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Die
Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugklimaanlage, umfassend ein
Gehäuse, einen ersten Luftkanal, einen zweiten Luftkanal,
einen Mischbereich für die durch den ersten und zweiten
Luftkanal strömende Luft, wobei der erste und zweite Luftkanal in
den Mischbereich mündet, eine bewegbare, insbesondere um
eine Drehachse verschwenkbare, Rückschlagklappe zur Verhinderung
einer Rückströmung aus dem Mischbereich in den
ersten oder zweiten Luftkanal und eine Einrichtung zur Begrenzung
einer variablen maximalen Öffnungsstellung, insbesondere
eines variablen maximalen Öffnungswinkels, der Rückschlagklappe.
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Klimaanlagen
werden in Kraftfahrzeugen eingesetzt, um die den Innenraum des Kraftfahrzeuges
zuzuführende Luft zu Kühlen und/oder zu Erwärmen.
Klimaanlagen weisen im Allgemeinen einen ersten und zweiten Luftkanal,
z. B. einen Frischluft- und Umluftkanal, auf. Der erste und zweite
Luftkanal mündet in einen Mischbereich oder einen dritten
Luftkanal, der die Luft in den Innenraum des Kraftfahrzeuges leitet.
Die Menge der durch den ersten und zweiten Luftkanal geleiteten
Luft wird mittels Steuerklappen gesteuert bzw. gedrosselt oder gesperrt.
Dabei kann es erforderlich sein, in einem Luftkanal eine Rückschlagklappe
anzuordnen, um eine Rückströmung von Luft aus
dem Mischbereich in den ersten und zweiten Luftkanal bzw. von dem
zweiten Luftkanal in den ersten Luftkanal oder umgekehrt zu verhindern.
Dies ist beispielsweise notwendig, um bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten
mit entsprechendem Staudruck zu verhindern, dass keine Frischluft unmittelbar
durch den Umluftkanal in den Mischbereich und damit auch in den
Fahrzeuginnenraum gedrückt wird. In dem Umluftkanal sind
damit nachteiligerweise zwei Klappen, nämlich eine Steuerklappe zur
Steuerung der Menge der durch den Umluftkanal geleiteten Luft und
eine Rückschlagklappe, erforderlich. Dies erfordert zusätzlichen
Bauraum und verursacht unnötiges Gewicht und Kosten.
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Aus
der
DE 10 2004
005 093 A1 ist eine gattungsbildende Kraftfahrzeugklimaanlage
bekannt. In dieser Kraftfahrzeugklimaanlage wird von einer verschwenkbaren
Luftklappe der variable maximale Öffnungswinkel einer Rückschlagklappe
begrenzt, indem die Luftklappe als Anschlag für die Rückschlagklappe
dient. Nachteiligerweise sind somit in dem Luftkanal zwei Klappen,
d. h. die Steuerklappe und die Rückschlagklappe, erforderlich.
Dies bedingt die oben beschriebenen Nachteile.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine Kraftfahrzeugklimaanlage zur
Verfügung zu stellen, bei der für eine Steuerung der
Menge der durch einen Luftkanal geleiteten Luft und für
eine Verhinderung einer Rückströmung nur eine
Klappe erforderlich ist. Ferner soll die Kraftfahrzeugklimaanlage
in der Herstellung preiswert sein und einen einfachen Aufbau aufweisen
sowie zuverlässig im Betrieb arbeiten.
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Diese
Aufgabe wird gelöst mit einer Kraftfahrzeugklimaanlage,
umfassend ein Gehäuse, einen ersten Luftkanal, einen zweiten
Luftkanal, einen Mischbereich für die durch den ersten
und zweiten Luftkanal strömende Luft, wobei der erste und
zweite Luftkanal in den Mischbereich mündet, eine bewegbare,
insbesondere um eine Drehachse verschwenkbare, Rückschlagklappe
zur Verhinderung einer Rückströmung aus dem Mischbereich
in den ersten oder zweiten Luftkanal, eine Einrichtung zur Begrenzung
einer variablen maximalen Öffnungsstellung, insbesondere
eines variablen maximalen Öffnungswinkels, der Rückschlagklappe,
wobei die Einrichtung keinen wesentlichen unmittelbaren Beitrag
aufgrund einer Anströmung als eine Luftleiteinrichtung, z.
B. als eine Luftklappe, zur Steuerung und/oder Regelung der Menge
der durch den ersten oder zweiten Luftkanal mit der Rückschlagklappe
in den Mischbereich strömenden Luft leistet. Die Einrichtung
ist somit keine Luftklappe, sondern dient lediglich dazu, die variable
maximale Öffnungsstellung der Rückschlaglappe
zu begrenzen. Somit ist in vorteilhafter Weise nur eine Luftklappe,
d. h. eine Rückschlagklappe, notwendig, die sowohl die
Menge der durch den ersten oder zweiten Luftkanal geleiteten Luft
steuert als auch eine Rückströmung verhindert.
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In
einer weiteren Ausgestaltung ist die Einrichtung bewegbar, insbesondere
um eine Drehachse verschenkbar.
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In
einer ergänzenden Ausführungsform ist die Einrichtung
ein Anschlag für die Rückschlaglappe, die die
maximale Öffnungsstellung der Rückschlagklappe
begrenzt. Die Einrichtung begrenzt damit durch einen Kontakt mit
der Rückschlagklappe die maximale Öffnungsstellung
der Rückschlagklappe.
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Vorzugsweise
ist die Einrichtung als eine Welle mit wenigstens einer radial ausgebildeten
Nocke ausgebildet, wobei die wenigstens eine Nocke als Anschlag
für die Rückschlagklappe dient, die den maximalen Öffnungswinkel
der Rückschlagklappe begrenzt. Die Einrichtung weist damit
ein geringes Volumen und eine geringe Masse auf, weil als Anschlag
nur die relativ kleinen Nocken dienen und die Welle ein kleines
Volumen aufweist.
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In
einer weiteren Variante sind die Einrichtung und die Rückschlagklappe
um eine gemeinsame Drehachse verschwenkbar. Dadurch wird nur eine
Drehachse bzw. Lagerung für die Rückschlagklappe
und die Einrichtung benötigt. In einer alternativen Ausgestaltung
weist die Einrichtung eine Drehachse auf, die nicht mit der Drehachse
der Rückschlagklappe zusammenfällt, insbesondere
parallel versetzt oder senkrecht zu dieser angeordnet ist.
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Zweckmäßig
ist die Einrichtung von einem, vorzugsweise elektrischen, Schrittmotor
oder Aktuator bewegbar und in verschiedenen Positionen fixierbar.
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In
einer weiteren Variante ist die Einrichtung zusätzlich
oder alternativ über einen mechanischen Antriebsmechanismus,
wie beispielsweise ein Kurvenscheibengetriebe und/oder ein Zahnradgetriebe, insbesondere
mit einem Bowdenzug, einer biegsamen Welle oder einem Handschalter
bewegbar.
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In
einer ergänzenden Ausgestaltung ist die Breite und/oder
die Länge der Einrichtung kleiner als die Breite und/oder
die Länge der Rückschlagklappe.
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Insbesondere
sind das Volumen und/oder die Masse der Einrichtung kleiner als
das Volumen und/oder die Masse der Rückschlagklappe. Vorzugsweise
beträgt das Volumen und/oder die Masse der Einrichtung
weniger als 80%, insbesondere weniger als 60% oder 40%, des Volumens
und/oder der Masse der Rückschlagklappe. Die Einrichtung
benötigt damit bei der Herstellung weniger Werkstoff als
die Rückschlagklappe bzw. eine Luftklappe.
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In
einer weiteren Ausführungsform ist an der Rückschlagklappe
und/oder an der Einrichtung wenigstens ein Federelement dahingehend
angeordnet, dass ein Kontakt zwischen Rückschlagklappe
und Einrichtung, vorzugsweise ausschließlich, mittelbar mit
dem wenigstens einen Federelement erfolgt. Damit kann die Geräuschentwicklung
bei einem Anschlagen der Rückschlagklappe an der Einrichtung gemindert
und Vibrationen in der Kraftfahrzeugklimaanlage minimiert werden.
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Insbesondere
fungiert die Rückschlagklappe auch als Steuerklappe. Die
Rückschlagklappe dient damit sowohl zur Verhinderung einer
Rückströmung aus dem Mischbereich in den ersten
oder zweiten Luftkanal als auch zur Steuerung der Menge der durch
den ersten oder zweiten Luftkanal geleiteten Luft.
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Zweckmäßig
ist an der Rückschlagklappe und/oder an dem Gehäuse
eine Dichtung angeordnet. Die Dichtung ist an dem Gehäuse
an den Stellen angeordnet, an denen die Rückschlagklappe
in Kontakt mit dem Gehäuse tritt, um den ersten oder zweiten
Luftkanal zu verschließen bzw. abzudichten.
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In
einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Kraftfahrzeugklimaanlage
ein Gebläse und/oder eine Heizeinrichtung und/oder einen
Kältemittelverdampfer.
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Ein
Kraftfahrzeug umfasst eine in dieser Patentanmeldung beschriebene
Kraftfahrzeugklimaanlage.
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Im
Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher
beschrieben. Es zeigt:
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1 ein
Schnitt einer Kraftfahrzeugklimaanlage mit einem ersten und zweiten
Luftkanal mit einer Rückschlagklappe,
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2 einen
vergrößerten Schnitt des zweiten Luftkanals gemäß 1 mit
der Rückschlagklappe und einem Anschlag in einer ersten
Stellung,
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3 einen
vergrößerten Schnitt des zweiten Luftkanals gemäß 1 mit
der Rückschlagklappe und dem Anschlag in einer zweiten
Stellung,
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4 einen
vergrößerten Schnitt des zweiten Luftkanals gemäß 1 mit
der Rückschlagklappe und dem Anschlag in einer dritten
Stellung und
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5 eine
perspektivische Ansicht der Rückschlagklappe mit dem Anschlag.
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In 1 und 2 ist
eine Kraftfahrzeugklimaanlage 1 dargestellt. In einem teilweise
dargestellten Gehäuse 2 sind ein erster Luftkanal 3 und
ein zweiter Luftkanal 4 ausgebildet. Der erste und zweite Luftkanal 3, 4 münden
in einen Mischbereich 5 oder einen dritten Luftkanal 6,
welcher die Luft in den Innenraum eines Kraftfahrzeuges leitet.
Der erste Luftkanal 3 ist einer Steuerklappe 9 versehen,
um die Menge der durch den ersten Luftkanal 3 leitbaren
Luft zu steuern. Die Steuerklappe 9 kann hierzu um eine Drehachse 14 verschwenkt
werden, so dass die von der Steuerklappe 9 freigegebenen
Querschnittsfläche des ersten Luftkanals 3 veränderbar
ist.
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In
dem zweiten Luftkanal 4 ist eine Rückschlagklappe 7 ausgebildet.
Die Rückschlagklappe 7 dient dazu, einen Rückfluss
von Luft aus dem Mischbereich 5 in den zweiten Luftkanal 4 oder
einen Rückfluss von Luft aus dem ersten Luftkanal 3 in
den zweiten Luftkanal 4 zu vermeiden. Darüber
hinaus fungiert die Rückschlagklappe 7 auch als
Steuerklappe 9, weil der maximale Öffnungswinkel 11 als Öffnungsstellung
der Rückschlagklappe 7 mittels ei ner als Anschlag 10 ausgebildeten
Einrichtung 8 zur Begrenzung des variablen maximalen Öffnungswinkels 11 der
Rückschlagklappe 7 steuerbar und/oder regelbar
ist (2 bis 4). Die Rückschlagklappe 7 und
der Anschlag 10 sind um eine gemeinsame Drehachse 14 verschwenkbar.
In 1 ist der Anschlag 10 nicht dargestellt.
In der in 2 dargestellten ersten Stellung
des Anschlages 10 kann sich die Rückschlagklappe 7 nicht öffnen,
weil der Anschlag 10 ein Verschwenken der Rückschlagklappe 7 verhindert
und diese in einer vollständig geschlossenen Stellung fixiert.
Der Anschlag 10 kann mittels eines elektrischen Schrittmotors
oder eines elektrischen Aktuators (nicht dargestellt) um die Drehachse 14 verschwenkt
und einer bestimmten Stellung fixiert werden. In einer Mittelstellung
des Anschlages 10 (3) beträgt
der variable maximale Öffnungswinkel 11 der Rückschlagklappe 7 ungefähr
45°. Die Rückschlagklappe 7 kann sich
somit zwischen einer geschlossenen Stellung, die in 3 strichliert
dargestellt ist, und einer teilweise geöffneten Stellung
bis zu dem Anschlag 10 bewegen. Die Rückschlagklappe 7 wird
von der durch den zweiten Luftkanal 4 strömenden
Luft in der in 1, 3 und 4 mit
einem Pfeil 15 gekennzeichneten Richtung geöffnet. Eine
Rückströmung von Luft entgegen der mit dem Pfeil 15 gekennzeichneten
Strömungsrichtung ist nicht möglich, weil diese
Strömungsrichtung von Luft ein Schließen der Rückschlagklappe 7 in
die in 3 strichliert dargestellte Stellung der Rückschlagklappe 7 bewirkt.
In 4 ist eine dritte Stellung des Anschlages 10 dargestellt,
in der der variable maximale Öffnungswinkel 11 der
Rückschlagklappe 7 ungefähr 90° beträgt,
d. h. es handelt sich um den größten maximalen Öffnungswinkel 11 der
Rückschlagklappe 7. Der maximale Öffnungswinkel 11 der
Rückschlagklappe 7 ist somit mit dem Anschlag 10 variable
einstellbar, so dass die Rückschlagklappe 7 auch
dazu dient, die Menge der durch den zweiten Luftkanal 4 leitbaren
Luft in der Strömungsrichtung gemäß Pfeil 15 zu
steuern. Die Rückschlagklappe 7 fungiert damit auch
als Steuerklappe 9.
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Die
Einrichtung 8 umfasst eine Welle 12 mit drei radial
ausgebildeten Nocken 13 (5). Die
drei Nocken 13 dienen als Anschlag 10 für
die Rückschlagklappe 7, d. h. begrenzen den maximalen Öffnungswinkel 11 der
Rückschlagklappe 7. An den drei Nocken 13 und/oder
an der Rückschlagklappe 7 sind elastische Federelemente
angeordnet, so dass kein unmittelbarer Kontakt zwischen der Rückschlagklappe 7 und
den Nocken 13 besteht (nicht dargestellt). Die Rotationsbewegung
der Rückschlagklappe 7 um die Drehachse 14 endet
somit nicht schlagartig an den Nocken 13, sondern wird
langsam und gedämpft von den elastischen Federelementen
abgebremst. Dadurch werden störende Geräuschentwicklungen vermieden.
Im Allgemeinen ist an der Rückschlagklappe 7 und/oder
dem Gehäuse 3 auch eine, vorzugsweise elastische,
Dichtung angeordnet, um einerseits in einer vollständig
geschlossenen Stellung der Rückschlagklappe 7 den
zweiten Luftkanal 4 besser abzudichten und andererseits
analog zu den elastischen Federelementen eine Geräuschentwicklung
zu unterbinden. Die Kraftfahrzeugklimaanlage 1, das Gehäuse 2,
die Rückschlagklappe 7, die Steuerklappe 9 und
der Anschlag 10 bestehen im Allgemeinen aus Kunststoff
und werden mittels Spritzgießen hergestellt. Der Anschlag 10 kann
für Rückschlagklappen 7 in einer unterschiedlichen
Form eingesetzt werden.
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Insgesamt
betrachtet sind mit der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugklimaanlage 1 wesentliche
Vorteile verbunden. In dem zweiten Luftkanal 4 ist nur
eine als Rückschlagklappe 7 ausgebildet Luftklappe
vorhanden, die sowohl als Rückschlagklappe 7 als
auch als Steuerklappe 9 fungiert. Damit ist nur eine Luftklappe
notwendig, d. h. in besonders vorteilhafter Weise kann Bauraum eingespart
werden und der zusätzliche Aufwand für eine zweite
Luftklappe an Gewicht und Kosten, insbesondere an Kunststoff und
Kosten für Spritzgießwerkzeuge, werden reduziert.
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- 1
- Kraftfahrzeugklimaanlage
- 2
- Gehäuse
- 3
- Erster
Luftkanal
- 4
- Zweiter
Luftkanal
- 5
- Mischbereich
- 6
- Dritter
Luftkanal
- 7
- Rückschlagklappe
- 8
- Einrichtung
- 9
- Steuerklappe
- 10
- Anschlag
- 11
- Maximaler Öffnungswinkel
- 12
- Welle
- 13
- Nocke
- 14
- Drehachse
- 15
- Pfeil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004005093
A1 [0003]