DE10207621A1

DE10207621A1 - Luftstromsteuerelement mit integrierter Sensorik

Info

Publication number: DE10207621A1
Application number: DE10207621A
Authority: DE
Inventors: Oliver Getto
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 2002-02-22
Filing date: 2002-02-22
Publication date: 2003-09-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Luftstromsteuerelement für eine Steuerung einer Durchströmmenge in einem Luftführungskanal insbesondere einer Klimaanlage mit zumindest einem Sensor.

Description

Die Erfindung betrifft ein Luftstromsteuerelement für eine Steuerung einer Durchströmmenge in zumindest einem Luftführungskanal, sowie eine Klimaanlage mit einem solchen Luftstromsteuerelement.
Moderne Heizungs- oder Klimaanlagen insbesondere in Kraftfahrzeugen stellen üblicherweise ein gewünschtes Temperaturniveau für eine Luftmenge der in einen Kraftfahrzeuginnenraum geblasenen Luft automatisch ein, indem im Inneren eines Gehäuses der Heizungs- oder Klimaanlage dazu warme und kalte Luft in einem bestimmten Mengenverhältnis gemischt und das Gemisch aus Ausgängen der Anlage geblasen wird. In komfortablen Heizungs- oder Klimaanlagen kann beispielsweise für jeden Ausgang ein eigenes Mischungsverhältnis und damit eine eigene Temperatur eingestellt werden, so daß beispielsweise der Innenraum eines Fahrzeugs für mehrere Insassen mit unterschiedlichen Temperaturbedürfnissen individuell temperiert werden kann.
Das jeweils erforderliche Mischungsverhältnis wird von einer elektrischen Steuereinheit auf der Grundlage von Signalen von zumindest einem Temperatursensor, der an zumindest einer bestimmten Stelle der Heizungs- oder Klimaanlage oder des Kraftfahrzeuginnenraumes die Temperatur der Luft ermittelt, bestimmt. Um ein möglichst unverfälschtes Meßergebnis zu erhalten, werden die Sensoren in der Nähe der Ausgänge des Gehäuses der Klimaanlage positioniert. Die jeweils durch die Ausgänge des Verteilerkastens ausströmende Luftmenge wird mittels Luftstromsteuerelementen gesteuert, die den jeweiligen Luftführungskanal in einem gewünschten Maße öffnen oder versperren.
Eine Klappe für einen Strömungskanal ist beispielsweise in der DE 195 30 582 C2 beschrieben. Bei der dortigen Klappe ist eine randseitige Dichtlippe außenseitig an einem Rahmenteil angeordnet, das seinerseits über ein elastisches Verbindungselement mit dem Klappeninnenkörper verbunden ist. Damit können vergleichsweise hohe Fertigungs- und Lagetoleranzen der montierten Klappe kompensiert werden.
In der DE 195 30 582 C2 ist auch ein Lagerzapfen zur drehbeweglichen Klappenlagerung erwähnt. Zwischen diesem Zapfen und dem Klappeninnenkörper ist insbesondere ein elastisch nachgiebiges Koppelglied vorgesehen, um ein axiales Lagerspiel der Klappe im Strömungskanal zu vermeiden.
Im allgemeinen liegt ein solcher Zapfen zur Lagerung einer Klappe gegen eine entsprechende Lageraufnahme in der Wandung eines Luftströmungskanals an, womit die Klappe drehbeweglich gehalten ist. Es ist ebenso denkbar, einen Zapfen an der Kanalwandung zu befestigen und eine Klappe mit einer Lageraufnahme für den Zapfen auszubilden.
In der DE 196 11 570 A1 wird eine Klimatisierungseinrichtung beschrieben, mit einer Regelungs- oder Steuerungseinrichtung, die einen Temperaturfühler aufweist, und mit einer Erfassungseinrichtung, die einen Strömungsdetektor aufweist. Der Temperaturfühler bzw. der Strömungsdetektor sind im Strömungsweg und/oder in einer an diesen angrenzenden Gehäusewandung angeordnet.
Die Positionierung eines Temperatursensors in einer Gehäusewandung ist nachteilig, da sich die Gehäusewandung bei einer Temperaturänderung erst allmählich aufwärmt bzw. abkühlt und damit der Sensor die Temperatur der in dem Kanal strömenden Luft nur mit einer zeitlichen Verzögerung anzeigt.
Bei einer Anordnung von Sensoren in einem Luftführungskanal erzeugen diese Sensoren jedoch Luftverwirbelungen, was zu einem erhöhten Druckabfall über die gesamte Klimatisierungsanlage führen kann. Hinzu kommt, daß der Bauraum für die Anordnung von Sensoren oft begrenzt ist. Die Plazierung der Sensoren verursacht einen weiteren Montageaufwand.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Luftstromsteuerelement und/oder eine Heizungs- oder Klimatisierungseinrichtung bereitzustellen, bei der eine verbesserte Funktion und gegebenenfalls auch eine vereinfachte und/oder kostengünstige Montage realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Luftstromsteuerelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Klimaanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 21 gelöst.
Gemäß Anspruch 1 ist ein erfindungsgemäßes Luftstromsteuerelement, wie eine Klappe, zur Steuerung der Durchströmmenge in einem Luftführungskanal bewegbar in einem Gehäuse angeordnet, mittels eines Antriebselementes antreibbar und weist mindestens einen Sensor auf, der in das Luftstromsteuerelement integriert ist. Vorteilhafterweise bildet das Luftstromsteuerelement mit mindestens einem Sensor eine bauliche Einheit.
Ein solches mechatronisches Bauteil integriert die Funktion einer Steuerung der Durchströmmenge in einem Luftführungskanal, und die Ermittlung zumindest einer Kenngröße der durch den Luftführungskanal strömenden Luft. Der vorhandene Bauraum wird dadurch besser ausgenutzt, wodurch der Spielraum für eine optimale Steuerung der Durchströmmenge durch die Klappe ausreichend groß ist. Zusätzlich werden Montage- und Logistikkosten gesenkt, indem mit einer erfindungsgemäßen Klappe anstatt mehrerer Einzelteile, nämlich jeweils Klappe und Sensoren, nur noch jeweils ein einzelnes Bauteil in einen Luftführungskanal einer Klimaanlage eingebaut wird.
Die Funktion des zumindest einen Sensors wird ebenfalls gefördert, da er gerade an einer für die Steuerung relevanten Stelle des Luftführungskanals von der zu untersuchenden Luft umströmt wird und dadurch die Meßergebnisse gegebenenfalls unverfälscht und unverzögert aufgenommen werden können. Außerdem kann durch eine erfindungsgemäße Klappe vermieden werden, daß der zumindest eine Sensor in den Luftführungskanal hineinragt und dessen Aerodynamik beeinflusst.
Unter dem Begriff Sensor im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Anordnung einer beliebigen Anzahl von Sensoren, Fühlern und/oder Detektoren zur Ermittlung zumindest einer physikalischen Größe zu verstehen. Ein derartiger Sensor kann beispielsweise der Ermittlung der Temperatur, des Druckes, des Massenflusses oder des Feuchtigkeitsgehaltes eines strömenden Mediums dienen. Insbesondere zu einer Mittelwertbildung kann ein derartiger Sensor mehrere einzelne Sensoren, Fühler oder Detektoren aufweisen. Im Rahmen der Erfindung sind jedoch auch beliebige andere Sensoren, Fühler oder Detektoren als Sensoren verwendbar.
Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Luftstromsteuerelementes zur Steuerung der Durchströmungsmenge in einem Luftführungskanal sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klappe ist der zumindest eine Sensor für die Messung der Temperatur der ihn umströmenden Luft verwendbar. Dieses Signal des Sensors ist verwendbar zur Anpassung der tatsächlichen Lufttemperatur an eine gewünschte Temperatur.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klappe ist der zumindest eine Sensor für die Messung der Durchströmmenge der durch den Luftführungskanal strömenden Luft verwendbar. Mit dem Signal des Sensors kann die Strömungsmenge der Luft für die Temperierung insbesondere eines Kraftfahrzeuginnenraumes gesteuert werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klappe ist der zumindest eine Sensor für die Messung der Feuchtigkeit der ihn umströmenden Luft verwendbar. Damit kann insbesondere in Zusammenwirkung mit einem Temperatursensor der Taupunkt der Luft bestimmt und unter Berücksichtigung einer Temperatur einer Fensterscheibe gesteuert werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klappe ist der zumindest eine Sensor für die Messung eines Schadgasanteils oder eines Verschmutzungsgrades der ihn umströmenden Luft verwendbar. Dadurch kann im Falle eines als zu hoch festgestellten Schadgasanteils oder Verschmutzungsgrades die typischerweise von außen durch die Klimaanlage geförderte Luft (Frischluft) durch Luft insbesondere aus dem Kraftfahrzeuginnenraum (Umluft) ersetzt werden.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der zumindest eine Sensor in den Klappenkörper eingespritzt, insbesondere durch Verwendung eines Spritzgußverfahrens. Diese Ausführungsform ist besonders kostengünstig zu realisieren, da der Montageaufwand der Klappe gegenüber einer Klappe nach dem Stand der Technik nur unwesentlich erhöht wird, im Gegenzug der Aufwand für die Montage des einzelnen Sensors in den Luftführungskanal jedoch wegfällt.
Unter dem Begriff Klappenkörper im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine beliebige Klappe oder ein beliebiges Luftstromsteuerelement nach dem Stand der Technik zu verstehen. Derartige Klappen oder Luftstromsteuerelemente können beispielsweise der Steuerung der Durchströmmenge in einem Luftführungskanal einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs dienen. Im Rahmen der Erfindung sind jedoch auch beliebige andere Klappen oder Luftstromsteuerelemente als Klappenkörper verwendbar.
In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klappe ist der zumindest eine Sensor mit dem Klappenkörper verklebbar, an den Klappenkörper steckbar oder mittels zumindest eines Spannmittels befestigbar. Dadurch können vorhandene Klappen nach dem Stand der Technik als Klappenkörper auf einfache Weise mit kommerziell erhältlichen Sensoren zur Bildung der baulichen Einheit verbunden werden. Vorteilhaft erfolgt die Befestigung derart, daß der Sensor trotz der bei Fahrzeugen auftretenden Erschütterungen verwendbar ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klappe weist der Klappenkörper zumindest eine Aufnahme auf, damit der zumindest eine Sensor an einer bestimmten, wohldefinierten Stelle des Klappenkörpers aufgenommen werden kann.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Klappe ist der zumindest eine Sensor in der zumindest einen Aufnahme formschlüssig gehalten. Dadurch kann der Sensor verhältnismäßig einfach und damit kostengünstig mit dem Klappenkörper verbunden werden. Dies kann beispielsweise mittels einer Clips-Verbindung erfolgen.
Bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Klappe ist der zumindest eine Sensor mit der zumindest einen Aufnahme des Klappenkörpers verklebbar, in sie eingießbar, einsteckbar oder mittels zumindest eines Spannmittels befestigbar. Damit wird eine Delokalisierung des zumindest einen Sensors bezüglich der Aufnahme vermieden und gleichzeitig gewährleistet, daß der Sensor nicht aus dem Klappenkörper herausragt und die Strömungsverhältnisse der vorbeiströmenden Luft beeinflußt.
In einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Klappe ist der zumindest eine Sensor im wesentlichen mittig auf dem Klappenkörper angeordnet. Dabei kann er ausreichend von der vorbeiströmenden Luft umströmt werden. Dies ist für eine im wesentlichen verzögerungsfreie Ermittlung zumindest einer der Kenngrößen zweckmäßig.
In einer weiteren Ausführung der erfindungsgemäßen Klappe ist der zumindest eine Sensor im Bereich eines Randes der Klappe angeordnet. Je nach Ausführungsform des Luftführungskanals und je nach Form und Größe des Klappenkörpers können aufgrund der dadurch auftretenden Strömungsverhältnisse im Bereich der Klappe bestimmte Kenngrößen der vorbeiströmenden Luft zweckmäßigerweise in der Nähe des Randes der Klappe zu messen sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Klappe zumindest eine Drehachse auf, um die sie drehbar ist. Um das Trägheitsmoment der Klappe durch die möglicherweise zusätzliche Masse des Sensors vorteilhaft nicht wesentlich zu erhöhen, befindet sich der Sensor bei dieser Ausführungsform bevorzugt im Bereich der zumindest einen Drehachse. Besonders bevorzugt ist der zumindest eine Sensor koaxial zu der zumindest einen Drehachse angeordnet.
Aus dem gleichen Grund ist in einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Klappe der zumindest eine Sensor parallel zu der zumindest einen Drehachse orientierbar.
In einer weiteren Ausführung der erfindungsgemäßen Klappe ist der zumindest eine Sensor senkrecht zu der zumindest einen Drehachse orientierbar. Je nach Ausführungsform des Luftführungskanals und je nach Form und Größe des Klappenkörpers kann aufgrund der dadurch auftretenden Strömungsverhältnisse im Bereich der Klappe die Messung bestimmter Kenngrößen der vorbeiströmenden Luft vorteilhafterweise in senkrechter Orientierung zu einer Drehachse des zumindest einen Sensors durchzuführen sein.
Aus den gleichen Gründen kann die Messung bestimmter Kenngrößen der vorbeiströmenden Luft auch vorteilhafterweise in paralleler Orientierung zu einer Kante der Klappe durchzuführen sein. Deshalb ist bei einer weiteren Ausführung der erfindungsgemäßen Klappe der zumindest eine Sensor parallel zu einer Kante der Klappe orientierbar.
Aus den zuvor genannten Gründen kann die Messung bestimmter Kenngrößen der vorbeiströmenden Luft auch idealerweise in senkrechter Orientierung zu einer Kante der Klappe durchzuführen sein. Deshalb ist bei einer weiteren Ausführung der erfindungsgemäßen Klappe der zumindest eine Sensor senkrecht zu einer Kante der Klappe orientierbar.
Sensoren, die eine Kenngröße eines Mediums, insbesondere einer vorbeiströmenden Luft, ermitteln, geben typischerweise zumindest einen Meßwert als elektrisches Signal weiter, das insbesondere von einer Auswerteeinheit eingelesen wird. Aus diesem Grund weist der zumindest eine Sensor in einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Klappe zumindest eine elektrische Zuführung auf, welche durch den Bereich einer Dreh- oder Verschwenklagerung der Klappe nach außen geführt wird.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann eine Meßdatenübertragung jedoch auch drahtlos erfolgen, wie z. B. mittels elektromagnetischer Wellen.
In einer besonders bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Klappe wird die elektrische Zuführung des zumindest einen Sensors durch einen Zapfen einer Dreh- oder Verschwenklagerung geführt, wobei der Zapfen mit der Klappe verbunden oder Teil der Klappe sein kann, mit der Wandung des Luftführungskanals verbunden oder Teil der Wandung des Luftführungskanals sein kann, mit einem Antrieb der Klappe verbunden oder Teil eines Antriebs der Klappe sein kann oder mit einem beliebigen anderen Bauteil eines Gehäuses verbunden oder Teil eines beliebigen anderen Bauteils eines Gehäuses sein kann.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist eine elektrische Zuführung des zumindest einen Sensors in den Klappenkörper eingespritzt, insbesondere durch Verwendung eines Spritzgußverfahrens. Diese Ausführungsform ist besonders kostengünstig zu realisieren, da der Montageaufwand gegenüber einer Klappe nach dem Stand der Technik nur unwesentlich erhöht wird. Gegenüber der ohnehin vorteilhaften Ausführungsform, bei der der zumindest eine Sensor in den Klappenkörper eingespritzt ist, wird der Montageaufwand sogar im wesentlichen überhaupt nicht erhöht. Der individuelle elektrische Anschluß des zumindest einen Sensors nach dessen Montage in die Klappe wird sogar vermieden. Insgesamt werden also der Montageaufwand und die damit verbundenen Kosten erheblich gesenkt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klappe ist eine elektrische Zuführung des zumindest einen Sensors mit dem Klappenkörper verklebbar, an den Klappenkörper steckbar oder mittels zumindest eines Spannmittels befestigbar. Dadurch kann erreicht werden, daß die elektrische Zuführung in der gleichen oder in einer ähnlichen Weise mit dem Klappenkörper verbunden ist wie der zumindest eine Sensor selbst.
In einer bevorzugten Weiterbildung wird die erfindungsgemäße Klappe in eine Heizungs- oder Klimaanlage mit zumindest einem Luftzuführungselement, zumindest einem Wärmetauscher und zumindest einem Luftführungskanal eingesetzt, um eine Steuerung der Durchströmmenge in dem zumindest einen Luftführungskanal zu ermöglichen. Hierbei kann der zumindest eine Luftführungskanal durch die Klappe ganz oder teilweise versperrt werden, damit eine gewünschte Durchströmmenge in dem zumindest einen Luftführungskanal im wesentlichen exakt eingestellt werden kann. Solche Heizungs- bzw. Klimaanlagen sind durch die DE 100 15 972 A1 bekannt geworden, deren Inhalt hiermit ausdrücklich zum Offenbarungsinhalt gehört.
Es besteht überdies die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Klappe zur Steuerung der Durchströmmenge in einem Luftführungskanal in einer beliebigen Heizungs- oder Klimatisierungseinrichtung allein oder in Verbindung mit zumindest einer weiteren Klappe zu verwenden, wobei die zumindest eine weitere Klappe ebenfalls eine erfindungsgemäße Klappe oder eine Klappe nach dem Stand der Technik sein kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Klappe für die Steuerung der Durchströmmenge in einem Luftführungskanal gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2a einen schematischen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Klappe mit einer Aufnahme für einen Sensor;
Fig. 2b einen schematischen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Klappe mit einer Aufnahme für einen Sensor;
Fig. 3 eine schematische Aufsicht einer erfindungsgemäßen Klappe in verschiedenen Gestaltungsformen;
Fig. 4 eine schematische Aufsicht einer erfindungsgemäßen Klappe in weiteren, von Fig. 3 verschiedenen Gestaltungsformen;
Fig. 5 eine schematische Schrägansicht eines Ausschnitts einer erfindungsgemäßen Klappe.
In Fig. 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines Luftstromsteuerelementes 1, wie einer Klappe, für eine Steuerung einer Durchströmmenge in einem Luftführungskanal gemäß der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt, wobei zwei Möglichkeiten der Anordnung von Sensoren gezeigt sind. Das Luftstromsteuerelement 1 besteht aus einem Klappenkörper 10, der in diesen beiden Ausführungsbeispielen um eine Drehachse 30 drehbar gelagert und mittels eines nicht gezeigten Antriebselementes antreibbar ist, einem Sensor 50 (durchgezogene Darstellung) und dessen elektrischer Zuführung 60 (ebenfalls durchgezogene Darstellung). Eine ausreichende Abdichtfunktion der Klappe kann durch am Rand des Klappenkörpers angebrachte Dichtlippen gewährleistet werden, die zur besseren Übersichtlichkeit nicht näher dargestellt sind.
Die drehbare Lagerung um die Drehachse 30 wird durch zwei Lagerzapfen 40 bewerkstelligt, die mit dem Klappenkörper 10 verbunden oder, wie in Fig. 1 dargestellt, Teil des Klappenkörpers sind, und die in entsprechenden Lagern in der Wandung oder an einem Antriebselement anliegen. Die Drehachse 30 ist dann als von den beiden Lagerzapfen 40 aufgespannte Gerade festgelegt.
Der Sensor 50 kann für die Messung einer Temperatur, einer Durchströmmenge, eines Feuchtigkeitsgehaltes, eines Schadgasanteils oder eines Verschmutzungsgrades der durch den Luftführungskanal strömenden Luft verwendet werden. In einer nicht näher gezeigten Ausgestaltungsform kann die erfindungsgemäße Klappe mehrere Sensoren aufweisen, damit mehrere der o. g. Kenngrößen der den Kanal durchströmenden Luft gleichzeitig gemessen werden können.
Die jeweils ermittelten Werte der Temperatur, der Durchströmmenge, des Feuchtigkeitsgehaltes, des Schadgasanteils und/oder des Verschmutzungsgrades werden in Form elektrischer Signale über eine elektrische Zuführung 60 vom Sensor 50 vorzugsweise an eine nicht gezeigte Auswerte- oder Steuereinheit der Klimaanlage weitergegeben.
Vorteilhaft wird die elektrische Zuführung im Bereich einer Dreh- oder Verschwenklagerung geführt, da hier die Amplitude der Bewegungen des Klappenkörpers während des Drehens oder Verschwenkens am geringsten ist, was die Lebensdauer der Zuführung positiv beeinflußt. Wie in Fig. 1 zu sehen ist, wird die elektrische Zuführung besonders bevorzugt direkt durch einen Zapfen 40 der Lagerung aus der Klappe und gleichzeitig aus dem Luftführungskanal herausgeführt. Dadurch wird während der Bewegungen des Klappenkörpers 10 ein Hängenbleiben der elektrischen Zuführung an beliebigen denkbaren Kanten oder Vorsprüngen genauso vermieden wie eine Beeinflussung der Strömung der Luft.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Klappe entsteht durch ein Einspritzen des Sensors 50 und seiner elektrischen Zuführung 60 in den Klappenkörper 10 während dessen Herstellung, die üblicherweise durch ein Spritzgußverfahren bewerkstelligt wird. Da hierdurch die Montage des Sensors und das Spritzen des Klappenkörpers in einen Arbeitsgang integriert werden, ist dieses Herstellungsverfahren besonders kostengünstig.
Genauso gut kann der Sensor 50 und/oder seine elektrische Zuführung 60 auch mit dem Klappenkörper 10 verklebt, an den Klappenkörper 10 gesteckt oder mittels eines Spannmittels, beispielsweise einer nicht gezeigten Klammer, befestigt sein.
Typischerweise ist der Sensor 50 im wesentlichen mittig auf dem Klappenkörper 10 angeordnet, wie es in Fig. 1 mit durchgezogener Linie gezeigt ist. In einer Variante der erfindungsgemäßen Klappe kann der Sensor 50 aber auch im Bereich eines Randes der Klappe angeordnet sein, falls beispielsweise eine Optimierung der Funktionsfähigkeit des Sensors aufgrund der Geometrie des Aufbaus dies erfordert. Bei der Anordnung mehrerer Sensoren 50 auf einem Klappenkörper 10 kann eine solche Positionierung des Sensors 50 im Bereich eines Randes der Klappe ebenso gut aus Platzgründen erforderlich sein. In Fig. 1 ist eine solche Anordnung mit unterbrochener Linie dargestellt.
In Fig. 2a ist ein weiteres Gestaltungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Klappe in Querschnittsansicht schematisch dargestellt. Wie in Fig. 2a zu sehen ist, ist der Klappenkörper 10 mit einer Aufnahme 20 versehen, die in ihrer Form und ihren Abmessungen an den Sensor 50 angepaßt ist. Ist der Sensor 50 in die Aufnahme 20 eingesetzt, steht er über die Oberfläche des Klappenkörpers 10 nur noch wenig oder bevorzugterweise überhaupt nicht über. Hierbei kann der Sensor 50 in die Aufnahme 20 eingeklebt, eingegossen, eingesteckt oder mittels eines Spannmittels, beispielsweise einer hier nicht dargestellten Klammer, in der Aufnahme 20 befestigt sein. Die weiteren Bestandteile der Klappe sind in Fig. 2a nicht gezeigt.
Eine weitere Gestaltungsform der erfindungsgemäßen Klappe ist in Fig. 2b wiederum in Querschnittsansicht schematisch dargestellt. Hier weist die Aufnahme 20 zwei Nasen 25 auf, die derart geformt sind, daß der Sensor formschlüssig in der Aufnahme 20 gehalten ist. Sinnvollerweise reichen die Nasen 25 nur so weit über den Rand des Sensors 50, daß der Sensor 50 bei der Herstellung leicht in die Aufnahme 20 hineingedrückt werden kann, wobei er danach durch die Nasen 25 ohne weiteres Befestigungsmittel gehalten wird. Es ist ebenfalls denkbar, die Aufnahme nur mit einer oder mit mehr als zwei Nasen auszustatten, falls dies aufgrund der Geometrie des Klappenkörpers und/oder des Sensors möglich bzw. sinnvoll ist. Zur besseren Übersicht sind die weiteren Bestandteile der Klappe in Fig. 2b nicht gezeigt.
In Fig. 3 sind Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Klappe mit verschiedenen Möglichkeiten der Positionierung bzw. Orientierung des Sensors 50 bezüglich der Drehachse 30 schematisch gezeigt. Um das Trägheitsmoment der Klappe bezüglich der Drehung um die Achse 30 nicht in einem unnötig überhöhten Maße zu vergrößern, ist es vorteilhaft, den Sensor mit seiner zusätzlichen Masse in der Nähe der Drehachse 30 an den Klappenkörper zu befestigen. Ein Beispiel hierfür ist die Darstellung des Sensors 50 in durchgezogener Linie in Fig. 1. Besonders vorteilhaft ist der Sensor 50 aber koaxial zur Drehachse 30 angeordnet, wie in Fig. 3 in durchgezogener Linie dargestellt ist. Hier ist das von dem Sensor 50 herrührende Trägheitsmoment bezüglich einer Drehung um die Achse 30 minimal.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 in durchgezogener Linie ist der Sensor 50 ebenfalls aus dem Grunde der Reduktion des zusätzlichen Trägheitsmomentes bezüglich einer Drehung um die Achse 30 parallel zu dieser Drehachse orientiert. Eine verbesserte Funktionsfähigkeit des Sensors 50kann jedoch auch eine zur Drehachse 30 senkrechte Orientierung des Sensors 50 erfordern. Bei der Anordnung mehrerer Sensoren 50 auf einem Klappenkörper 10 kann eine solche zur Achse 30 senkrechte Orientierung ebenso gut aus Platzgründen erforderlich sein. Eine entsprechende Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klappe ist in Fig. 3 gestrichelt angedeutet.
In Fig. 4 sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Klappe mit verschiedenen Orientierungen des Sensors bezüglich einer Kante des Klappenkörpers zu sehen. Insbesondere wenn sich der Sensor im Bereich einer Kante des Klappenkörpers befindet, kann es sowohl für die Strömungsverhältnisse der vorbeiströmenden Luft in der Nähe der Klappe als auch für die Funktionsfähigkeit des Sensors von Bedeutung sein, wie der Sensor in Bezug auf die Kante orientiert ist.
Es kann beispielsweise erforderlich sein, daß sich der Sensor 50 in seiner vollen Länge möglichst nah an einer Kante 15 des Klappenkörpers 10 befindet. Wie in Fig. 4 in durchgezogener Linie dargestellt ist, wird in diesem Fall der Sensor 50 in paralleler Orientierung zur Kante 15 auf den Klappenkörper 10 montiert.
Zum Zwecke einer besseren Funktionsfähigkeit des Sensors oder einer besseren Aerodynamik der Klappe ist möglicherweise eine senkrechte Orientierung des Sensors 50 bezüglich einer Kante 15 vorzuziehen. Ein dementsprechendes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Klappe ist in Fig. 4 in unterbrochener Linie dargestellt.
Die elektrische Zuführung 60 des Sensors 50 ist in den Fig. 3 und 4 jeweils über einen Zapfen 40 der Drehlagerung geführt, wie es in einem typischen Luftführungskanal einer Heizungs- oder Klimaanlage sinnvoll ist, da auf diese Weise die Gefahr eines Hängenbleibens der elektrischen Zuführung 60an möglicherweise vorhandenen Ecken, Kanten oder Vorsprüngen reduziert wird.
In Fig. 5 ist eine weitere Ausbildungsform der erfindungsgemäßen Klappe ausschnittsweise dargestellt. Bei dieser vorteilhaften Ausgestaltung weist der Klappenkörper 10 einen hohlen Zapfen 40 auf, der zwischen einem unteren Teil 70 und einem oberen Teil 75 einer Lageraufnahme gehalten ist. Der Sensor 50 ist durch den Hohlraum 45 des Zapfens 40 gesteckt und wird beispielsweise durch einen nicht gezeigten Clips- oder Bajonettverschluß gehalten.
Diese Bauweise bewirkt eine weitere Reduktion des Montageaufwands, da der Sensor 50 nach der Montage der Klappe in den Luftführungskanal von außen durch den Zapfen 40 gesteckt werden kann, wonach die elektrische Zuführung 60 durch den Hohlraum 45 des Zapfens verläuft und nicht beim Einbau der Klappe umständlich durch die Lageraufnahme gefädelt werden muß.
Die vorliegende Erfindung wurde am Beispiel einer Klappe für die Steuerung der Durchströmmenge in einem Luftführungskanal innerhalb eines Gehäuses einer Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges beschrieben. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäße Klappe auch für andere Anwendungszwecke geeignet ist.

Claims

1. Luftstromsteuerelement für eine Steuerung einer Durchströmmenge in zumindest einem Luftführungskanal, das innerhalb eines Gehäuses insbesondere einer Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs bewegbar angeordnet ist, wobei das Luftstromsteuerelement mittels eines Antriebselementes antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Sensor in das Luftstromsteuerelement integriert ist.

2. Luftstromsteuerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftstromsteuerelement mit zumindest einem Sensor als Baueinheit ausgebildet ist.

3. Luftstromsteuerelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Sensor für die Messung einer Temperatur, einer Durchströmmenge, eines Feuchtigkeitsgehaltes, eines Schadgasanteils und/oder eines Verschmutzungsgrades der den Luftführungskanal durchströmenden Luft verwendbar ist.

4. Luftstromsteuerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Sensor in den Körper des Luftstromsteuerelementes eingespritzt ist.

5. Luftstromsteuerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Sensor mit dem Körper des Luftstromsteuerelementes verklebbar, an den Körper steckbar oder mittels zumindest eines Spannmittels an dem Körper befestigbar ist.

6. Luftstromsteuerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper des Luftstromsteuerelementes zumindest eine Aufnahme aufweist, in die der zumindest eine Sensor aufnehmbar ist.

7. Luftstromsteuerelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Sensor formschlüssig in der zumindest einen Aufnahme haltbar ist.

8. Luftstromsteuerelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Sensor mit der zumindest einen Aufnahme verklebbar, in sie eingießbar, einsteckbar oder mittels zumindest eines Spannmittels befestigbar ist.

9. Luftstromsteuerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Sensor im wesentlichen mittig auf dem Körper des Luftstromsteuerelementes angeordnet ist.

10. Luftstromsteuerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Sensor im Bereich eines Randes des Luftstromsteuerelementes angeordnet ist.

11. Luftstromsteuerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Sensor koaxial zu einer Drehachse oder im Bereich einer Drehachse des Luftstromsteuerelementes angeordnet ist.

12. Luftstromsteuerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Sensor parallel zu einer Drehachse des Luftstromsteuerelementes orientierbar ist.

13. Luftstromsteuerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Sensor senkrecht zu einer Drehachse des Luftstromsteuerelementes orientierbar ist.

14. Luftstromsteuerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Sensor parallel zu einer Kante des Luftstromsteuerelementes orientierbar ist.

15. Luftstromsteuerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Sensor senkrecht zu einer Kante des Luftstromsteuerelementes orientierbar ist.

16. Luftstromsteuerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Zuführung zumindest eines Sensors im Bereich einer Dreh- oder Verschwenklagerung des Luftstromsteuerelementes führbar ist.

17. Luftstromsteuerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Zuführung zumindest eines Sensors durch einen Zapfen einer Dreh- oder Verschwenklagerung des Luftstromsteuerelementes führbar ist.

18. Luftstromsteuerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Zuführung zumindest eines Sensors in den Körper des Luftstromsteuerelementes eingespritzt ist.

19. Luftstromsteuerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Zuführung zumindest eines Sensors mit dem Körper des Luftstromsteuerelementes verklebbar, an den Körper steckbar oder mittels zumindest eines Spannmittels befestigbar ist.

20. Luftstromsteuerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Sensor ohne elektrische Zuführung ausgebildet ist.

21. Klimaanlage mit zumindest einem Luftzuführungselement, zumindest einem Wärmetauscher, zumindest einem Luftführungskanal und zumindest einem Luftstromsteuerelement zur Steuerung der Durchströmmenge durch einen Luftführungskanal, dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest eine Luftstromsteuerelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20 ausgebildet ist.