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Dokumentenidentifikation DE10147111B4 20.12.2007
Titel Luftzuführvorrichtung für ein Radialgebläse
Anmelder Visteon Global Technologies, Inc., Dearborn, Mich., US
Erfinder Capellmann, Christoph, 52146 Würselen, DE;
Gerhardt, Alexander, 70180 Stuttgart, DE;
Petzke, Jochen, 53783 Eitorf, DE;
Schlesinger, Karl, Dr., 52066 Aachen, DE
Vertreter Sperling, Fischer & Heyner Patentanwälte, 01277 Dresden
DE-Anmeldedatum 25.09.2001
DE-Aktenzeichen 10147111
Offenlegungstag 15.05.2003
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 20.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.12.2007
IPC-Hauptklasse F04D 27/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F04D 29/42(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Luftzuführvorrichtung z.B. für ein Radialgebläse, insbesondere für Heiz-Klima-Geräte eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bekannte Heiz-Klima-Geräte zur Belüftung und Temperierung von Kraftfahrzeuginnenräumen weisen üblicherweise eine Gebläseeinrichtung, z.B. ein Radialgebläse auf, welches einen Luftstrom erzeugt. Der vom Gebläse erzeugte Luftstrom wird wahlweise durch Kühleinrichtungen, z.B. Verdampfer und/oder durch Heizeinrichtungen, z.B. Abwärmetauscher geleitet. Die beiden Luftströme werden gegebenenfalls in einem Luftverteilergehäuse zu einem Luftstrom gewisser Temperatur vermischt und über definerte Auslaßöffnungen des Luftverteilergehäuses und nachgeschalteten Leitungselementen unterschiedlichen Austrittsdüsen zugeleitet, welche die klimatisierte/temperierte Luft beispielsweise an die Frontscheibe eines Kfz oder im Bereich des Fußraums eines Fahrzeuges ausströmen lassen. Die Versorgung des Radialgebläses mit frischer Ansaugluft erfolgt bekannterweise derart, daß Außenluft über einen ersten Ansaugweg oder Innenraumluft über einen zweiten Ansaugweg dem Radialgebläse zugeführt wird. Üblicherweise erfolgt die Wahl, ob Außen- oder Innenraumluft dem Gebläse zugefügt werden soll, mittels einer Klappenelemente aufweisenden Verteilereinrichtung, mit dem je nach Stellung der Klappen ein Strömungsweg für Außenluft zum Radialgebläse oder ein Strömungsweg für Innenraumluft für das Radialgebläse (Umluftbetrieb) freigegeben wird.

Derartige Luftzuführeinrichtungen aufweisende Klappen haben den Nachteil, daß der zugeführte Luftstrom im Frischluftbetrieb abhängig ist von der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges, da sich im Ansaugbereich mit steigender Geschwindigkeit ein Überdruck durch Fahrtwind bildet, so daß mit steigender Geschwindigkeit mehr Luft dem Heiz-Klima-Gerät zugeführt wird. Dies ist nachteilig, da ein variierender Luftmassenstrom auf die Temperaturkonstanz der im Innenraum austretenden Luft direkten Einfluß hat, so daß eine gewünschte Temperatur der Luft verändert wird. Weiterhin besteht nachteiligerweise die Möglichkeit, daß trotz ausgeschaltetem Gebläse durch den Staudruck bei Fahrtwind Außenraumluft in den Innenraum gedrückt wird, obwohl dies vom Fahrzeuginsassen nicht gewünscht wird. Zur Unterbindung eines ungewollten Außenlufteintritts sind zusätzliche Klappenelemente in Zulaufleitungen vorzusehen, welche ein Absperren des Luftzutritts zum Gebläse ermöglichen.

Hierbei ist jedoch nachteilig, daß es einen erheblichen Bauaufwand bedeutet, zusätzliche Klappenelemente zu installieren und zudem jedes Klappenelement in unerwünschter Weise eine Geräuschquelle für störende Strömungs- und/oder Klappergeräusche darstellen kann. Weiterhin wird durch ein Klappenelement ein unerwünschter Druckabfall erzeugt.

In der DE 199 03 518 A1 wird eine Mischdüse für eine motorunabhängige Heizung offenbart, die jedoch komplex, aufwendig und daraus resultierend auch unzuverlässig ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Luftzuführeinrichtung, z.B. für ein Radialgebläse eines Heiz-Klima-Geräts eines Kraftfahrzeugs anzugeben, welches einfach und platzsparend aufgebaut ist und zudem einen konstanten Luftzutrittsstrom auch bei variierendem Außendruck ermöglicht. Weiterhin soll die Luftzuführvorrichtung geräuscharm arbeiten und einen Mischbetrieb ermöglichen, derart, daß dem Gebläse des Heiz-Klima-Gerätes sowohl Außenluft als auch Innenraumluft gleichzeitig zugeführt werden kann.

Diese Aufgaben werden mit einer Luftzuführeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

1 eine erfindungsgemäße Luftzuführvorrichtung in einer Explosionsdarstellung in Schließposition;

2 die Vorrichtung gemäß 1 in Explosionsdarstellung im Frischluftbetrieb;

3 die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß 1 in Explosionsdarstellung in einer Umluftbetriebsstellung.

Erfindungsgemäß ist eine Luftzuführvorrichtung 1 nach dem Drehschieberprinzip ausgebildet und weist ein im wesentlichen hohlzylinderförmiges Drehschiebergehäuse 2 und als Regulierelement einen Drehschieber 3 auf. Das Drehschiebergehäuse 2 und der Drehschieber 3 haben eine gemeinsame Mittelachse 4.

Das Drehschiebergehäuse 2 weist eine rohrzylinderförmige Mantelwandung 5 auf, welche einendig durch eine ebene Bodenwandung 6 abgeschlossen ist. Auf dem der Bodenwandung 6 gegenüberliegenden Ende des Drehschiebergehäuses 2 sind außenseitig auf der Mantelwandung 5 Befestigungseinrichtungen 7 zur Befestigung des Drehschiebergehäuses 2 beispielsweise am Einlaß eines Radialgebläses angeformt.

Die Bodenwandung 6 weist koaxial zur Achse 4 eine Öffnung 8 auf.

Die Mantelwandung 5 weist über deren Umfang betrachtet im wesentlichen drei Funktionsbereiche auf. In einem ersten Funktionsbereich 10 ist die Mantelwandung 5 geschlossen ausgebildet. In einem zweiten Funktionsbereich 11 weist die Mantelwandung 5 eine Vielzahl von Durchbrüchen 12 auf, welche jeweils durch gitterartig ausgebildete Trennstege voneinander getrennt sind. In einem dritten Funktionsbereich 13 weist die Mantelwandung eine in der Draufsicht etwa rechteckige Öffnung 14 auf, welche sich über nahezu die gesamte Längserstreckung des Drehschiebergehäuses 2 bezüglich der Achse 4 und über ca. ein Drittel des Umfangs der Mantelwandung 5 erstreckt. Von den Begrenzungsrändern der Öffnung 14 aus erstrecken sich von der Außenseite der Mantelwandung 5 weg Stege 16, welche einen Ansaugschacht 17 mit in der Draufsicht rechteckigem Querschnitt bilden.

An den freien Enden der Stege 16 sind jeweils Kragenstege 18 angeformt, welche sich von den Stegen 16 bezüglich der Ansaugöffnung 14 nach außen weg erstrecken und somit einen Anlagekragen 19 bilden.

Die Funktionsbereiche 10, 11, 13 sind umfänglich vorzugsweise derart verteilt, daß jeder der Funktionsbereiche 10, 11, 13 etwa ein Drittel des Umfangs des Drehschiebergehäuses 2 in Anspruch nimmt.

Der Drehschieber 3 ist im wesentlichen hohlzylinderförmig mit einer rohrzylinderförmigen Mantelwandung 20 ausgebildet, deren Außendurchmesser etwas kleiner ist als der Innendurchmesser der Mantelwandung 5 des Drehschiebergehäuses 2.

Der Drehschieber 3 ist um die Achse 4 drehbar im Inneren des Drehschiebergehäuses 2 gelagert, z.B. mittels eines Achszapfens 8 (nicht gezeigt), welcher die Öffnung 8 durchgreift.

Der Drehschieber 3 ist vorzugsweise von außerhalb des Drehschiebergehäuses 2 um die Achse 4 in einer Doppelpfeilrichtung 21 drehbar antreibbar. An dem der Bodenwandung 6 des Drehschiebergehäuses 2 zugewandten Seite der Mantelwandung 20 weist diese eine ebene Bodenwandung 22 auf, welche den Drehschieberhohlzylinder bodenseitig abschließt.

Über fast die gesamte Längserstreckung des Drehschiebers 3 weist die Mantelwandung 20 über etwa ein Drittel Ihres Umfanges eine in der Draufsicht rechteckförmige Ausnehmung 23 auf, welche durch die Bodenwandung 22 und Längskanten 24 sowie der Bodenwandung 22 gegenüberliegend durch einen Bogensteg 25 begrenzt ist.

Auf der der Bodenwandung 22 gegenüberliegenden Seite des Drehschiebers 3 ist der Drehschieber 3 stirnseitig offen ausgebildet.

Von den Eckbereichen zwischen den Längskanten 24 und der Bodenwandung 22 erstreckt sich von der Bodenwandung 22 hin zum offenen Ende des Drehschiebers 3 im Inneren der Mantelwandung 20 eine Schrägfläche 26, welche beispielsweise eine ebene Raumform hat, so daß sie mit der Innenseite der Mantelwandung 20 eine im wesentlichen parabelförmige Verschnittkante 27 aufweist. Im Bereich der Verschnittkante 27 ist zwischen der Fläche 26 und der Innenseite der Mantelwandung 20 eine Verrundung mit einem Verrundungsradius eingeformt.

Im eingebauten Zustand der erfindungsgemäßen Luftzuführvorrichtung steht der dritte Funktionsbereich 13, insbesondere die Öffnung 14 mit der Außenluft, die das Fahrzeug umgibt, in Verbindung. Der zweite Funktionsbereich 11 steht mit dem Innenraum des Fahrzeugs in Verbindung, so daß jeweils über die Öffnung 14 Außenluft und über die Durchbrüche 12 Innenraumluft in das Innere des Drehschiebergehäuses 2 gelangen kann.

Im folgenden wird die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Luftzuführvorrichtung näher erläutert.

In einer ersten verschlossenen Stellung ist der Drehschieber 3 derart positioniert, daß dessen Öffnung 23 vollständig im Bereich des ersten Funktionsbereichs 10 des Drehschiebergehäuses 2 angeordnet ist, so daß die Wandung 20 sowohl den zweiten Funktionsbereich 11 als auch den dritten Funktionsbereich 13 vollständig überdeckt. In dieser Stellung kann weder durch die Öffnung 14 noch durch die Durchbrüche 12 Luft ins Innere des Drehschiebergehäuses 2 gelangen, so daß der Einlaß des nachfolgenden Gebläses, z.B. des Radialgebläses verschlossen ist.

In einer zweiten Stellung (Frischluftzufuhrstellung) ist der Drehschieber 3 gegenüber der Ausgangsstellung in 1 verdreht angeordnet, derart, daß die Öffnung 23 mit der Öffnung 14 kommuniziert, wobei die Mantelwandung 20 den ersten Funktionsbereich 10 und den zweiten Funktionsbereich 11 überdeckt. In dieser Stellung kann Außenluft durch die Öffnung 14 ins Innere des Drehschiebergehäuses 2 und durch die mit der Öffnung 14 korrespondierende Öffnung 23 in das Innere des Drehschiebers 3 gelangen. Vom Inneren des Drehschiebers 3 aus gelangt die Luft durch dessen der Bodenwandung 22 gegenüberliegendes offenes Ende in den Einlaßbereich des nachfolgenden Radialgebläses.

In dieser Stellung (Frischluftzufuhrstellung) gelangt somit lediglich Außenluft in das Heiz-Klima-Gerät.

In einer dritten Funktionsstellung (3) ist die Öffnung 23 des Drehschiebers 3 im Bereich des zweiten Funktionsbereichs 11 angeordnet, wobei die Mantelwandung 20 den ersten Funktionsbereich 10 und den zweiten Funktionsbereich 11 überdeckt. In dieser Stellung (Umluftstellung) kann vom Innenraum des Fahrzeuges über die Durchbrüche 12 Innenraumluft in das Innere des Drehschiebergehäuses 2 und über die Öffnung 23 des Drehschiebers 3 in das Innere des Drehschiebers 3 gelangen. Von dort aus kann die angesaugte Innenluft über die offene Stirnseite des Drehschiebers 3 wiederum zum Gebläse des Heiz-Klima-Gerätes gelangen.

In dieser Stellung gelangt somit lediglich Innenraumluft zum Gebläse.

Zweckmäßigerweise kann der Drehschieber 3 durch stufenloses Verdrehen in Pfeilrichtung 21 in jeder beliebigen Zwischenlage positioniert werden, so daß die Öffnung 23 mehrere Funktionsbereiche 10, 11, 13 zumindest teilweise überdeckt. Hierdurch kann in einfacher Art und Weise durch Verdrehen des Drehschiebers 3 beispielsweise der Durchströmquerschnitt der Öffnung 14 verringert werden. Außerdem ist es möglich, bei einer gleichzeitigen Teilüberdeckung des Funktionsbereichs 10 und des Funktionsbereichs 13 sowohl Frischluft als auch Innenraumluft dem Gebläse des Heiz-Klima-Gerätes zuzuführen. Somit ist ein einfacher Art und Weise auch ein Mischbetrieb möglich. Durch einfaches Verdrehen des Drehschiebers 3 ist es außerdem in einfacher Art und Weise möglich, bei ansteigendem Staudruck der Außenluft in der Öffnung 14 beispielsweise bei steigender Fahrzeuggeschwindigkeit den offenen Durchtritt in das Innere des Drehschiebers 3 zu verringern, so daß das Gebläse des Heiz-Klima-Gerätes stets mit einem konstanten Luftmassenstrom beaufschlagt wird.

Besonders vorteilhaft an der Erfindung ist, daß diese lediglich aus zwei Bauteilen besteht, welche in einfacher Art und Weise montiert und hergestellt werden können. Außerdem sind bei der Erfindung jegliche Klappeneinrichtungen überflüssig, so daß diese als Geräuschquelle für Klappergeräusche oder Strömungsgeräusche wegfallen.


Anspruch[de]
Luftzuführvorrichtung (1 ), aufweisend ein Drehschiebergehäuse (2), mit zumindest einer Außenluftzutrittseinrichtung (14) sowie zumindest einer Innenraumluftzutrittseinrichtung (12) und zumindest einer Luftauslasseinrichtung und einer Einrichtung zur Regulierung des die Luftzuführvorrichtung (1) durchströmenden Luftmassenstromes, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Regulierung des die Luftzuführvorrichtung (1) durchströmenden Luftmassenstromes als Drehschieber (3) ausgebildet ist, der koaxial und um die Achse (4) verdrehbar in einem Drehschiebergehäuse (2) angeordnet ist, wobei das Drehschiebergehäuse (2) eine rohrzylinderförmige Mantelwandung (5) aufweist, die über ihren Umfang verteilt einen ersten Funktionsbereich (10) mit einem geschlossenen Wandungsabschnitt, einen zweiten mit der Außenluft in Verbindung stehenden und als Außenluftzutrittseinrichtung (14) ausgebildeten Funktionsbereich (13) und einen dritten mit der Innenraumluft in Verbindung stehenden und als Innenluftzutrittseinrichtung (12) ausgebildeten Funktionsbereich (11) aufweist. Luftzuführvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Drehschiebers (3) eine den Luftmassenstrom zur offenen Stirnseite des Drehschiebers (3) lenkende Schrägfläche (26) angeordnet ist. Luftzuführvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschieber (3) um die Achse (4) stufenlos verdrehbar ist.






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