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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Lufteintritt für eine Lüftungs-,
Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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In
der
DE 199 15 966
A1 ist ein gattungsgemässer
Lufteintritt einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs offenbart, welcher
eine als Zylinderklappe ausgebildete Lüftungsklappe aufweist. Die
Lüftungsklappe
ist dabei zwischen zwei Endstellungen beweglich, wobei in einer
ersten Endstellung ein Aussenluftkanal vollständig freigegeben und ein Umluftkanal
vollständig
abgedeckt sind und in einer zweiten Endstellung der Umluftkanal
vollständig
freigegeben und der Aussenluftkanal vollständig abgedeckt sind. Die Lüftungsklappe
der D1 kommt in ihren Endstellungen an den den Aussenluftkanal und
die Umluftöffnung
begrenzenden Anschlagwänden
dichtend zum Anliegen und ist in ihrer verdeckenden Erstreckung
entlang der Drehbewegung derart bemessen, dass in der Bewegung der
Lüftungsklappe
zwischen den beiden Endstellungen die Öffnungsverhältnisse von Aussenluftkanal
und Umluftkanal linear gegenläufig miteinander
gekoppelt sind. Somit ist das Schließen des Aussenluftkanals direkt
mit einem entsprechenden Öffnen
des Umluftkanals zwangsläufig
verbunden.
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Des
Weiteren ist aus der
DE
197 33 052 A1 ein Lufteintritt bekannt, dessen Frischluft-
und Umluftöffnung
mittels einer drehbaren Klappe steuerbar sind. Dabei ist die drehbare
Klappe als Topfklappe ausgeführt,
welche einerseits im Bereich des Antriebs mit einer Achse und andererseits
in einem unteren Bereich des Lufteintrittgehäuses in einer ringförmigen Lagerung
geführt
ist. Die Klappe weist dabei in Bezug auf ihre Drehbewegung einen
die Lüftungsöffnungen
freigebenden Ausschnitt auf, der sich über einen gleich grossen Drehwinkelbereich
erstreckt, wie die beiden gleich grossen Öffnungen des Aussenluft- und
des Umluftkanals. Der durch den Wandbereich der Klappe die Öffnungen
sperrende Drehwinkel umfasst den restlichen Drehwinkelbereich einer
vollständigen
Umdrehung.
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In
der
DE 199 57 858
A1 ist ein Lufteintritt offenbart, der einen Aussenluftkanal
und einen Umluftkanal mit bezogen auf die Luftklappe gleich grossen Öffnungswinkeln
aufweist. Bei diesem Lufteintritt wird der Umluftkanal beim Androsseln
des Aussenluftkanals geöffnet.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen gattungsgemässen Lufteintritt zu schaffen,
der insbesondere eine verbesserte Handhabung eines hohen Staudrucks
ermöglicht
und gleichzeitig kostengünstig
und konstruktiv einfach herzustellen ist, wobei bei Staudruckbetriebszuständen mittels
der Lüftungsklappe eine
Luftmengenreduzierung bei weiterhin geschlossener Umluftöffnung ermöglicht ist.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem Lufteintritt
für eine
Lüftungs-, Heizungs-
oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, welche einen Außenluft
zuführenden
Außenluftkanal und
einen Umluft zuführenden
Umluftkanal aufweist, eine bisher zum Steuern des Außenluftkanals
vorgesehene Stauluftklappe mit einer bisher separat ausgeführten Umluftklappe
zum Steuern des Umluftkanals zu einer einzigen Lüftungsklappe zusammenzufassen.
Durch die erfindungsgemäße Lüftungsklappe wird
bei geschlossenem Umluftkanal eine Drosselung des Außenluftkanals
ermöglicht.
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Um
den fahrgeschwindigkeitsabhängigen Staudruck
der Außenluft
zu regeln, reicht es meistens nicht aus, ein etwaiges Gebläse abhängig von der
Fahrgeschwindig herunterzuregeln. Deshalb sind bisher getrennte
Frischluft- und Umluftklappen vorgesehen, welche über separate
Getriebe und/oder zusätzliche
Schrittmotoren bewegt werden können. Die
erfindungsgemäße Lösung fasst
die bisher separat ausgeführte
Frischluft- bzw. Umluftklappe zu einer einzigen Lüftungsklappe
zusammen, welche sowohl den Außenluftkanal
und damit den Staudruck, als auch den Umluftkanal steuert.
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Da
die Lüftungsklappe
an einem Dichtungsumfang deutlich größer ist als ein durchströmbarer Querschnitt
des Umluftkanals, lässt
sich mit Hilfe der Lüftungsklappe
auch bei geschlossenem Umluftkanal die Frischluftzufuhr im Außenluftkanal
geschwindigkeitsabhängig
drosseln.
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Die
erfindungsgemäße Lösung bietet
dabei einen konstruktiv einfachen Aufbau, da keine zusätzliche
Staudruckklappe erforderlich ist. Darüber hinaus entfällt auch
der für
die bisher erforderliche zusätzliche
Staudruckklappe erforderliche Schrittmotor bzw. ein zusätzliches
Getriebe, wodurch zusätzlich Kosten
eingespart werden können.
Die Erfindung bietet somit die Möglichkeit,
mit einer einzigen Lüftungsklappe
sowohl den Umluftkanal als auch den Außenluftkanal zu steuern und
damit einen gewohnt hohen Lüftungskomfort
zu realisieren, ohne dass hierfür
eine zusätzliche
Staudruckklappe samt Steuerung erforderlich wäre.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Lösung ist
die Lüftungsklappe
drehbar um eine Lagerachse an einem Lüftungsgehäuse gelagert. Hierdurch wird
in besonders vorteilhafter Art und Weise die Montage der Lüftungsklappe
vereinfacht, da diese beispielsweise einfach über angeformte Lagerstifte
in dazu komplementäre Lagerbuchsen
am Vorrichtungsgehäuse
eingesetzt werden kann.
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Entsprechend
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ist die
Lüftungsklappe
als schalenförmig
gewölbter Hohlkörper ausgebildet,
dessen Wandung symmetrisch zur Lagerachse der Lüftungsklappe ist. Durch diese
Ausbildung kann eine besonders kompakte Bauweise erreicht werden
und zudem eine besonders effektive Dichtwirkung, ähnlich dem
Dichtungsprinzip bei Kugelhähnen.
Zudem wird durch die symmetrische Anordnung der Wandung bezüglich der Lager achse
ein Verschließen
bzw. Öffnen
der Kanäle durch
eine einfache Drehbewegung der Lüftungsklappe
erreicht, wodurch sich eine besonders einfache Art der Lagerung
bzw. der Ansteuerung der Lüftungsklappe
ergibt.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Lösung überlappt
ein zum Reduzieren oder Verschließen des Lüftungskanals ausgebildeter
Wandabschnitt der Lüftungsklappe
einen Querschnitt des Umluftkanals deutlich, so dass dieser bis
zu einer definierten Drehbewegung der Lüftungsklappe zum Drosseln des
Außenluftkanals verschlossen
bleibt. Hierdurch ist es, im Unterschied zum Stand der Technik,
möglich,
bei geschlossenem Umluftkanal den Außenluftkanal und damit den
Staudruck bedarfsgerecht, beispielsweise abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit,
zu steuern, ohne dass durch die Drehbewegung der Lüftungsklappe
zum Drosseln des Außenluftkanals
der Umluftkanal geöffnet
wird.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus
den Zeichnungen und aus den zugehörigen Figurenbeschreibungen
anhand der Zeichnungen.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in
der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert,
wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei
zeigen:
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1 einen
erfindungsgemäßen Lufteintritt bei
maximal geöffnetem
Außenluftkanal,
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2 eine
Darstellung wie in 1, jedoch bei reinem Umluftbetrieb.
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Entsprechend 1 weist
ein Lufteintritt 1 für
eine Lüftungs-,
Heizungs- oder Klimaanlage eines im Übrigen nicht dargestellten
Kraftfahrzeugs einen Außenluft
zuführenden
Außenluftkanal 2 sowie
einen Umluft zuführenden
Umluftkanal 3 auf. Der Außenluftkanal 2 und
der Umluftkanal 3 sind dabei im wesentlichen V-förmig angeordnet
und treffen einander im Bereich einer Lagerachse 7, welche
gemäß 1 und 2 senkrecht
zur Bildebene verläuft.
Ebenfalls zum Schnittpunkt der beiden Kanäle 2 und 3 verläuft ein
Abströmkanal 11,
dessen Verlauf gemäß den 1 und 2 rein
exemplarisch dargestellt ist und in welchen ein Gebläse 10 integriert
sein kann. Gemäß den 1 und 2 sind
die drei genannten Kanäle 2, 3 und 11 im
wesentlichen Y-förmig
zueinander angeordnet. Generell ist aber auch eine andere, an spezielle
Anforderungen angepasste Anordnung bzw. Ausrichtung der einzelnen
Kanäle 2, 3 und 11 denkbar.
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Zum
Steuern des Außenluftkanals 2 ist
eine Stauluftklappe 4 vorgesehen, wogegen zum Steuern des
Umluftkanals 3 eine Umluftklappe 5 vorgesehen ist,
welche gemäß den 1 und 2 zu
einer einzigen, vorzugsweise einstückigen, Lüftungsklappe 6 zusammengefasst
sind. Die Umluftklappe 5 bzw. die Stauluftklappe 4 stellen
somit Segmente der Lüftungsklappe 6 dar.
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Gemäß den 1 und 2 ist
die Lüftungsklappe 6 drehbar
um die Lagerachse 7 an einem Lüftungsgehäuse 8 gelagert und
kann von einer ersten Endposition (vgl. 1) über beliebige
Zwischenpositionen in eine zweite Endposition (vgl. 2) und
wieder zurück
verstellt werden. Die Lüftungsklappe 6 kann
dabei als schalenförmig
gewölbter
Hohlkörper
ausgebildet sein, dessen Wandung 9 symmetrisch, d.h. mit
gleichem Abstand, zur Lagerachse 7 ist.
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Generell
ist hierbei denkbar, dass die Lüftungsklappe 6 entsprechend
der Hohlform eines Kugel- oder Zylindersegments ausgebildet ist,
welches größer als
eine Viertelkugel bzw. größer als
ein Viertelzylinder ist. Dies gewährleistet, dass bei geschlossenem
Umluftkanal 3 eine Drosselung des Außenluftkanals 2 (Zwischenstellung
zwischen 1 und 2) möglich ist.
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Entsprechend 1 ist
bei maximal geöffnetem
Außenluftkanal 2 der
Umluftkanal 3 geschlossen. Der maximal geöffnete Außenluftkanal 2 ist
gemäß 1 mit
einem Öffnungswinkel α bezeichnet, welcher
beispielsweise ca. 60° betragen
kann. Ein zum Reduzieren oder Verschließen des Umluftkanals 3 ausgebildeter
Wandungsabschnitt 5' der
Lüftungsklappe 6 überlappt
gemäß 1 und 2 einen Querschnitt
des Umluftkanals 3 deutlich, so dass dieser bis zu einer
definierten Drehbewegung der Lüftungsklappe 6 um
die Lagerachse 7 zum Drosseln des Außenluftkanals 2 verschlossen
bleibt. Die einseitige Überlappung
des Wandungsabschnitts 5' ist gemäß 1 und 2 mit
dem Öffnungswinkel β bezeichnet
und kann beispielsweise ca. 40° betragen.
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Entsprechend 1 befindet
sich die Lüftungsklappe 6 in
einer ersten Ausgangsstellung, bei der der Umluftkanal 3 vollständig geschlossen
ist, wogegen der Außenluftkanal 2 seinen
maximal Öffnungswinkel α aufweist.
Insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten
stellt sich jedoch das Problem, dass ein im Innenraum des Fahrzeugs
erhöhter
Staudruck vermieden werden soll. Um den Staudruck im Innenraum des
Fahrzeugs zu reduzie ren kann die Lüftungsklappe 6 gemäß 1 entgegen
dem Uhrzeigersinn um die Lagerachse 7 verdreht werden,
so dass der Öffnungswinkel α des Außenluftkanals 2 reduziert
wird, ohne dass zunächst
der Umluftkanal 3 geöffnet
wird. Erreicht die Drehbewegung der Lüftungsklappe 6 den
Drehwinkel β,
so bewirkt eine weitere Verdrehung derselben entgegen des Uhrzeigersinns
ein Öffnen
des Umluftkanals 3 und ein weiteres Drosseln des Öffnungswinkels α und damit
des Querschnitts des Außenluftkanals 2.
Bei einer Drehbewegung der Lüftungsklappe
entgegen dem Uhrzeigersinn um einen Winkel, der größer als β ist, erfolgt
somit ein Mischbetrieb, was bedeutet, dass sowohl der Außenluftkanal 2 als
auch der Umluftkanal 3 mit dem Abströmkanal 11 kommunizieren.
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Wird
die soeben beschriebene Drehbewegung der Lüftungsklappe 6 entgegen
des Uhrzeigersinns fortgeführt,
so führt
dies zum in 2 gezeigten Zustand, bei welchem
der Außenluftkanal 2 vollständig geschlossen
ist und der Umluftkanal 3 seine maximale Öffnung aufweist.
Gemäß 2 kommuniziert
daher lediglich der Umluftkanal 3 mit dem Abströmkanal 11.
Der maximale Öffnungswinkel
des Umluftkanals 3 und damit der maximal erreichbare Querschnitt
des Umluftkanals 3 ergibt sich aus der Differenz des maximalen
möglichen
Drehwinkels α der
Lüftungsklappe 6 und
der einseitigen Überlappung 5' bzw. β. Die Winkelgrößen α und β können dabei
auf individuelle Anfordernisse des Lüftungsbedarfs bzw. eine konstruktive
Anforderungen angepasst sein.
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Es
wird somit erreicht, dass eine bisher separat ausgebildete Stauluftklappe 4 mit
einer ebenfalls separaten Umluftklappe 5 zu einer einzigen
Lüftungsklappe 6 zusammengefasst
werden, wodurch ein besonders einfacher, kompakter und kostengünstiger
Aufbau erreicht wer den kann. Insbesondere ist keine zweite separate
Staudruckklappe erforderlich und ebenfalls kein zusätzlicher
Stellmechanismus, wie beispielsweise ein Schrittmotor, wodurch ebenfalls
Kosten eingespart werden können.
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Darüber hinaus
gewährleistet
die Lüftungsklappe 6 eine
effektive Verringerung des Staudrucks in einem Fahrzeuginnenraum
bei höheren
Geschwindigkeiten sowie eine besonders exakte und mechanisch einfache
Dosierung eines Außenluft-
bzw. Umluftanteils im Fahrzeuginnenraum. Die Erfindung gewährleistet
somit neben der Absperrmöglichkeit
des Außenluftkanals 2 oder
des Umluftkanals 3 ein individuell einstellbaren Mischbetrieb,
wodurch ein besonders hoher Fahrkomfort und damit auch eine erhöhte Fahrsicherheit
erreicht werden kann.
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Zusammenfassend
lassen sich die wesentlichen Merkmale wie folgt charakterisieren:
Bei
einem Lufteintritt 1 einer Lüftungs- oder Klimaanlage eines
Kraftfahrzeugs ist eine bisher separat ausgebildete Stauluftklappe 4 und
eine Umluftklappe 5 zu einer einzigen, insbesondere einstückigen,
Lüftungsklappe 6 zusammenzufassen,
die bei geschlossenem Umluftkanal 3 eine Drosselung des
Außenluftkanals 2 ermöglicht.
Dadurch entfällt
somit eine Klappe sowie die dafür
benötigte
Steuerung bzw. der dafür
benötigte
Antriebsmechanismus, wodurch Kosten reduziert werden können und
Bauraum gewonnen wird.
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Das
Absperren des Außenluftkanals 2 bzw. des
Umluftkanals 3 sowie ein Mischbetrieb wird dabei durch
die um die Lagerachse 7 drehbar gelagerte Lüftungsklappe 6 in
besonders einfacher Bauweise realisiert.