct is regulated by means of a defrost flap. Another air duct leads to the side and center nozzles and can be regulated by means of a flap. Furthermore, a footwell air duct is provided which can be regulated with a footwell flap.
  • the flap 6 has a substantially flat region 10 with two surfaces 10 'and 10 ", the first surface 10' in both end positions lying tightly against correspondingly designed contact surfaces of the air guide housing 7.
  • flap axis 11 is provided, each having a pin 12 at its ends, which projects beyond the flat region 10 and protrudes through an elongated hole 14 formed in a lever arm 13 and in an arcuate guide groove 15, which is formed in the air guide housing 7.
  • Each lever arm 13 is pivotally mounted in a boundary region between the heater 4 and the bypass 8 on the side of the evaporator 3, one of the lever arms 13 being connected to an actuating device, not shown, which the flap 6 is actuated.
  • a first gear element presently in the form of a gearwheel 16, is formed on the flap axis 11, adjacent to one of the pins 12, which interacts with a second gear element 17, which is formed on the corresponding lever arm 13, in the present case a toothing 17 of a toothed rack, so that the flat region 10 of the flap 6 is rotated when the position of the pins 12 in the elongated holes 14 changes due to the interaction of the gear 16 and the toothing 17.
  • a corresponding design of the guide groove 15 can ensure that the flat region 10 assumes the desired orientation for this position of the lever arms 13, in particular it can be ensured that in both end positions the same surface, namely the first surface 10 'in contact with the Air duct housing 7 is.
  • a corresponding circle around the pivot axis of the lever arm 13 is shown in FIG.
  • the function of the flap 6 is as follows: In its warm position, which is shown in FIGS. 2 and 5, the first surface 10 'of the essentially flat region 10 of the flap 6 lies with its edge regions close to the correspondingly designed air duct housing 7, so that the corresponding opening, that is to say the inlet of the bypass 8 is closed, while the opening is released by the heater 4 and auxiliary heater 5, so that all the air coming from the fan and cooled and dehumidified by the evaporator 3 through the heater 4 and auxiliary heater 5 is passed, whereby it is heated to the maximum.
  • gear elements in the form of friction wheels or correspondingly designed rolling surfaces are provided on both sides of the flap axis and on both lever arms.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Klappe, insbesondere Misch-Klappe (6) für ein Luftführungsgehäuse (7) einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage (1), die in ihren beiden Endstellungen zwei unterschiedliche Öffnungen verschliesst, wobei die Klappe (6) einen im Wesentlichen ebenen Bereich (10) mit zwei sich im Wesentlichen eben erstreckenden Flächen (10', 10') aufweist, die auf den beiden einander gebenüberliegenden Seiten des Bereichs (10) angeordnet sind, und um eine Klappenachse (11) verschwenkbar angeordnet ist, wobei in beiden Endstellungen die gleiche Fläche (10') des Bereichs (10) der Klappe (6) in Richtung zur jeweiligen, zu verschließenden Öffnung zeigt.

Description

Klappe, insbesondere für ein Luftführungsgehäuse einer Kraftfahrzeug- Klimaanlage
Die Erfindung betrifft eine Klappe für ein Luftführungsgehäuse einer Kraft- fahrzeug-KIimaanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In Luftführungsgehäusen wird eine Mehrzahl von Klappen verwendet, welche die Luftströmung in unterschiedlichen Luftkanälen steuern. Dies ist insbesondere der Fall, wenn Kaltluft und Warmluft mittels einer Mischklappe gezielt gemischt werden sollen. Dabei kann eine Klappe mit einem im Wesentlichen flach ausgebildeten Bereich, der zum Verschließen der Luftkanäle dient, vorgesehen sein, die um eine Schwenkachse verschwenkbar ist, mit Hilfe derer zwei in einem Winkel zueinander angeordnete Luftkanäle verschließbar sind. Hierbei treten häufig Probleme bei der Dichtheit der Klappe auf, welche in einer Endstellung den Kaitluftkanal und in ihrer anderen Endstellung den Warmluftkanal verschließt.
Aus der EP 0 740 617 B1 ist eine Jalousie-Klappe bekannt. Hierbei sind in den Luftkanälen in ihrem Querschnitt an den Querschnitt der Luftkanäle an- gepasste Einbaurahmen mit mehreren im Rahmen geführten Lamellen vorgesehen, wobei die Lamellen in ihrer Schließstellung den Querschnitt des Rahmens vollständig abdecken. Die Lamellen lassen sich dabei um ca. 90° schwenken. Dabei können mehrere Rahmen, die sternförmig angeordnet sind, vorgesehen sein, so dass je Klappe ein Luftkanal geregelt werden kann. Ein gemeinsamer Antrieb kann durch eine drehbare Kurvenscheibe gebildet sein. Bei einer derartigen Jalousie-Klappe treten jedoch Probleme in Hinblick auf die Dichtheit auf.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Klappe für ein Luftführungsgehäuse einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Klappe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß ist eine Klappe, insbesondere Misch-KIappe für ein Luftführungsgehäuse einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage, vorgesehen, die in ihren beiden Endstellungen zwei unterschiedliche Öffnungen verschließt, wobei die Klappe einen im Wesentlichen ebenen Bereich mit zwei sich im We- sentlichen eben erstreckenden Flächen aufweist, die auf den beiden einander gegenüberliegenden Seiten des Bereichs angeordnet sind, und um eine Klappenachse verschwenkbar angeordnet ist, und in beiden Endstellungen die gleiche Fläche des Bereichs der Klappe in Richtung zur jeweiligen, zu verschließenden Öffnung zeigt. Durch eine derartige Ausgestaltung muss nur eine Seite zur Abdichtung geeignet ausgebildet sein, so dass sich die
Abdichtung vereinfacht. Die andere Seite kann bedarfsgerecht ausgebildet sein und gegebenenfalls auch mit Luftführungselementen versehen sein.
Die Klappe ist hierbei bevorzugt um eine sich räumlich bewegte Klap- penachse schwenkbar, so dass sich eine strömungsgünstigere Bewegung bei Stellvorgängen und strömungsgünstigere Zwischenstellungen der Klappe ergeben.
Die Klappe weist bevorzugt mindestens einen, vorzugsweise Hebelarme auf, die beidseitig des im Wesentlichen ebenen Bereichs angeordnet sind und wobei eine Relativbewegung zwischen Hebelarm und ebenem Bereich möglich ist. Hierbei ist mindestens ein Freiheitsgrad in Form einer Schwenkbewegung, bevorzugt aber zwei Freiheitsgrade in Form einer Schwenkbewegung und einer Längsverschiebung, vorgegeben. Der Hebelarm weist bevorzugt ein Langloch auf, das sich in seiner Längsrichtung erstreckt.
Zwischen dem Hebelarm und der Klappenachse ist bevorzugt eine Getriebeverbindung vorgesehen, insbesondere in Form einer Zahnstange, die bevorzugt am Hebelarm ausgebildet ist, und eines Zahnrads, das bevorzugt an der Klappenachse ausgebildet ist, die eine rutschfreie und definierte Verbindung zwischen Hebelarm und Klappenachse und somit dem im Wesentlichen ebenen Bereich der Klappe ermöglichen.
Bevorzugt ist eine in einer Kurve verlaufende Führung, insbesondere in Form einer im Luftführungsgehäuse ausgebildeten Führungsnut, vorgesehen. Dabei ragt ein an der Klappenachse ausgebildeter, überstehender Zapfen durch das am schwenkbaren Hebelarm ausgebildete Langloch bis in die Führungsnut, in welcher er geführt ist. Dies ermöglicht eine bedarfsgerechte Stellbewegung durch die durch die Führungsnut gebildete Steuerfunktion, so dass eine einfache Schwenkbewegung des Hebelarms in eine komplizierte Stellbewegung umgewandelt werden kann.
Die Klappenachse ist bevorzugt auf der zweiten Fläche angeordnet, die auf der der ersten Fläche gegenüberliegenden Seite des ebenen Bereichs ausgebildet ist. Dies ermöglicht eine optimierte Ausgestaltung der ersten Fläche in Hinblick auf deren Verschlußfunktion.
Zur Minimierung der auftretenden Kräfte ist die Klappenachse etwa mittig bezüglich des ebenen Bereichs angeordnet.
Eine derartige Klappe wird bevorzugt als Misch-Klappe in einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage verwendet.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Klappe in der Warm-Stellung,
Fig. 2 einen Schnitt durch Fig. 1 , der die Klappe in der Warm- Stellung zeigt,
Fig. 3 einen Schnitt durch Fig. 1 , der die Klappe in der Misch- Stellung zeigt, Fig. 4 einen Schnitt durch Fig. 1 , der die Klappe in der Kaltstellung zeigt,
Fig. 5 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung, Fig. 6 eine perspektivische Ansicht der Klappe von Fig. 1 in der Misch-Stellung, und
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht der Klappe von Fig. 1 in der Kalt-Stellung.
Eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage 1 mit einem Gebläse (nicht dargestellt), einem Verdampfer 3, einem Heizer 4 und einem Zuheizer 5 weist zur bedarfsgerechten Temperierung und Erzeugung einer geschichteten Luftströmung eine Misch-Klappe 6 auf, die in einem mehrteilig ausgebildeten Luftfüh- rungsgehäuse 7 angeordnet sind.
Die Klappe 6 ist nach dem Verdampfer 3 derart angeordnet, dass sie in ihrer einen Endstellung den Weg durch den Heizer 4 und Zuheizer 5 versperrt und den Weg über einen Bypass 8 hierzu freigibt (Kalt-Stellung). und in ihrer an- deren Endstellung den Weg durch den Bypass 8 versperrt und den Weg über den Heizer.4 und Zuheizer 5 freigibt (Warm-Stellung).
Die mit Hilfe der Klappe 6 temperierte Luft kann über mittels weiterer Klappen geregelte Luftkanäle verschiedenen Bereichen des Fahrzeuginnen- raums zugeführt werden. So ist ein vom Luftführungsgehäuse 7 abzweigen- der Luftkanal vorgesehen, welcher dem Entfrosten der Windschutzscheibe dient. Die durch den Defrost-Luftkanal geführte Luftmenge wird mittels einer Defrost-Klappe geregelt. Ein weiterer Luftkanal führt zu den Seiten- und Mitteldüsen und ist mittels einer Klappe regelbar. Ferner ist ein Fußraum- Luftkanal vorgesehen, der mit einer Fußraum-Klappe regelbar ist.
Die Klappe 6 weist einen im Wesentlichen ebenen Bereich 10 mit zwei Flächen 10' und 10" auf, wobei die erste Fläche 10' in beiden Endstellungen an entsprechend ausgebildeten Anlageflächen des Luftführungsgehäuses 7 dicht anliegt. Hierbei ist eine quer über die zweite Fläche 10" verlaufende, etwa mittig bezüglich der Fläche 10" angeordnete, Klappenachse 11 vorgesehen, die an ihren Enden je einen Zapfen 12 aufweist, der über den ebenen Bereich 10 übersteht und durch ein in je einem Hebelarm 13 ausgebildetes Langloch 14 ragt und in je einer bogenförmig ausgebildeten Führungsnut 15, die im Luftführungsgehäuse 7 ausgebildet ist, geführt ist. Jeder Hebelarm 13 ist in einem Grenzbereich zwischen dem Heizer 4 und dem Bypass 8 auf der Seite des Verdampfers 3 schwenkbar angebracht, wobei einer der Hebelarme 13 mit einer nicht dargestellten Stellvorrichtung verbunden ist, welche die Klappe 6 betätigt.
An der Klappenachse 11 ist benachbart zu einem der Zapfen 12 ein erstes Getriebeelement, vorliegend in Form eines Zahnrades 16, ausgebildet, das mit einem zweiten, am entsprechenden Hebelarm 13 ausgebildeten zweiten Getriebeelement, vorliegend eine Verzahnung 17 einer Zahnstange, zu- sammenwirkt, so dass der ebene Bereich 10 der Klappe 6 bei einer Veränderung der Position der Zapfen 12 in den Langlöchern 14 auf Grund des Zusammenwirkens des Zahnrades 16 und der Verzahnung 17 gedreht wird.
Durch entsprechende Ausgestaltung der Führungsnut 15 kann sichergestellt werden, dass der ebene Bereich 10 die gewünschte Ausrichtung für diese Stellung der Hebelarme 13 einnimmt, insbesondere kann sichergestellt werden, dass in beiden Endstellungen jeweils die gleiche Fläche, nämlich die erste Fläche 10' in Anlage an dem Luftführungsgehäuse 7 ist. Um den von der Konzentrizität bezüglich der Schwenkachse des Hebelarms 13 abwei- chenden Verlauf besser zu verdeutlichen, ist in Fig. 2 ein entsprechender Kreis um die Schwenkachse des Hebelarms 13 dargestellt.
Die Funktion der Klappe 6 ist Folgende: In ihrer Warm-Stellung, die in den Figuren 2 und 5 dargestellt ist, liegt die erste Fläche 10' des im Wesentlichen ebenen Bereichs 10 der Klappe 6 mit seinen Randbereichen dicht am entsprechend ausgebildeten Luftführungsgehäuse 7 an, so dass die entsprechende Öffnung, das heißt der Eintritt des Bypasses 8 verschlossen ist, während die Öffnung durch den Heizer 4 und Zuheizer 5 freigegeben ist, so dass die gesamte vom Gebläse kommende und vom Verdampfer 3 gekühlte und entfeuchtete Luft durch den Heizer 4 und Zuheizer 5 geleitet wird, wodurch sie maximal erwärmt wird.
Erfolgt auf Grund einer Betätigung der Stellvorrichtung eine Drehung der Hebelarme 13 entgegen dem Uhrzeigersinn von Fig. 2, so entfernt sich der Bereich 10 von der Anlagefläche des Luftführungsgehäuses 7. In Folge der Kurvenbahn der Führungsnut 15 werden die Zapfen 12, geführt in den Langlöchern 14 und somit der gesamte ebene Bereich 10 der Klappe 6 nach außen bewegt. Hierbei wird durch die Getriebeverbindung zwischen der Ver- zahnung 17, die am Langloch 14 ausgebildet ist, und dem Zahnrad 16, das an der Klappenachse 11 ausgebildet ist, eine Drehung des ebenen Bereichs 10 der Klappe 6 erzwungen, die gemäß der vorliegenden Ausgestaltung im Uhrzeigersinn erfolgt, so dass in einer Misch-Stellung, wie in den Figuren 3 und 6 dargestellt, der ebene Bereich 10 der Klappe 6 leicht geschwenkt ist und die erste Fläche 10' sich in Richtung ihrer anderen Endstellung bewegt. Wird die Stellvorrichtung weiter betätigt, so wird die Bewegung fortgesetzt, bis die erste Fläche 10' in Anlage an das Luftführungsgehäuse 7 gelangt und die andere Öffnung dicht verschließt, wie in den Figuren 4 und 7 dargestellt. Die Rückbewegung erfolgt entsprechend.
Gemäß einem zweiten, nicht in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind an beiden Seiten der Klappenachse und an beiden Hebelarmen Getriebeelemente in Form von Reibrädern beziehungsweise entsprechend ausgebildeter Abrollflächen vorgesehen. Bezugszeichenliste
Kraftfahrzeug-Klimaanlage Verdampfer Heizer Zuheizer Klappe Luftführungsgehäuse Bypass Bereich ', 10" Fläche Klappenachse Zapfen Hebelarm Langloch Führungsnut Zahnrad . Verzahnung

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Klappe, insbesondere Misch-Klappe für ein Luftführungsgehäuse (7) einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage (1 ), die in ihren beiden Endstellungen zwei unterschiedliche Öffnungen verschließt, wobei die Klappe (6) einen im Wesentlichen ebenen Bereich (10) mit zwei sich im Wesentlichen eben erstreckenden Flächen (10', 10") aufweist, die auf den bei- den einander gegenüberliegenden Seiten des Bereichs (10) angeordnet sind, und um eine Klappenachse (11 ) verschwenkbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in beiden Endstellungen die gleiche Fläche (10') des Bereichs (10) der Klappe (6) in Richtung zur jeweiligen, zu verschließenden Öffnung zeigt.
2. Klappe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (6) um eine sich räumlich bewegte Klappenachse (11 ) schwenkbar ist.
3. Klappe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (6) mindestens einen Hebelarm (13) aufweist.
4. Klappe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (6) gegenüber dem Hebelarm (13) in mindestens einem Freiheitsgrad beweglich ist.
5. Klappe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (6) gegenüber dem Hebelarm (13) in zwei Freiheitsgraden beweglich ist.
6. Klappe nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebelarm (13) ein Langloch (14) aufweist.
7. Klappe nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Hebelarm (13) und der Klappenachse (11 ) eine Getriebeverbindung vorgesehen ist.
8. Klappe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeverbindung durch ein Zahnrad (16), das an der Klappenachse (11 ) ausgebildet ist, und eine Verzahnung (17), die am Hebelarm (13) ausgebildet ist, gebildet ist.
9. Klappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (6) eine in einer Kurve verlaufende Führung aufweist.
10. Klappe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung durch eine Führungsnut (15) gebildet ist.
11. Klappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Klappenachse (11 ) mindestens ein überstehen- der Zapfen (12) vorgesehen ist, der durch das am schwenkbaren Hebelarm (13) ausgebildete Langloch (14) ragt und in der Führungsnut (15) geführt ist.
12. Klappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Klappenachse (11 ) auf der zweiten Fläche (10"), die auf der der ersten Fläche (10') gegenüberliegenden Seite des ebenen Bereichs (10) ausgebildet ist, angeordnet ist.
13. Klappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- . zeichnet, dass die Klappenachse (11) etwa mittig bezüglich des ebenen Bereichs (10) angeordnet ist.
14. Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch eine Klappe (6) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13.
PCT/EP2004/012716 2003-11-27 2004-11-10 Klappe, insbesondere für ein luftführungsgehäuse einer kraftfahrzeug-klimaanlage WO2005061248A1 (de)

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