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Die
Erfindung betrifft eine Gehäuse-Klappen-Anordnung, insbesondere
für die Regelung eines Luftstroms in einer Klimaanlage,
gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Bei
Fahrzeug-Klimaanlagen sind üblicherweise eine Mehrzahl
von den Luftstrom regelnden Klappen vorgesehen, welche mittels Zapfen
im Gehäuse gelagert sind. Die miteinander fluchtenden Zapfen
bilden hierbei eine Schwenkachse, um welche die Klappe verschwenkbar
ist. Bei den Klappen kann es sich beispielsweise um einflüglige
Klappen, Schmetterlingsklappen und/oder Trommelklappen handeln.
Die Stellbewegung einer Klappe kann beispielsweise über
eine Getriebeverbindung von einem Stellorgan, wie beispielsweise
einem Schrittmotor, direkt an einen der Zapfen übertragen
werden. Hierbei ist üblicherweise die gesamte Aktuatoranordnung,
d. h. Schrittmotor und Getriebeverbindung an der Gehäuseaußenwand
angeordneten, wobei auch Kopplungen zwischen einem Schrittmotor
und mehreren Klappen möglich sind, um eine definierte Zuordnung von
Klappenstellungen unterschiedlicher Klappen vorzusehen.
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Aus
der
DE 27 57 651 A1 ist
eine Heiz- und Belüftungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge
bekannt, mit einem Gebläse, einem über einen Heizer
führenden Warmluftpfad und einem parallel zu diesem verlaufenden
Kaltluftbypass, der in einem Mischraum mit dem Warmluftpfad zusammentrifft,
wobei zur Zonenteilung die vor dem Warmluftpfad und vor dem Kaltluftbypass
angeordnete Klappe eine Teilung aufweist und jede Klappenhälfte
steuerbar ist. Hierbei ist mittels hohler Wellen eine unabhängige
Betätigung der Klappenhälften von einer Seite
aus möglich.
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Die
DE 100 16 085 A1 offenbart
eine Klimaanlage mit zwei Zonen, die innerhalb der jeweiligen Klimazone
gekoppelte Klappen aufweist, wobei im luftdurchströmten
Innenraum des Gehäuses an den Klappenflächen angebracht
Verbindungsglieder für die Kopplung der Klappenbewegungen
vorgesehen sind. Die Klappen der nebeneinander angeordneten Klimazonen
weisen gemeinsame Schwenkachsen auf, wobei der Antrieb der einen
Klappe über eine Hohlwelle entsprechende der
DE 27 57 651 A1 erfolgt.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Gehäuse-Klappen-Anordnung
zur Verfügung zu stellen.
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch eine Gehäuse-Klappen-Anordnung
mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen
sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß ist
eine Gehäuse-Klappen-Anordnung vorgesehen, insbesondere
für die Regelung eines Luftstroms in einer Klimaanlage,
mit einem mindestens eine Trennwand aufweisenden Gehäuse,
welche den Luftstrom in zwei Teilluftströme unterteilt,
mindestens zwei in einem der Teilluftströme angeordnete
Klappen und einem beiden Klappen zugeordneten Antrieb, der auf der
Außenseite des Gehäuses angeordnet ist, wobei
der Antrieb in direkter Wirkverbindung mit einer Welle der ersten
Klappe steht und zwischen der ersten Klappe und der zweiten Klappe
eine Getriebeverbindung zur Übertragung von Stellbewegungen
des Antriebs im Inneren des Gehäuses vorgesehen ist, und
die Getriebeverbindung zwischen den zwei Wellen der ersten Klappe und
der zweiten Klappe in einen Aufnahmeraum integriert ist, der auf
einer Seite des durch die beiden Klappen regelbaren Teilluftstroms
angeordnet ist. Durch das Vorsehen eines Aufnahmeraums, insbesondere
eines geschlossenen Aufnahmeraums ist die Getriebeverbindung, d.
h. üblicherweise Hebel und Hebelarme oder Kulissen, an
einer geschützten Stelle im Gehäuseinnenraum angeordnet.
Die Wandflächen des Aufnahmeraums können direkt
benachbart zu den Klappenflächen angeordnet sein, so dass ein
Vorbeiströmen von Luft an den Seiten der Klappenflächen
verhindert werden kann.
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Bevorzugt
ist der Aufnahmeraum in die Trennwand integriert, wobei es sich
bei der Trennwand besonders bevorzugt um die Mitteltrennwand zur
Trennung einer fahrerseitigen Klimazone und einer beifahrerseitigen
Klimazone der Klimaanlage handelt. Durch die Integration des Aufnahmeraums in
die Trennwand können die entsprechenden Antriebselemente,
d. h. die Getriebeverbindung, in das Innere des Gehäuse
verlagert werden, wo sie während des Transports und bei
der Montage in das Fahrzeug besser geschützt sind als auf
der Außenseite. Insbesondere lässt sich die Getriebeverbindung
samt Klappen und Trennwand als Baugruppe einfach vormontieren, so
dass die Montage vereinfacht werden kann. Ferner erfolgt durch die
Integration in die Mitteltrennwand in der Regel keine Behinderung
der Luftströme, da in der Regel dieselben auch zur Seite
hin in Luftkanäle geleitet werden, so dass aus strömungstechnisch
eine Verbesserung der Klimaanlage möglich ist.
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Die
Wellen der Klappen sind bevorzugt parallel zueinander und beabstandet
voneinander angeordnet, wodurch sich eine einfache Getriebeverbindung ergibt,
jedoch sind gegebenenfalls auch schräg oder windschief
zueinander verlaufende Wellen möglich.
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Der
Aufnahmeraum ist bevorzugt mindestens zweiteilig ausgebildet, insbesondere
bevorzugt wird ein Teil des Aufnahmeraums direkt durch einen vertieft
ausgebildeten Bereich der Trennwand und der andere Teil des Aufnahmeraums
durch einen aufgesetzten Deckel gebildet, welcher die Getriebeverbindung
der Wellen abdeckt, wobei auf der Außenseite des Aufnahmeraums
auf einer Seite der erste Teilluftstrom und auf der gegenüberliegenden
Seite der zweite Teilluftstrom vorbeiströmen kann.
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Eine
Welle der ersten Klappe überträgt bevorzugt eine
Stellbewegung des Antriebs von einer Seite der Klappe auf die andere
Seite der Klappe und die auf dieser anderen Seite angeordnete die
Getriebeverbindung, welche die übersetzte Stellbewegung an
die auf der Getriebeverbindungsseite angeordnete Seite der Welle
der zweiten Klappe überträgt.
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Bevorzugt
wird die Getriebeverbindung durch einen ersten Hebelarm, der an
der Welle der ersten Klappe drehfest bezüglich der Welle
ausgebildet ist, einen Hebel, der mit seinem ersten Ende schwenkbar
mit dem äußeren Ende des ersten Hebelarms verbunden
ist, und einen zweiten Hebelarm gebildet, der an der Welle der zweiten
Klappe drehfest bezüglich der Welle ausgebildet und schwenkbar mit
seinem äußeren Ende mit dem zweiten Ende des Hebels
verbunden ist. Dies ermöglicht eine sehr einfache und dennoch
robuste Ausgestaltung der Getriebeverbindung.
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Bei
den Klappen handelt es sich bevorzugt um Trommelklappen, ein- oder
zweiflügelige Klappen, wobei natürlich unterschiedliche
Klappenarten miteinander kombiniert sein können.
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Besonders
bevorzugt ist mindestens eine der Klappenwellen als Hohlwelle ausgebildet
und die Welle der den benachbarten Teilluftstrom regelnden Klappe
durch die Hohlwelle geführt. Insbesondere bevorzugt sind
die Antriebe für die Klappen beider Teilluftströme
auf einer Seite angeordnet, wobei die Antriebe an unterschiedlichen
Wellen angeordnet sind, so dass der erste Antrieb die beiden dem
antriebsseitigen Teilluftstrom zugeordneten Klappen regelt und der
zweite Antrieb die beiden dem anderen Teilluftstrom zugeordneten
Klappen regelt, und zwei Getriebeverbindungen vorgesehen sind, wobei
mindestens eine der Getriebeverbindungen im Bereich der Trennwand
angeordnet ist. Dies ermöglicht eine einfache Anbringung
der Antriebe von einer Seite her, während die andere Seite
nicht notwendigerweise zugänglich sein muss, so dass der üblicherweise sehr
begrenzte Bauraum im Bereich der Klimaanlage optimal genutzt werden
kann.
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Natürlich
können auch eine herkömmliche Kopplung der Klappen
mit außen angeordneter Getriebeverbindung für
eine Seite, bspw. auf der Fahrerseite, und eine erfindungsgemäße
Kopplung der Klappen mit innerhalb des Gehäuses angeordneter Getriebeverbindung
für die andere Seite, in diesem Fall die Beifahrerseite,
vorgesehen sein.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
und Varianten teilweise unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
teilweise geschnittene perspektivische Ansicht einer Klimaanlage
für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Ausführungsbeispiel,
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2 eine
andere, teilweise geschnittene perspektivische Ansicht der Klimaanlage
von 1,
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3 eine
dritte, teilweise geschnittene perspektivische Ansicht der Klimaanlage
von 1,
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4 eine
teilweise geschnittene perspektivische Ansicht einer ersten Variante
der Klimaanlage von 1,
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5 eine
andere Ansicht der Klimaanlage von 4, wobei
die Klappen der nicht aufgeschnittenen Seite nicht dargestellt sind,
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6 einen
Schnitt parallel zur Mittellängsebene der Klimaanlage von 4,
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7 eine
perspektivische Ansicht der Trennwand samt zweier Klappen, wie sie
in der Klimaanlage von 4 vorgesehen ist, und
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8 eine
andere perspektivische Ansicht der Anordnung von 7.
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Eine
Kraftfahrzeug-Klimaanlage 1 weist ein mehrteiliges Gehäuse 2,
einen hierin angeordneten Verdampfer (der Einbauort des Verdampfers
ist in 2 mit einem gestrichelten Pfeil und dem Bezugszeichen 3 gekennzeichnet),
einen Heizer 4 mit elektrischem Zuheizer 5 sowie
mehrere Klappen 6 auf. Bei der Klimaanlage 1 handelt
es sich um eine mehrzonige Klimaanlage, wobei eine Unterteilung
in Fahrer- und Beifahrerseite mittels einer im Wesentlichen in der
Mittellängsebene verlaufenden Trennwand 7 vorgesehen
ist. Die Klimaanlage 1 weist eine im Wesentlichen herkömmliche
Gestalt auf, wobei von einem Gebläse (nicht dargestellt)
kommende Luft über einen keilförmigen Bereich 2' gleichmäßig über
die Eintrittsfläche des Verdampfers verteilt und im Verdampfer
gekühlt wird. Die kalte Luft wird – je nach Anforde rung – mittels
der Klappen 6, im Folgenden auch als Temperaturklappen
bezeichnet, geregelt, durch den Heizer 4 und Zuheizer 5 oder
vorbei an denselben durch einen Kaltluftbypass geleitet und anschließend
zumindest teilweise wieder zusammengeführt und über
verschiedene Luftkanäle dem Fahrzeuginnenraum zugeführt.
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Vorliegend
ist die erste Temperaturklappe 6a, welche im Wesentlichen
den Kaltluftbypass regelt und ein Rückströmen
von Kaltluft in Richtung Zuheizer 5 verhindern kann, als
Trommelklappe ausgebildet, während die zweite Temperaturklappe 6b,
welche vor dem Heizer 4 angeordnet ist, als Schmetterlingsklappe
ausgebildet ist. Die Schwenkachsen der Klappen 6a und 6b sind
mit S6a bzw. S6b bezeichnet. Um die Klappen 6a und 6b zu
betätigen, ist auf der Außenseite des Gehäuses 2 ein
Antrieb 8 in Gestalt eines Schrittmotors angebracht, welcher
die Welle der ersten Temperaturklappe 6a dreht. Die erste
Temperaturklappe 6a ist in ihrer Bewegung über ein
als Getriebe dienendes Gestänge 9 aufweisend mehrere
Hebelarme mit der Welle der zweiten Temperaturklappe 6b verbunden,
wobei die Getriebeverbindung der beiden Wellen auf der dem Antrieb 8 gegenüberliegenden
Seite, also vorliegend im Wesentlichen in der Mittellängsebene
der Klimaanlage 1, angeordnet ist.
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Die
Getriebeverbindung ist vorliegend durch einen ersten Hebelarm, der
an der Welle der ersten Klappe 6a drehfest bezüglich
der Welle ausgebildet ist, einen abgeknicket ausgebildeten Hebel 9' (siehe 2),
der mit seinem ersten Ende schwenkbar mit dem äußeren
Ende des ersten Hebelarms verbunden ist, und einen zweiten Hebelarm
gebildet, der an der Welle der zweiten Klappe 6b drehfest
bezüglich der Welle ausgebildet und schwenkbar mit seinem äußeren
Ende mit dem zweiten Ende des Hebels verbunden ist, gebildet.
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Beidseitig
des relativ flach bauenden Gestänges 9 der Getriebeverbindung
ist eine Wand angeordnet, welche auf einer Seite Teil der Trennwand 7 und
auf der anderen Seite durch einen Deckel (nicht in den 1 bis 3 dargestellt)
gebildet ist. Im Bereich des Gestänges 9 ist die
Trennwand 7 mit einer Vertiefung ausgebildet, wie vorliegend
auch der Deckel, so dass im durch die Vertiefungen gebildeten Aufnahmeraum 11 das
Gestänge 9 aufgenommen werden kann. Um eine einfache
Verbindung zwischen Trennwand 7 und Deckel zu ermöglichen, weist
die Trennwand einen in Richtung Deckel vorstehenden Rand 12 auf,
welcher in die Vertiefung des Deckels ragt. Der Rand 12 ist
leicht nach außen geneigt (siehe 1), so dass
ein elastisch ausgebildeter Deckel bei entsprechender Ausgestaltung
ohne Befestigungsmittel sicher auf dem Rand 12 gehalten wird.
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Obwohl
in der Zeichnung nicht dargestellt, können in einem derartigen
Aufnahmeraum auch getrennt ausgebildete Getriebeverbindungen für
die Klappen auf Fahrer- und Beifahrerseite aufgenommen sein.
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Die
Montage der Klimaanlage 1 erfolgt derart, dass in einem
ersten Schritt Verdampfer, Heizer und Zuheizer in den eine Aufnahme
bildenden Gehäuseteil eingesetzt werden. Anschließend
wird die Trennwand 7 samt Deckel – zusammen mit
den beidseitig der Trennwand 7 angeordneten Temperaturklappen 6a und 6b,
welche der Luftverteilung des vom Verdampfer kommenden Kaltluftstroms
auf einen Kaltluftbypass und den Heizer 4 mit Zuheizer 5 dienen – in
das Gehäuse 2 eingesetzt und das Gehäuse
mit einem weiteren Gehäuseteil verschlossen. Alternativ
können das Gehäuse und die Klappen einschließlich
der Trennwand samt Getriebeverbindung als Baugruppe vormontiert
werden. Das Anschließen des Antriebs 8 erfolgt
nach dem Zusammenbau von außen her.
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Natürlich
kann – obwohl vorstehend nicht beschrieben – eine
vergleichbare Anordnung von Klappen im Gehäuse auch für
die Klappen vorgesehen sein, welche den Luftaustritt und die Luftverteilung auf
die Luftkanäle regeln, über welche die Luft dem Fahrzeuginnenraum
zugeführt wird. Auch hier sind Kopplungen der Bewegungsabläufe üblich.
Da die Trennwand auch den Mischraum unterteilt, kann sie zumindest
für die Unterbringung von Getriebeverbindungen benutzt
werden, welche Klappen regeln, die mit einer Seite in der Trennwand
gelagert sind, oder die ggf. nahe der Trennwand angeordnet sind.
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Die
in den 4 bis 7 gezeigte Variante des Ausführungsbeispiels
einer Gehäuse-Klappen-Anordnung stimmt, soweit nachfolgend
nicht erwähnt, mit der zuvor beschriebenen Gehäuse-Klappen-Anordnung überein.
Gleiche oder gleichwirkende Elemente des ersten Ausführungsbeispiels
und der Variante sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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Die
Gehäuse-Klappen-Anordnungen unterscheiden sich im Wesentlichen
in drei Punkten. So ist gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der Rand 12 der Aufnahmeraums 11 schräg
vorstehend ausgebildet, während der Rand 12 der
Variante gerade vorsteht. Der den Aufnahmeraum 11 verschließende Deckel
(nicht dargestellt) kann auf beliebige geeignete Weise ausgebildet
sein. Vorliegend weist er ebenfalls einen umlaufenden Rand auf,
welcher innerhalb des Randes 12 positioniert wird, wobei
ein leichtes Übermaß vorgesehen ist, so dass der
Deckel im Rand gehalten wird. Zusätzlich wird der Deckel
mit einer oder mehreren Schrauben fixiert. Alternativ können
beliebige andere Verbindungen, wie beispielsweise Clipsverbindungen
oder Klebeverbindungen vorgesehen sein. Ferner ist die Welle der ersten
Klappe 6a gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
durchgehend ausgebildet, während sie gemäß der
Variante unterbrochen ist (siehe 5). Der gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel bauraumbedingt geknickt ausgebildete
Hebel 9' der Getriebeverbindung ist gemäß der
Variante gerade ausgebildet (siehe bspw. 4).
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Wie
beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel bilden Trennwand 7,
Klappen 6a und 6b, Getriebeverbindung und Deckel
eine Baugruppe, die vormontiert werden kann.
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Gemäß einer
weiteren Variante, die nicht in der Zeichnung dargestellt ist, kann
das Gehäuse der Klimaanlage mittig unterteilt sein, wobei
im Rahmen der Herstellung eine Gehäusehälfte einstückig
mit der Trennwand gegossen ist. In der Trennwand ist wiederum eine
Vertiefung zur Ausbildung eines Aufnahmeraums vorgesehen, welche
nach dem Einsetzen der Klappenwellen und der Montage der Getriebeverbindung
zwischen den Klappenwellen mit einem Deckel verschlossen wird.
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Gemäß einer
weiteren Variante ist die Trennwand gerade durchgehend ausgebildet,
weist jedoch auf beiden Seiten einen vorstehenden Rand auf, so dass
für Fahrer- und Beifahrerseite zwei getrennte Aufnahmeräume
für die Getriebeverbindung ausgebildet sind. Die Antriebe
sind jeweils auf den entsprechenden Außenseiten des Gehäuses
angeordent.
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- 1
- Kraftfahrzeug-Klimaanlage
- 2
- Gehäuse
- 2'
- keilförmiger
Bereich
- 3
- Einbauort
Verdampfer
- 4
- Heizer
- 5
- Zuheizer
- 6
- Klappe
- 6a
- erste
Temperaturklappe
- 6b
- zweite
Temperaturklappe
- 7
- Trennwand
- 8
- Antrieb
- 9
- Gestänge
- 9'
- Hebel
- 11
- Aufnahmeraum
- 12
- Rand
- S6a,
S6b
- Schwenkachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 2757651
A1 [0003, 0004]
- - DE 10016085 A1 [0004]