DE3541650A1 - Klappe fuer luftfuehrungskanaele - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Klappe für Luftführungs­ kanäle, insbesondere für eine Heizungs- und/oder Klima­ anlage eines Kraftfahrzeuges, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Art.

Es sind Klappen dieser Art bekannt, die im Lagerbereich rundum mit Gummi umfaßt sind. Dadurch ergibt sich im Lagerbereich beidseitig jeweils eine ringförmige stirn­ seitige Dichtfläche, die mit einer zugewandten Gehäuse­ fläche zur Abdichtung zusammenwirkt. Die dort wirkenden Reibungskräfte sind groß, weswegen entsprechend große Schwenkmomente zur Betätigung der Klappe notwendig sind. Der Materialaufwand für diese Dichtvorrichtung ist erheb­ lich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klappe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung zu schaffen, bei der im Lagerbereich die Reibungskräfte reduziert sind, dadurch geringere Schwenkmomente erforder­ lich sind und eine größere Freigängigkeit erzielt ist und zugleich eine Materialersparnis mit einhergehender Ge­ wichts- und Kostenersparnis erreicht ist.

Diese Aufgabe ist bei einer Klappe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 gelöst.

Hierdurch erstreckt sich die Dichtlippe nur noch etwa über 180° Umfangswinkel im Lagerbereich, wodurch die Reibungs­ kräfte am Klappenlager so gering wie möglich gehalten sind und dennoch eine zuverlässige Abdichtung im Lagerbereich gewährleistet ist. Die für die Schwenkbetätigung der Klappe erforderlichen Kräfte können dadurch entsprechend reduziert werden. Von Vorteil ist ferner eine Ersparnis an Material und damit an Gewicht und Kosten. Die Klappe ist zugleich einfacher in ihrer Gestaltung.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen enthalten die An­ sprüche 2-5. Durch die Formteile der Dichtlippe wird eine formschlüssige, größere Verankerung der Dichtlippe am Klappenkörper gewährleistet und damit einer etwaigen Abreißgefahr der Dichtung entgegengewirkt.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen ergeben sich aus den An­ sprüchen 6-10. Die axial gerichteten Formteile ver­ laufen mit ihrer Stirnfläche in Bezug auf die die stirn­ seitige Dichtfläche der Dichtlippe enthaltende Radial­ ebene zurückgesetzt, so daß sie nicht an der Abdichtung teilhaben und nicht an einer zugewandten Gehäusefläche anliegen und damit die Freigängigkeit der Klappe nicht beeinträchtigen.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Klappe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 11. Bei einer bekannten Klappe dieser Art ist der Hebel mit einem davon etwa rechtwinklig abgehenden Verbindungsteil versehen, der in die Welle des Klappenkörpers von außen eingesteckt wird. Die formschlüssigen Mitnehmer zur Drehmomentüber­ tragung bestehen im Bereich des Hebels aus einem ange­ spritzten Vierkant, der formschlüssig mit entsprechenden Teilen der Klappenwelle in Eingriff kommt. Bei der Verstellbetätigung der Klappe ist der Hebel im Bereich der drehmomentübertragenden Verbindung mit dem Klappen­ körper auf Torsion beansprucht. Er muß entsprechend kräftig ausgebildet werden, wobei dennoch die Gefahr einer Beschädigung nicht auszuschließen ist. Der Hebel ist durch das mit dem Klappenkörper zu verbindende Teil relativ lang. Seine Herstellung erfordert ein relativ aufwendiges Werkzeug. Zur Axialsicherung enthält die Welle des Klappenkörpers meist radiale Durchbrüche, in die Riegelteile verriegelnd eingreifen. Diese Durchbrüche schwächen zum einen den Querschnitt und haben zum anderen den Nachteil, daß in diesem Bereich die Dichtheit infrage gestellt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klappe der im Oberbegriff des Anspruchs 11 definierten Gattung zu schaffen, bei der vor allem der Hebel einfacher, kleiner und billiger wird und kein relativ aufwendiges Werkzeug zu seiner Herstellung als Kunststofformteil erforderlich macht.

Die Aufgabe ist bei einer Klappe der im Oberbegriff des Anspruchs 11 definierten Gattung erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 11 ge­ löst.

Hierbei entfällt ein etwa rechtwinklig vom Hebel ab­ gehender Verbindungsteil völlig. Der Hebel wird wesent­ lich kleiner, leichter und kostengünstiger. Zu seiner Herstellung bedarf es keiner komplizierten Werkzeuge mehr. Die Drehmomentübertragung erfolgt über den in die Nut zwischen den Stegen eingreifenden Übertragungsab­ schnitt. Dieser kann am Klappenkörper, insbesondere am Lagerzapfen, vorgesehen sein, während die zwischen den Stegen gebildete Nut dann am Hebel angeordnet ist. Von Vorteil ist auch eine kinematische Umkehr, d.h. Anordnung der die Nut bildenden Stege am Klappenkörper und Aus­ bildung des Übertragungsabschnittes am Hebel. Bei der Klappenbetätigung ist der Hebel nur noch auf Biegung be­ ansprucht. Eine Torsionsbeanspruchung im Bereich der das Moment übertragenden Mitnehmer entfällt. Die über den zwischen den Stegen lagernden Übertragungsabschnitt er­ folgende Drehmomentübertragung ist einfach und ermöglicht eine leichte, schnelle Montage des Hebels. Die Verbindung kann große Momente übertragen ohne Beschädigungsgefahr. Von Vorteil ist ferner, daß die Welle des Klappenkörpers keine Durchbrüche benötigt und dadurch die Dichtheit nicht gefährdet wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen hierzu ergeben sich aus den Ansprüchen 12-14. Die Halterung und Sicherung des Hebels am Klappenkörper mittels formschlüssiger Verriegelungs­ körper, z.B. Klipse, ist einfach und kostengünstig. Zu­ gleich ist sichergestellt, daß der Hebel sich nicht lockern kann.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich aus Anspruch 15. Diese einstückige Gestaltung von Klappen­ körper und Hebel vereinfacht das für dessen Herstellung erforderliche Werkzeug noch weiter. Der Hebel ist jeder­ zeit montagebereit vorhanden. Zum Montieren braucht der Hebel lediglich im Bereich des Filmscharnieres hochge­ klappt zu werden. Diese Ausführung ist besonders für solche Heizungs- und/oder Klimaanlagen geeignet, bei denen die Luftführungskanäle aus zwei Halbschalen zusammengesetzt sind.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich aus Anspruch 16, wonach der Hebel von außen z.B. aufgeklipst wird.

Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.

Der vollständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend allein zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern statt dessen lediglich durch Nennung der Anspruchsnummer darauf Bezug genommen, wo­ durch jedoch alle diese Anspruchsmerkmale als an dieser Stelle ausdrücklich und erfindungswesentlich offenbart zu gelten haben.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeich­ nungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen axialen Längsschnitt einer in einen Luftführungskanal eingebauten Klappe, gemäß einem ersten Ausführungsbei­ spiel,

Fig. 2 eine schematische stirnseitige Ansicht allein der Klappe in Pfeilrichtung II in Fig. 1,

Fig. 3 einen schematischen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 einen schematischen Schnitt der Einzelheit IV in Fig. 1 in größerem Maßstab und

Fig. 5 einen schematischen Schnitt etwa entsprechend demjenigen in Fig. 1 des Endes einer Klappe mit Hebel gemäß einem zweiten Ausführungs­ beispiel.

In Fig. 1-4 ist eine Klappe 10 gezeigt, die in einem einen Luftführungskanal 11 bildenden Gehäuse 12 um eine Achse 13 schwenkbeweglich gehalten ist. Bei dem Luft­ führungskanal 11 handelt es sich z.B. um einen solchen einer Heizungs- und/oder Klimaanlage eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges.

Die Klappe 10 weist einen Klappenkörper 14 auf, der beid­ endig mit Lagerzapfen 15 und 16 versehen ist. Der Klappen­ körper 14 ist zumindest im Bereich beider Lagerzapfen 15, 16 mit einer Dichtvorrichtung versehen, die je Lager­ zapfen 15, 16 eine Dichtlippe 17 bzw. 18 aufweist, welche sich lediglich etwa über den halben Umfang des Lager­ zapfens 15 bzw. 16 um diesen herum erstreckt. Die Dicht­ lippe 17 bzw. 18 liegt mit einer stirnseitigen Dicht­ fläche 19 bzw. 20 an der Innenseite der Gehäusewandung 21 bzw. 22 dichtend an, in der die Klappenlagerung mittels des Lagerzapfens 15 bzw. 16 erfolgt. Jede Dichtlippe 17, 18 verläuft etwa halbkreisförmig und erstreckt sich dabei über den oberen Halbteil des jeweiligen Lagerzapfens 15 bzw. 16, wie insbesondere Fig. 2 für das in Fig. 1 linke Ende des Klappenkörpers 14 zeigt. Daraus ist auch ersicht­ lich, daß die Dichtlippe 17 beidseitig ihres etwa über 180° Umfangswinkel des Lagerzapfens 15 verlaufenden Tei­ les einen sich an diesen Teil anschließenden geraden Dichtlippenabschnitt 23, 24 aufweist, der entlang dem stirnseitigen Ende des Klappenkörpers 14 verläuft und daran gehalten ist.

Jeder Lagerzapfen 15, 16 weist einen Tragbund 25 bzw. 26 auf, der etwa über 160° Umfangswinkel verläuft. Auf dem Tragbund 25 bzw. 26 sitzt die Dichtlippe 17 bzw. 16 auf. Axial schließt sich daran ein Halbringteil 27 bzw. 26 der Dichtlippe 17 bzw. 18 an, der auf einem dem Tragbund 25 bzw. 26 benachbarten Zylinderabschnitt 29 bzw. 30 des Klappenkörpers 14 aufliegt. Jeder Tragbund 25, 26 weist einen Flansch 31, 32 auf, der über etwa 180° Umfangswinkel verläuft und axial im Bezug auf die Radialebene zurück­ versetzt ist, innerhalb der die jeweilige stirnseitige Dichtfläche 19 bzw. 20 der Dichtlippe 17 bzw. 18 ver­ läuft. Jeder Flansch 31, 32 enthält axial durchgängige Löcher 33 bzw. 34. Der Zylinderabschnitt 29, 30 ist mit radialen Löchern 35, 36 versehen. Jede Dichtlippe 17, 18 hat damit einstückige Formteile 37, 38 bzw. 39, 40, die in die zugeordneten Löcher 33, 35 bzw. 34, 36 eingreifen, vorzugsweise diese Löcher ganz durchgreifen. Jede Dicht­ lippe 17, 18 besteht vorzugsweise aus Gummi, mit dem der Klappenkörper 14 umspritzt ist, wobei die Formteile 37-40 beim Umspritzen zugleich in die Löcher 33-36 unter Ausfüllung dieser eingreifen und damit eine formschlüssige Verbindung hergestellt ist, die zusätzlich einem etwaigen Abreißen der Dichtlippe 17 bzw. 18 entgegenwirkt. Dadurch, daß der Flansch 31, 32 axial in Bezug auf die stirnsei­ tige Dichtfläche 19 bzw. 20 zurückgesetzt ist, sind auch die axial gerichteten Formteile 37 bzw. 39 mit ihren freien Stirnflächen in Bezug auf die Dichtfläche 19 bzw. 20 zu­ rückgesetzt, so daß sie nicht an der zugewandten Fläche der Gehäusewandung 21, 22 anliegen und die Freigängigkeit des Klappenkörpers 14 beim Schwenken nicht beeinträchtigen können. Dadurch, daß die Dichtlippe 17, 18 sich nur über die Hälfte des Lagerbereichs jedes Lagerzapfens 15 bzw. 16 erstreckt und damit zur Abdichtung nur eine über etwa 180° Umfangswinkel verlaufende Dichtfläche 19 bzw. 20 wirksam ist, werden die Reibungskräfte zwischen Dichtfläche 19, 20 und Gehäusewandung 21, 22 verringert, wodurch der Klappen­ körper 14 leichtgängiger um die Achse 13 verstellbar ist. Die erforderlichen Schwenkmomente sind dadurch reduziert. Außerdem ergibt sich eine Ersparnis an Gewicht und Material und damit an Kosten.

Eine weitere wesentliche Besonderheit liegt darin, daß der Klappenkörper 14 an einem Ende einen außerhalb des Gehäuses 12 befindlichen, radial abstehenden Hebel 41 aufweist, an dem zur Schwenkbetätigung des Klappenkörpers 14 dann die äußeren Kräfte angreifen. Der Hebel 41 ist mit dem Klappenkörper 14 über formschlüssige Mitnehmer momentübertragend verbunden. Diese Mitnehmer bestehen aus einer etwa diametralen, beidseitig durch Stege 42, 43 begrenzten Nut 44 am freien Ende des Lagerzapfens 16 einer­ seits und aus einem Übertragungsabschnitt 45 am Hebel 41 andererseits, der zwischen die Stege 42, 43 in die Nut 44 formschlüssig eingreift und vorzugsweise möglichst spiel­ frei dazwischen gehalten ist. Der Übertragungsabschnitt 45 ist durch einen Fußteil des Hebels 41 selbst gebildet. Die Nut 44 ist in Axialrichtung zum freien Ende des Lager­ zapfens 16, d.h. in Fig. 3 nach rechts, geöffnet.

Der Hebel 41 ist einstückiger Bestandteil des Klappen­ körpers 14. Er ist am freien Ende des Lagerzapfens 16 mittels eines Filmscharnieres 46 schwenkbeweglich ge­ halten und beim Einbau aus der in Fig. 1 gestrichelt ge­ zeigten Ausgangsstellung, in der der Hebel 41 etwa parallel zur Achse 13 verläuft, durch Schwenken etwa über einen Schwenkwinkel von 90° um die Achse des Filmscharnieres 46 in die Endstellung hochklappbar, wobei der Hebel 41 mit seinem Übertragungsabschnitt 45 selbsttätig in die Nut 44 zwischen den Stegen 42, 43 eingreift und dann die dreh­ momentübertragende Endstellung erreicht. In dieser hoch­ geschwenkten Endstellung ist der Hebel 41 am Klappen­ körper 14 mittels formschlüssiger Verriegelungskörper 47, 46 gehalten und gesichert, so daß der Hebel 41 nicht in die gestrichelt gezeigte Ausgangsstellung zurückschwenken kann. Die Verriegelungskörper 47, 48 bestehen z.B. aus herkömmlichen Klipsen, von denen auch mehrere vorhanden sein können. Diese Gestaltung mit am Klappenkörper 14 über Filmscharnier 46 einstückig gehaltenem Hebel 41 ist besonders für solchs Heizungs- und/oder Klimaanlagen ge­ eignet, bei denen die Luftführungskanäle aus zwei Halb­ schalen zusammengesetzt sind. Da der Klappenkörper 14 mitsamt Hebel 41 ein Kunststoffspritzteil darstellt, ist er in dieser Ausbildung besonders einfach und kosten­ günstig herstellbar. Durch die Ausbildung des Hebels 41 und die Gestaltung der drehmomentübertragenden Verbindung zwischen dem Hebel 41 und dem Klappenkörper 14 ist eine wesentliche Materialersparnis und Vereinfachung in der Gestaltung erzielt, wodurch Gewicht und insbesondere Kosten gespart werden. Die Welle des Klappenkörpers 14 ist im Bereich der Anbringung des Hebels 41 frei von etwaigen, den Querschnitt schwächenden Durchbrüchen. Die drehmomentübertragende Verbindung zwischen dem Klappenkörper 14 und dem Hebel 41 erfolgt gänzlich außer­ halb des Bereichs des Gehäuses 12, so daß dadurch die erzielte gute Abdichtung nicht beeinträchtigt ist. Unter der Einwirkung der äußeren Kräfte, die am Hebel 41 zur Schwenkbetätigung des Klappenkörpers 14 angreifen, ist der Hebel 41 lediglich auf Biegung beansprucht. Die im Bereich der formschlüssig eingreifenden Mitnehmer, näm­ lich Stege 42, 43 und Übertragungsabschnitt 45, wirksamen Momente werden davon ohne Gefahr etwaiger Verformung oder Zerstörung aufgenommen.

Das in Fig. 5 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel unter­ scheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel dadurch, daß der Hebel 141 als eigenständiges separates Bauteil aus­ gebildet ist, das wie beim ersten Ausführungsbeispiel mittels des Übertragungsabschnittes 145 in die Nut zwi­ schen den beiden Stegen möglichst spielfrei zur Dreh­ momentübertragung eingreift. Der Hebel 141 ist am Lager­ zapfen 116 des Klappenkörpers 114 außerhalb des Gehäuses 112 mittels formschlüssiger Verriegelungskörper 147, 148 befestigt, die aus herkömmlichen Klipsen bestehen können. Dieser von außen einfach aufgeklipste Hebel 141 ist be­ sonders einfach, kostengünstig und schnell und leicht zu montieren.

Claims (16)

1. Klappe für Luftführungskanäle, insbesondere für eine Heizungs- und/oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, die einen beidendig mit Lagerzapfen versehenen Klappen­ körper aufweist, der um die Lagerzapfenachse schwenkbe­ weglich in ein Gehäuse einsetzbar ist und der zumindest im Bereich der Lagerzapfen eine Dichtvorrichtung auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtvorrichtung je Lagerzapfen (15, 16) eine sich lediglich etwa über den halben Umfang des Lager­ zapfens (15, 16) um diesen herum erstreckende Dicht­ lippe (17, 18) aufweist.

2. Klappe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede Dichtlippe (17, 18) etwa halbkreisförmig verläuft.

3. Klappe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich jede Dichtlippe (17, 18) über den oberen Halbteil des jeweiligen Lagerzap­ fens (15, 16) erstreckt.

4. Klappe nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Dichtlippe (17) beidseitig ihres etwa über 180°-Umfangswinkel des La­ gerzapfens (15) verlaufenden Teiles einen sich daran anschließenden geraden Dichtlippenabschnitt (23, 24) aufweist, der entlang dem stirnseitigen Ende des Klap­ penkörpers (14) verläuft und daran gehalten ist.

5. Klappe nach einem der Ansprüche 1-4 , dadurch gekennzeichnet, daß jede Dichtlippe (17, 18) in Ausnehmungen des Klappenkörpers (14) form­ schlüssig eingreifende, diese vorzugsweise durchgrei­ fende, Formteile (37-40) aufweist.

6. Klappe nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lagerzapfen (15, 16) einen über etwa 180°-Umfangswinkel umlaufen­ den Tragbund (25, 26) aufweist, auf dem die Dichtlippe (17, 18) aufsitzt.

7. Klappe nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Tragbund (25, 26) einen über etwa 180° Umfangswinkel verlaufenden Flansch (31, 32) aufweist, der axial in Bezug auf die die stirnseitige Dichtfläche (19, 20) der Dichtlippe (17, 18) enthal­ tende Radialebene zurückversetzt ist.

8. Klappe nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (17, 18) einen Halbringteil (27, 28) aufweist, der auf einem dem Tragbund (25, 26) benachbarten Zylinderabschnitt (29, 30) des Klappenkörpers (14) aufliegt.

9. Klappe nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile (37-40) jeder Dichtlippe (17, 18) in axiale Löcher (33, 34) des Tragbundes (25, 26), insbesondere des Flansches (31, 32), und/oder in radiale Löcher (35, 36) des Zylinderab­ schnittes (29, 30) eingreifen, vorzugsweise diese Löcher (33-36) durchgreifen.

10. Klappe nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Dichtlippe (17, 18) aus Gummi, Kunstgummi, Kunststoff od. dgl. besteht und der Klappenkörper (14) damit umspritzt ist.

11. Klappe für Luftführungskanäle, insbesondere für eine Heizungs- und/oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, die einen beidendig mit Lagerzapfen versehenen Klappenkörper aufweist, der um die Lagerzapfenachse schwenkbeweglich in ein Gehäuse einsetzbar ist und an einem Ende einen radial abstehenden Hebel aufweist, der mit dem Klappenkörper über formschlüssige Mit­ nehmer drehmomentübertragend verbunden ist, da­ durch gekennzeichnet, daß die Mit­ nehmer aus einer etwa diametralen, beidseitig durch Stege (42, 43) begrenzten Nut (44) am einen Teil und aus einem in der Nut (44) und zwischen den Stegen (42, 43) lagernden Übertragungsabschnitt (45) am anderen Teil gebildet sind.

12. Klappe nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Nut (44) in Axialrichtung geöffnet ist.

13. Klappe nach Anspruch 11 oder 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Nut (44) am freien Ende des Klappenkörpers (14; 114), insbesondere des Lagerzapfens (16; 116), gebildet ist und daß der Übertragungsabschnitt (45; 145) durch einen Fußteil des Hebels (41; 141) selbst gebildet ist, der in der Nut (44) lagert.

14. Klappe nach einem der Ansprüche 11-13, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (41; 141) am Klappenkörper (14; 114), insbesondere am Lager­ zapfen (16; 116), mittels formschlüssiger Verriege­ lungskörper (47, 48; 147, 148), z.B. Klipse, in seiner montierten Endstellung gehalten und gesichert ist.

15. Klappe nach einem der Ansprüche 11-14, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (41) ein­ stückiger Bestandteil des Klappenkörpers (14) ist und am freien Ende des Lagerzapfens (16) mittels eines Filmscharnieres (46) schwenkbar gehalten ist und um die Filmscharnierachse aus einer zur Lagerzapfenachse (13) etwa parallelen Ausgangsstellung etwa über 90° Schwenkwinkel in die drehmomentübertragende Endstellung mit Eingriff in die Nut (44) klappbar ist.

16. Klappe nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Hebel (141) als ein eigen­ ständiges Bauteil ausgebildet ist und am Klappenkörper (114), insbesondere Lagerzapfen (116), mittels der formschlüssigen Verriegelungskörper (147, 148), z.B. Klipse, befestigt ist.