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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Ansaugmodul für eine Belüftungs-, Heizungs- oder Klimaanlage
eines Fahrzeugs.
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Derartige
Ansaugmodule werden beispielsweise in der Fahrzeugtechnik, insbesondere
zur Steuerung der Luftzufuhr für
ein nachgeschaltetes Gebläse
eingesetzt. Mit Hilfe des Ansaugmoduls kann der dem Gebläse zuzuführende Luftstrom
hinsichtlich der Durchflussmenge des Luftstromes und der Art der
zuzuführenden
Luft, beispielsweise Frischluft, Umluft oder einem Gemisch aus diesen, gesteuert
und/oder geregelt werden. Hierzu ist üblicherweise eine Absperrvorrichtung
vorgesehen, die die entsprechenden Strömungskanäle oder Leitungen, wie den
Umluftkanal und den Frischluftkanal vollständig verschließt oder öffnet oder
eine beliebige Zwischenstellung ermöglicht. Beispielsweise kann die
Durchflussmenge für
die Umluftzufuhr auf Null gestellt werden oder der Frischluftkanal
wird maximal für
die Zuführung
von Frischluft geöffnet.
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Derartige
Ansaugmodule oder Lufteinlassvorrichtungen sind beispielsweise aus
der
DE 197 48 787
A1 bzw. der
EP
1 308 325 A1 bekannt. Die dort beschriebenen Ansaugmodule
weisen ein Ansauggehäuse
mit einer festen zugehörigen
Absperrvorrichtung für
die jeweilige Strömungsfunktion
auf. Hierdurch ist nur eine definierte und unveränderbare Funktion der Luftansaugung
möglich.
Für verschiedene
Strömungsfunktionen,
beispielsweise Auf-Zu-Steuerung mit Stauluftregelung oder unabhängige Auf-Zu-Steuerung
für die
Frischluft und Umluft, sind jeweils separate, zugehörige Ansauggehäuse vorgesehen.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ansaugmodul anzugeben,
das eine möglichst
kompakte Bauweise aufweist bei gleichzeitig hoher Variabilität der Strömungsfunktionen.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem
Ansaugmodul der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs
1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Das
erfindungsgemäße Ansaugmodul
für eine
Belüftungs-,
Heizungs- oder Klimaanlage umfasst einen ersten Luftkanal und einen
zweiten Luftkanal, zwischen denen eine Absperrvorrichtung zur Steuerung
und/oder Regelung einer Luftzufuhr angeordnet ist. Dabei sind der
erste Luftkanal, der zweite Luftkanal sowie die Absperrvorrichtung
von einem derartigen Gehäuse
(auch Ansauggehäuse
genannt) umgeben, das unabhängig
von einer Vielzahl von Luftführungsfunktionen
für eine
Anzahl von verschiedenen Ausführungsformen
der Absperrvorrichtung einheitlich ausgebildet ist. In einer möglichen
Ausführungsform
ist der erste Luftkanal als Umluftkanal für eine Umluftzufuhr und/oder
der zweite Luftkanal als Frischluftkanal für eine Frischluftzufuhr ausgeführt. Durch
die einheitliche Ausführung
des Ansauggehäuses
kann die Ansaugeinrichtung modular als ein Ansaugmodul für verschiedene
Lüftungs-,
Heizungs- oder Klimakomfortfunktionen des Fahrzeugs ausgeführt werden.
Unter einer einheitlichen Ausführung des
Ansauggehäuses
wird insbesondere eine für eine
Vielzahl von Absperr- oder Luftsteuerungsvorrichtungen geeignete,
insbesondere identische Ausführung
des Ansauggehäuses
verstanden. Hierdurch ist das Ansaugmodul besonders flexibel hinsichtlich von
Kundenwünschen
für verschiedene
Lüftungs-, Heizungs-
oder Klimakomfortstufen mit verschiedenen Luftführungsfunktionen und diesen
zugehörigen verschiedenartigen
Absperrvorrichtungen. Darüber hinaus
ermöglicht
die Modularität
des Ansaugmoduls eine Reduzierung der Kosten aufgrund der höheren Stückzahlen
bei einem einzigen Ansaugmodul für viele
Luftführungsfunktionen.
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Zweckmäßigerweise
weist das Gehäuse zwischen
dem Umluftkanal und dem Frischluftkanal im Bereich der Absperrvorrichtung
eine gegenüber einem
Ausgangskanal angeordnete, insbesondere kreissegmentförmige Auswölbung auf.
Eine derartige Bauweise ermöglicht
eine Verbesserung der Durchströmung
des Ansaugmoduls. Insbesondere sind Toträume vermieden. Zur Erzielung
einer kompakten Bauweise des Ansaugmoduls verlaufen die Enden der
Absperrvorrichtung zumindest in den Endstellungen nahe an der Innenwand
des Gehäuses.
In einer einfachen Ausführungsform
weist das Gehäuse
mindestens einen Absatz als Anschlagkante für die Absperrvorrichtung auf.
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Für eine kompakte
Bauweise des Ansaugmoduls und weitgehend gleiche Strömungsverhältnisse
sind der Umluftkanal und der Frischluftkanal bezüglich einer den Ausgangskanal
mittig und senkrecht durchsetzenden Symmetrieebene annähernd spiegelsymmetrisch
ausgebildet, wobei die Drehachse der Absperrvorrichtung in dieser
Symmetrieebene liegt. Hierdurch stehen der Umluftkanal, der Frischluftkanal
und der Ausgangskanal über
die Absperrvorrichtung miteinander in Verbindung. Vorzugsweise liegt
die Drehachse auf der Symmetrieebene in der Eingangsebene des Ausgangskanals.
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In
einer ersten Ausführungsform
ist die Absperrvorrichtung als eine Absperrklappe mit einer Auf-Zu-Funktion
ausgebildet, wobei die Absperrklappe zwischen einer den Frischluftkanal
vollständig schließenden bzw.
vollständig öffnenden
und einer den Umluftkanal vollständig öffnenden
bzw. vollständig
schließenden
Stellung beweglich anordbar ist und in eine beliebige Zwischenstellung
bringbar ist. Durch diese erste mögliche Ausführungsform ist eine einfache
Luftführungsfunktion
mit Umluftzufuhr oder Frischluftzufuhr oder einem Gemisch aus Umluft
und Frischluft einstellbar.
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In
einer zweiten Ausführungsform
weist die Absperrvorrichtung vorzugsweise für eine Stauluftregelung zusätzlich eine
Stauluftklappe auf. Hierdurch kann zusätzlich zur einfachen Auf-Zu-Luftführungsfunktion
eine Stauluftregelung als Luftführungsfunktion
eingestellt werden. Dabei sind die Stauluftklappe und die Absperrklappe
zweckmäßigerweise
koaxial zueinander und voneinander unabhängig beweglich auf einer gemeinsamen
Dreh- oder Schwenkachse angeordnet. Die gemeinsame Drehachse liegt
dabei vorzugsweise in der die Symmetrieebene schneidenden Bereich
der Eingangsebene des Ausgangskanals.
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Für eine möglichst
kompakte Bauweise ist die Stauluftklappe vorteilhafterweise radial
innerhalb der Absperrklappe angeordnet. Für eine überlagerte Steuerung von Frischluft-
bzw. Umluftstellung mit Stauluftregelung sind die Bewegungsbahnen
von Absperrklappe und Stauluftklappe vorzugsweise zumindest teilweise
koaxial überlagert.
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In
der ersten und zweiten Ausführungsform ist
die Absperrklappe in etwa entsprechend einer Drittelkugel gewölbt ausgebildet.
Die Stauluftklappe ist in etwa entsprechend einer Viertelkugel gewölbt ausgebildet.
Dies unterstützt
die platzsparende kompakte Bauweise des Ansaugmoduls.
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In
einer weiteren Ausführungsform
umfasst die Absperrvorrichtung zusätzlich zur Absperrklappe und
Stauluftklappe eine weitere Klappe als Luftsteuerungsklappe zur
unabhängigen
Steuerung der Umluftzufuhr und der Frischluftzufuhr. Mit anderen
Worten: Drei Luftführungsfunktionen – Frischluftzufuhr, Umluftzufuhr,
Stauluftregelung – sind
mittels zugehöriger
Klappen separat und somit unabhängig
voneinander einstellbar. Hierzu sind die Absperrklappe und die Stauluftklappe
vorzugsweise in etwa entsprechend einer Viertelkugel gewölbt und
die weitere Klappe als eine Flügelklappe
ausgebildet. Dabei ist die weitere Klappe um eine separate Drehachse schwenkbar
gelagert und erstreckt sich parallel zur Öffnungsebene des Umluftkanals
oder des Frischluftkanals und liegt in dieser Öffnungsebene. Im einfachsten
Fall ist die Klappe als eine Flügelklappe
mit zwei Auslenkelementen ausgebildet, die in Art von Flügeln gemeinsam
oder separat beweglich um die Schwenkachse angeordnet sind. Dabei
sind die Auslenkelemente zwischen einer ersten, die Öffnungsebene
vollständig
schließenden
Stellung und einer zweiten, die Öffnungsebene
vollständig öffnenden Stellung
verstellbar angeordnet.
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Zur
Ablage der Klappen in einer der Endstellungen weisen die Absperrklappe
und/oder die Stauluftklappe jeweils an mindestens einem Ende eine nach
außen
abstehende und sich radial zur Schwenkachse erstreckende Anschlagleiste
auf, die in ihrer Form mit der Anschlagkante des Gehäuses korrespondiert.
D.h. in einer der Endlagenstellungen der Absperrvorrichtung liegt
mindestens eine der Anschlagleisten oder beide an der Anschlagkante
des Gehäuses
an.
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Zweckmäßigerweise
ist zur Verstellung der Absperrvorrichtung, insbesondere der Absperrklappe,
der Stauluftklappe und/oder der Luftsteuerungsklappe mindestens
ein geeignetes Antriebsmittel, insbesondere ein Elektromotor vorgesehen
ist. Weiter vorteilhaft ist mindestens ein geeignetes Kraftübertragungsmittel
zur Übertragung
der Kraft von dem Antriebsmittel zu der oder den Klappen vorgesehen. Das
Kraftübertragungsmittel
kann beispielsweise als Kurbel-, Zahnrad- oder Riemengetriebe ausgeführt sein.
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Die
Klappen werden im Betrieb von dem Elektromotor angetrieben, wobei
die von diesem erzeugte Kraft durch das oder die Kraftübertragungsmittel,
beispielsweise ein Kurbelgetriebe, auf die Klappen übertragen
werden. Vorteilhaft an dieser Lösung
ist, dass die Absperrvorrichtung modular aufgebaut ist, wodurch
die Herstellungskosten und der Montageaufwand sinken. Bei entsprechender
Gestaltung der Kraftübertragungsmittel
reicht ein einziger Elektromotor zur Ansteuerung aller Klappen aus.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
in den Ausführungsbeispielen
erläuterten
Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination,
sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar
sind.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
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1, 2 schematisch
im Querschnitt eine erste Ausführungsform
für ein
Ansaugmodul mit einer aus einer Klappe gebildeten Absperrvorrichtung,
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3 bis 6 schematisch
im Querschnitt eine zweite Ausführungsform
für ein
Ansaugmodul mit einer aus zwei Klappen gebildeten Absperrvorrichtung,
und
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7 bis 11 schematisch
im Querschnitt eine dritte Ausführungsform
für ein
Ansaugmodul mit einer aus drei Klappen gebildeten Absperrvorrichtung.
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Einander
entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
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Die 1 bis 2 zeigen
schematisch ein Ansaugmodul 1 für eine nicht näher dargestellte
Belüftungs-,
Heizungs- oder Klimaanlage.
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Das
Ansaugmodul 1 umfasst einen ersten Luftkanal 2 als
Umluftkanal zur Umluftzufuhr UL und einen zweiten Luftkanal 3 als
Frischluftkanal zur Frischluftzufuhr FL. Im Weiteren wird zur besseren Darstellung
der erste Luftkanal 2 als Umluftkanal 2 und der
zweite Luftkanal 3 als Frischluftkanal 3 bezeichnet.
Das Ansaugmodul 1 dient der Luftzuführung zu einem Gebläse 4,
das die Strömung
erzeugt. Zur Einstellung und Steuerung der Luftzufuhr zum Gebläse 4 ist
zwischen dem Umluftkanal 2 und dem Frischluftkanal 3 eine
Absperrvorrichtung 5 als Strömungssteuereinrichtung angeordnet.
Die Absperrvorrichtung 5 ist vor dem Gebläse 4 angeordnet.
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Die
Absperrvorrichtung 5, der Umluftkanal 2 und der
Frischluftkanal 3 sind von einem Gehäuse 6 (auch Ansauggehäuse genannt)
umgeben. Das Gehäuse 6 weist
eine für
verschiedenartige Absperrvorrichtungen 5 einheitliche Form
auf. Dabei ist das Gehäuse 6 im
Bereich der Absperrvorrichtung 5 kreis- oder kugelsegmentförmig ausgewölbt.
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Mittels
der Absperrvorrichtung 5 wird dem Gebläse 4 über einen
Ausgangskanal 7 Frischluft FL oder Umluft UL oder ein Gemisch
aus Frischluft FL und Umluft UL zugeführt. Hierzu weist die Absperrvorrichtung 5 in
einer ersten Ausführungsform
eine Absperrklappe 5.1 auf, die zwischen einer den Umluftkanal 2 vollständig schließenden bzw. öffnenden und
einer den Frischluftkanal 3 vollständig öffnenden bzw. schließenden Stellung
beweglich um eine Drehachse 5.2 angeordnet ist und zwischen
den Endstellungen eine beliebige Zwischenstellung einnehmen kann.
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Die
Absperrklappe 5 ist bevorzugt entsprechend einer Drittelkugel
gewölbt.
Die kugelförmige Wölbung der
Absperrklappe 5 ist dabei komplementär zur kugelförmigen Wölbung des
Gehäuses 6 ausgebildet.
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Für eine kompakte
Bauweise sind der Umluftkanal 2 und der Frischluftkanal 3 bezüglich einer den
Ausgangskanal 7 mittig und senkrecht durchsetzenden Symmetrieebene 8 annähernd spiegelsymmetrisch
ausgebildet. Die Drehachse 5.2 der Absperrvorrichtung 5 liegt
in dieser Symmetrieebene 8, bevorzugt stromauf und somit
oberhalb des Schnittpunkts der Symmetrieebene 8 mit der Öffnungsebene 7.1 des
Ausgangskanals 7. Hierdurch sind der Umluftkanal 2 bzw.
der Frischluftkanal 3 und der Ausgangskanal 7 über die
Absperrvorrichtung 5 miteinander strömungstechnisch in Verbindung.
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In
der 1 ist die Absperrvorrichtung 5 in Umluftstellung
gezeigt. D.h. die eine einfache Auf-Zu-Luftführungsfunktion bewirkende Absperrklappe 5.1 ist
in einer den Frischluftkanal 3 vollständig schließenden und den Umluftkanal 2 vollständig öffnenden
Stellung gebracht. Dem Gebläse 4 wird Umluft
UL zugeführt.
In der Endlagenstellung liegt die Absperrklappe 5.1 mit
einer zugehörigen
Anschlagleiste 5.3 an einem als Anschlagkante 6.1 dienenden Absatz
des Gehäuses 6 an.
Die Absperrklappe 5.1 weist hierzu an mindestens einem
Ende eine nach außen
abstehende und sich radial zur Schwenkachse 5.2 erstreckende
Anschlagleiste 5.3 auf. Die miteinander zusammenwirkenden
Anschlagleiste 5.3 und Anschlagkante 6.1 definieren
die Endlagenstellung der Absperrklappe 5 und weisen eine
derart zueinander komplementäre
Form auf, dass Fehl- oder Überströmungen in
der Endlagenstellung verhindert sind. Dazu können gegebenenfalls zusätzlich Dichtelemente
vorgesehen sein.
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2 zeigt
die Absperrvorrichtung 5 in Frischluftstellung. Hierzu
nimmt die Absperrklappe 5.1 eine den Umluftkanal 2 vollständig schließende und
den Frischluftkanal 3 vollständig öffnende Stellung ein. Dem Gebläse 4 wird über den
Ausgangskanal 7 des Ansaugmoduls 1 Frischluft
FL zugeführt. Die
Absperrvorrichtung 5 kann je nach Vorgabe auch eine beliebige
Zwischenstellung einnehmen.
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3 bis 6 zeigen
eine zweite Ausführungsform
für ein
Ansaugmodul 1 mit einer aus zwei Klappen 5.1 und 5.4 gebildeten
Absperrvorrichtung 5. Die Absperrklappe 5.1 dient
der Frischluftzufuhr FL bzw. der Umluftzufuhr UL. Zusätzlich zu
der Absperrklappe 5.1 ist für eine Stauluftregelung die
Klappe 5.4 als Stauluftklappe (im Weiteren Stauluftklappe 5.4 bezeichnet)
vorgesehen.
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Die
Stauluftklappe 5.4 und die Absperrklappe 5.1 sind
koaxial zueinander und voneinander unabhängig beweglich auf einer gemeinsamen
Drehachse 5.2 angeordnet. Dabei ist die Stauluftklappe 5.4 radial
innerhalb der Absperrklappe 5.1 angeordnet, so dass die
Bewegungsbahnen von Absperrklappe 5.1 und Stauluftklappe 5.4 zumindest
teilweise koaxial überlagert
sind.
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Die
Absperrklappe 5.1 ist analog zur ersten Ausführungsform
in etwa entsprechend einer Drittelkugel gewölbt. Die Stauluftklappe 5.4 ist
in etwa entsprechend einer Viertelkugel gewölbt. Die Wölbungen der beiden Klappen 5.1 und 5.4 sind
komplementär
zueinander ausgebildet, so dass die Bewegungsbahnen überlagert
werden können.
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3 zeigt
die Absperrvorrichtung 5 in Umluftstellung. D.h. dem Gebläse 4 wird
Umluft UL zugeführt.
Hierzu verschließt
die Absperrklappe 5.1 den Frischluftkanal 3 vollständig. Die
Stauluftklappe 5.4 ist in etwa in der gleichen Endlagenstellung
wie die Absperrklappe 5.1 gelagert und liegt mit der zugehörigen Anschlagleiste 5.3 an
der Anschlagkante 6.1 des Gehäuses 6 an.
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4 zeigt
die Absperrvorrichtung 5 in Frischluftstellung mit beginnender
Stauluftregelung. Hierzu ist die Absperrklappe 5.1 in einer
den Umluftkanal 2 vollständig schließenden Stellung und den Frischluftkanal 3 vollständig öffnenden
Stellung gebracht. Mittels der Änderung
der Position der Stauluftklappe 5.4 wird die Frischluftzufuhr
FL mit Stauluftregelung eingestellt. 5 zeigt
die Absperrvorrichtung 5 in Frischluftstellung mit mittlerer
Stauluftregelung. 6 zeigt die Absperrvorrichtung 5 in Frischluftstellung
ohne Stauluftregelung, d.h. 100 % Frischluft FL wird dem Gebläse 4 zugeführt.
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Die 7 bis 11 zeigen
schematisch im Querschnitt eine dritte Ausführungsform für ein Ansaugmodul 1 mit
einer aus drei Klappen 5.1, 5.4 und 5.5 gebildeten
Absperrvorrichtung 5. Die Absperrklappe 5.1 dient
in dieser Ausführungsform
als Frischluftklappe zum Öffnen
und Schließen
des Frischluftkanals 3. Die Stauluftklappe 5 dient
der Stauluftregelung. Die weitere Klappe 5.5 dient als Umluftklappe
(im Weiteren Umluftklappe 5.5 bezeichnet) zum Öffnen und
Schließen
des Umluftkanals 2. Die Absperrklappe 5.1 und
die Stauluftklappe 5.4 sind in etwa entsprechend einer
Viertelkugel gewölbt und
die Umluftklappe 5.5 ist als eine Flügelklappe ausgebildet. Die
Klappen 5.1, 5.4 und 5.5 sind separat über ein
nicht näher
dargestelltes Antriebsmittel ansteuerbar, so dass die drei Luftführungsfunktionen Frischluft
FL, Umluft UL und Stauluft unabhängig voneinander
steuerbar sind.
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In
einer möglichen
Ausführungsform
ist die Umluftklappe 5.5 um eine zugehörige Drehachse 5.6 schwenkbar
gelagert. Die Drehachse 5.6 erstreckt sich parallel zur Öffnungsebene 2.1 des
Umluftkanals 2 und liegt in dieser Öffnungsebene 2.1.
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7 zeigt
die Absperrvorrichtung 5 in Frischluftstellung. D.h. die
Umluftklappe 5.5 verschließt den Umluftkanal 2 vollständig. Die
Absperr- oder Frischluftklappe 5.1 und
die Stauluftklappe 5.4 sind in einer den Frischluftkanal 3 vollständig öffnenden
Endlagenstellung angeordnet, wobei die zugehörigen Anschlagleisten 5.3 an
der Anschlagkante 6.1 des Gehäuses 6 anliegen.
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8 zeigt
die Absperrvorrichtung 5 in Frischluftstellung mit Stauluftregelung.
Die Umluftklappe 5.5 verschließt den Umluftkanal 2 vollständig. Zur
Stauluftregelung wird die Stauluftklappe 5.4 in eine beliebige
Zwischenstellung zwischen den Endlagenstellungen gebracht. Die Frischluftklappe 5.1 ist hierbei
in einer den Frischluftkanal 3 vollständig öffnenden Endlagenstellung angeordnet.
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9 und 10 zeigen
verschiedene Stellungen der Absperrvorrichtung 5 für eine Stauluftregelung
mit der Absperrklappe 5.1. 11 zeigt
die Absperrvorrichtung 5 in Umluftstellung, d.h. 100 % Umluft
UL wird dem Gebläse 4 zugeführt. Hierzu
sind die Absperrklappe 5.1 und die Stauluftklappe 5.4 in eine
den Frischluftkanal 3 vollständig schließenden Endlagenstellung gebracht.
Die Umluftklappe 5.5 ist in eine den Umluftkanal 2 vollständig öffnenden
Stellung gebracht.