DE4343367C2 - Luftklappe zum Absperren eines Luftkanals - Google Patents
Luftklappe zum Absperren eines LuftkanalsInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Luftklappe zum Absperren
eines Luftkanals, insbesondere eines Luftkanals einer
Heizungs- und/oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, die einen
mit Lagerelementen versehenen verwindungssteifen Klappenkörper
aufweist, an dessen kanalseitigem Umfangsrand ein Dichtelement
angeordnet ist.
Eine derartige Luftklappe ist aus der FR 2 550 848 bekannt.
Bei dieser bekannten Luftklappe besteht der Klappenkörper aus
formstabilem Kunststoff. Durch diese Ausbildung des
Klappenkörpers ist die nötige mechanische Stabilität gegeben,
so daß die Luftklappe nicht durch den den Klappenkörper
beaufschlagenden Luftstrom deformiert wird. Das den
Klappenkörper kanalumfangsseitig umgebende Dichtelement
hingegen muß elastisch ausgebildet sein, um sich hinreichend
dichtend an ein Gegendichtelement des die Luftklappe
aufnehmenden Luftkanals anschmiegen zu können. Aus diesem
Grund ist vorgesehen, daß das Dichtelement aus weichem
Gummimaterial ausgebildet ist. Die Verwendung von zwei
unterschiedlichen Kunststoffen ist zwar für die Dichtfunktion
der Luftklappe von Vorteil. Jedoch bringen die beiden bei der
bekannten Luftklappe verwendeten unterschiedlichen
Kunststoffmaterialien den gravierenden Nachteil mit sich, daß
die bekannte Luftklappe nur aufwendig und kostenintensiv einem
Recycling-Prozeß zugeführt werden kann. Denn: Voraussetzung
für eine Wiederverwertung alter, ausgedienter Luftklappen ist
eine zuverlässige Trennung der unterschiedlichen
Kunststoffmaterialien. Diese unabdingbare Voraussetzung ist
bei der bekannten Luftklappe aber nur aufwendig und daher
kostenintensiv zu erfüllen, da vor dem Recycling-Prozeß in
einem separaten Arbeitsgang das aus Gummimaterial bestehende
Dichtelement von dem aus formstabilem Kunststoff bestehendem
Klappenkörper getrennt werden muß. Dieser zusätzlich hierzu
erforderliche Arbeitsgang erhöht in nachteiliger Art und Weise
die von der Kraftfahrzeugindustrie für die Wiederverwertung
ausgedienter Luftklappen aufzuwendenden Kosten, so daß deren
Wiederverwertung nur unwirtschaftlich durchzuführen ist.
Aus der DE 37 13 591 A1 ist eine Luftausströmvorrichtung
bekannt, die einen Gehäusekörper aufweist, in dem bei einer
Luftdurchtrittsöffnung um eine Schwenkachse schwenkbar
gelagert eine Verschlußklappe angeordnet ist. Die
Verschlußklappe ist als elastisch verwindbares Kunststoff-
Formteil ausgeführt, das einen einem oberen Anschlagrand der
Luftdurchtrittsöffnung zugeordneten ersten Dichtrand und einen
einem unteren Anschlagrand der Luftdurchtrittsöffnung
zugeordneten zweiten Dichtrand aufweist, welche in einer
Klappenstellung nahe der Schließstellung mit dem zugeordneten
Anschlagsrand einen Längsspalt bilden. Bei dieser bekannten
Luftausströmvorrichtung wird bewußt die Verwindbarkeit der
Verschlußklappe zur Verbesserung des Dichtsitzes in
Schließstellung ausgenutzt, so daß es möglich ist, die
Verschlußklappe als einstückiges Spritzteil auszuführen.
Nachteilig an der bekannten Verschlußklappe ist, daß sie nicht
die nötige mechanische Stabilität besitzt, so daß die
Luftklappe durch den den Klappenkörper beaufschlagenden
Luftstrom deformiert wird.
Aus der DE 38 36 541 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung
einer Klappe für Lüftungskanäle für KfZ-Lüftungs- und
Klimaanlagen bekannt geworden, welche ein Trägerteil aufweist,
das beidseitig mit einer Weichschaumstoffauflage versehen ist.
Dabei wird das Trägerteil zwischen den Schaumstofflagen
ausgeformt.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Luftklappe der
eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß auch bei
einer Luftklappe mit verwindungssteifem Klappenkörper eine
Wiederverwertung der erfindungsgemäßen Luftklappe besonders
einfach und kostengünstig durchzuführen ist.
Diese Aufgabe wird bei einer Luftklappe mit den Merkmalen des
Oberbegriffs des Anspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß der Klappenkörper und das Dichtelement aus dem gleichen
Material gefertigt sind.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird in vorteilhafter
Art und Weise eine Luftklappe geschaffen, die besonders
einfach und kostengünstig einem Recycling-Prozeß zugeführt
werden kann. Denn es ist bei der erfindungsgemäßen Luftklappe
in vorteilhafter Art und Weise nicht mehr - wie bei den
bekannten Lüftklappen - erforderlich, in einem dem
eigentlichen Recycling-Prozeß vorangehenden separaten
Arbeitsgang das Dichtelement vom Klappenkörper zu trennen. Ein
weiterer Vorteil einer derartigen Ausbildung der
erfindungsgemäß aus einem einzigen Material gefertigten
Luftklappe besteht darin, daß diese nunmehr einstückig
gefertigt werden kann, wodurch die Herstellungskosten der
erfindungsgemäßen Luftklappe gesenkt werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß
das Dichtelement über wenigstens ein Filmscharnier mit dem
Klappenkörper verbunden ist. Der Klappenkörper einerseits und
das Dichtelement andererseits sind somit über dieses
Filmscharnier fest aber elastisch auslenkbar aneinander
befestigt, so daß sich das Dichtelement beim Schließen der
Luftklappe an ein Gegendichtelement des Luftkanals anpressen
kann. Die Federelastizität des Filmscharniers ermöglicht
außerdem in vorteilhafter Art und Weise nach dem Öffnen der
erfindungsgemäßen Luftklappe das Rückfedern des Dichtelements
in seine Ausgangsstellung.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht
vor, daß wenigstens zwei, insbesondere mit geringem Abstand
hintereinandergeschaltete Filmscharniere vorhanden sind. Durch
dieses erfindungsgemäße Maßnahme wird eine noch bessere
gelenkige Verbindung des Dichtelements mit dem Klappenkörper
erreicht.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht
vor, daß das Dichtelement sich zur Bildung einer Dichtlippe
gegen seinen freien Rand hin verjüngt. In Abhängigkeit vom
jeweiligen Kunststoffmaterial ist in vorteilhafter Art und
Weise durch diese Verjüngung eine bessere Elastizität am
freien Rand des Dichtelements erzielbar.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht
vor, daß das Dichtelement aus mehreren Teilelementen besteht,
zwischen denen jeweils ein Querschlitz vorgesehen ist. In
Umfangsrichtung gesehen schließt sich also an jeweils ein
Teilelement des Dichtelements jeweils ein Querschlitz an, auf
den dann das nächste Teilelement des Dichtelements in
Verlängerung folgt. Durch diese erfindunsgemäße Maßnahme wird
in vorteilhafter Art und Weise erreicht, daß bei einer eckig
geformten Luftklappe in deren Eckbereichen keine Aufwölbungen
auftreten, welche ansonsten die Dichtwirkung der Luftklappe
verringern und in nachteiliger Art und Weise zu unerwünschten
Leckluftströmen führen würden.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht
vor, daß die Teilelemente des Dichtelements durch jeweils ein
elastisches Filmelement miteinander verbunden sind, welches
den zwischen zwei Teilelementen vorgesehenen Querschlitz
verschließt. Durch diese Maßnahme wird in vorteilhafter Art
und Weise erreicht, daß dadurch eine besonders gute Anpaßung
der einzelnen Teilelemente des Dichtelements an das
Gegendichtelement des Luftkanals gegeben ist und außerdem ein
Leckluftstrom durch die Querschlitze verhindert wird.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht
vor, daß zwischen dem Dichtelement und den Lagerelementen des
Klappenkörpers ein spaltförmiger Abstand vorgesehen ist. Durch
diese Maßnahme wird in vorteilhafter Art und Weise erreicht,
daß auch im Bereich der Lagerelemente die zu einer
einwandfreien Abdichtung des Luftkanals erforderliche
Beweglichkeit des Dichtelements der erfindungsgemäßen
Luftklappe gewährleistet ist.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht
die Verwendung der erfindungsgemäßen Luftklappe in einem
Luftkanal vor, an dessen Gegendichtelement das Dichtelement im
Endbereich der Schließbewegung der Luftklappe auftrifft.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß eine Gegendichtfläche des
Gegendichtelements derart geformt ist, daß sie in diesem
Endbereich der Schließbewegung weiter in das Innere des
Luftkanals hineinragt als im ersten Auftreffpunkt des
Dichtelements auf die Gegendichtfläche. Hierdurch wird in
vorteilhafter Art und Weise eine der Schließbewegung der
Luftklappe entgegenwirkende Kraft erzeugt, so daß ein durch
den Luftstrom hervorgerufenes unkontrolliertes Umklappen der
Luftklappe verhindert wird. Außerdem wird durch diese
erfindungsgemäße Maßnahme eine höhere Anpresskraft des
Dichtelements der erfindungsgemäßen Luftklappe an das
Gegendichtelement des Luftkanals erreicht, woraus eine
verbesserte Abdichtung des Luftkanals resultiert.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht
vor, daß der Klappenkörper der erfindungsgemäßen Luftklappe
bei seiner Schwenkbewegung von der Geschlossen-Stellung in
seine Offen-Stellung oder umgekehrt eine exzentrische
Klappenbewegung durchführt. In vorteilhafter Art und Weise
wird diese exzentrische Klappenbewegung durch eine von dem
Klappenkörper der Luftklappe und eine von der Symmetrieebene
des Klappenkörpers beabstandete Anordnung der die Luftklappe
im Luftkanal haltenden Lagerelement erreicht. Durch die
exzentrische Klappenbewegung wird in vorteilhafter Art und
Weise erreicht, daß die erfindungsgemäße Luftklappe in ihrer
Offen-Stellung von den Wänden des Luftkanals hinreichend
entfernt ist, so daß keine unerwünschten Pfeifgeräusche durch
den durch den Luftkanal und seine Öffnung strömenden Luftstrom
entstehen können.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht
vor, daß der die erfindungsgemäße Luftklappe aufnehmende
Luftkanal aus dem gleichen Material - insbesondere aus
Polypropylen - gefertigt ist wie die Luftklappe. Durch diese
Maßnahme wird in vorteilhafter Art und Weise erreicht, daß der
Luftkanal zusammen mit der in ihm aufgenommenen
erfindungsgemäßen Luftklappe einem Recycling-Prozeß zugeführt
werden kann, ohne daß es dazu einer aufwendigen, in einem
gesonderten Arbeitsgang durchzuführenden Demontage der
Luftklappe bedarf.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt, welche im folgenden anhand der Beschreibung näher
erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer
Luftklappe,
Fig. 2 einen Querschnitt durch das in einen Luftkanal
eingesetzte erste Ausführungsbeispiel der
Luftklappe entlang der Linie II-II der Fig.
1,
Fig. 3 einen Querschnitt durch ein zweites
Ausführungsbeispiel einer Luftklappe,
Fig. 4 einen Querschnitt durch ein drittes
Ausführungsbeispiel einer Luftklappe,
Fig. 5 ein viertes Ausführungsbeispiel einer
Luftklappe,
Fig. 6 einen Querschnitt durch ein in einen Luftkanal
eingesetztes viertes Ausführungsbeispiel der
Luftklappe,
Fig. 7 einen Querschnitt durch das vierte
Ausführungsbeispiel entlang der Linie VII-
VII der Fig. 6,
Fig. 8 einen Querschnitt durch eine zweite
Ausführungsform des vierten
Ausführungsbeispiels der Luftklappe,
Fig. 9 einen Querschnitt durch eine weitere
Ausführungsform des vierten
Ausführungsbeispiels der Luftklappe, und
Fig. 10 einen Querschnitt durch die weitere
Ausführungsform entlang der Linie X-X der
Fig. 9.
Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte erste
Ausführungsbeispiel einer Luftklappe 1 weist einen im
wesentlichen rechteckförmigen Klappenkörper 2 auf, an dessen
luftkanalseitigen Umfangsrand 2' ein Dichtelement 3 angeordnet
ist. Der an den Innenquerschnitt 4 eines Luftkanals 5 (siehe
Fig. 2) angepaßte Klappenkörper 2 der Luftklappe 1 weist in
bekannter Art und Weise zwei Lagerelemente 6 und 7 auf, durch
die die Luftklappe 1 im Luftkanal 5 verschwenkbar angeordnet
werden kann. Zum Durchführen der Schwenkbewegung ist im
Lagerelement 7 eine Bohrung 8 vorgesehen, in der eine in Fig.
1 nicht gezeigte Lagerachse aufnehmbar ist.
Wichtig ist nun, daß das Dichtelement 3 und der Klappenkörper
2 aus gleichem Material - insbesondere aus einem einzigen
Kunststoffmaterial - hergestellt sind. Diese Maßnahme besitzt
den Vorteil, daß nunmehr die Luftklappe 1 ohne eine vorherige
Trennung von Dichtelement 3 und Klappenkörper 2 einem
Wiederverwertunsprozeß zuführbar ist. Es ist daher nicht
mehr - wie bei den bekannten Luftklappen - erforderlich, vor
dem Recycling-Prozeß eine Zeit- und kostenaufwendige Trennung
von Dichtelement 3 und Klappenkörper 2 durchzuführen.
Außerdem ist es hierdurch möglich, die vorzugsweise aus
Polypropylen bestehende Luftklappe 1 einstückig zu fertigen,
so daß neben einer verbesserten Recycling-Fähigkeit der
Luftklappe 1 auf vorteilhafte Art und Weise auch noch eine
billigere Herstellung erreicht wird: Der bei den bisherigen,
aus zwei unterschiedlichen Materialien bestehenden Luftklappen
erforderliche Verbindungsvorgang des aus Gummimaterial
bestehenden Dichtelements und des aus formstabilen Kunststoff
bestehenden Klappenkörpers entfällt bei der beschriebenen
Luftklappe 1 ersatzlos.
Um in der Schließstellung der Luftklappe 1 ein sattes,
elastisches Anliegen des Dichtelements 3 an einem zugeordneten
Gegendichtelement 9 des Luftkanals 5 zu gewährleisten, ist es
erforderlich, für eine entsprechende Elastizität der
Luftklappe 1 in diesem Bereich zu sorgen: Bei der in Fig. 1
und 2 dargestellten Luftklappe 1 ist ein Filmscharnier 10
vorgesehen, welches das Dichtelement 3 und den Klappenkörper 2
fest aber elastisch auslenkbar verbindet. Hierdurch wird
besonders einfach erreicht, daß sich das Dichtelement 3 beim
Schließen der Luftklappe 1 an das Gegendichtelement 9 des
Luftkanals 5 anpreßt und sich der Form des Gegendichtelements
9 anpassen kann. Durch die durch das Filmscharnier 10
ermöglichte Beweglichkeit des Dichtelements 3 relativ zum
Klappenkörper 2 wird somit auch bei einer aus einem einzigen
Kunststoffmaterial bestehenden Luftklappe 1 eine gute
Dichtwirkung erreicht.
Es ist natürlich möglich, dem Filmscharnier 10 ein weiteres,
in Fig. 1 und 2 nicht dargestelltes Filmscharnier
hinzuzufügen. Durch diese zumindestens zwei - vorzugsweise mit
geringem Abstand hintereinandergeschaltete - Filmscharniere
wird eine noch bessere gelenkige Verbindung des Dichtelements
3 mit dem Klappenkörper 2 erreicht.
Wird die in Fig. 2 in ihrer Schließstellung gezeigte
Luftklappe 1 aus dieser Schließstellung durch eine in Richtung
des Pfeiles 11 verlaufende Schwenkbewegung wieder in ihre
Offen-Stellung bewegt, so bewirkt die federelastische
Ausbildung des Filmscharniers 10, daß sich das Dichtelement 3
in seine Ausgangslage zurückbewegt.
Das in Fig. 1 dargestellte Dichtelement 3 besteht hierbei
vorzugsweise aus mehreren Teilelementen 20a-20h, zwischen
denen jeweils ein vom Klappenkörper 2 zum kanalseitigen
Umfangsrand 1' der Luftklappe 1 hin verlaufender Querschlitz
20a'-20f' oder - im Bereich der Lagerelemente 6 und 7
spaltförmig Abstände 21a-21d vorgesehen sind. Durch diese
Querschlitze 20a'-20f' und spaltförmigen Abstände 21a-21d
wird eine verbesserte Beweglichkeit jedes Teilelements 20a-20h
des Dichtelements 3 gegenüber seinem benachbarten Teilelement
und den Lagerelemente 6 und 7 gewährleistet, so daß eine
weiter verbesserte Anpassung des Dichtelements 3 an das
Gegendichtelement 9 des Luftkanals 5 erreichbar ist. Außerdem
besitzt die Aufteilung des Dichtelements 3 in mehrere
Teilelemente 20a-20h den Vorteil, daß es bei einem eckig
geformten Plattenkörper 2 zu keinen Aufwölbungen des
Dichtelements 3 an Ecken 2a-2f des Klappenkörpers 2 kommen
kann, durch die ansonsten in nachteiliger Art und Weise die
Dichtwirkung der Luftklappe 1 im Bereich dieser Ecken 2a-2f
verringert werden würde.
Zur Abdichtung dieser Querschlitze 20a'-20f' ist vorgesehen,
daß jeweils zwei benachbarte Teilelemente 20a-20h durch
jeweils ein elastisches Filmelement 22a-22f verbunden sind.
Das elastische Filmelement 22a-22f ist dabei vorzugsweise
als Fächer ausgebildet, so daß es sich besonders einfach an
unterschiedliche Ausdehnungen des Querschlitzes 20a'-20f'
anpassen kann.
Die Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Luftklappe
1, bei der die zur Abdichtung des Luftkanals 5 erforderliche
Elastizität des Dichtelements 3 dadurch erreicht wird, daß
sich das Dichtelement 3 zum kanalseitigen Umfangsrand 1' der
Luftklappe 1 - also zu dem freien Rand 3' des Dichtelements
3 - hin verjüngt und einen etwa schneidenartigen Verlauf
aufweist. Bei der in Fig. 3 gezeigten Luftklappe 1 sind somit
Dichtelement 3 und Klappenkörper 2 ohne Zwischenschaltung
eines Filmscharniers 10 integral verbunden ausgebildet. Die
Elastizität des Dichtelements 3 wird durch den zum Umfangsrand
1' der Luftklapppe 1 hin abnehmenden Materialquerschnitt
erreicht, der in einer zum freien Rand 3' des Dichtelements 3
hin abnehmenden Biegesteifigkeit des Dichtelements 3 der
Luftklappe 1 resultiert.
Es ist selbstverständlich möglich, die beiden oben
aufgezeigten Maßnahmen - die Verwendung eines Filmscharniers
10 und die Verjüngung des Dichtelements 3 zu seinem freien
Rand 3' hin - zu kombinieren. Hierzu wird auf Fig. 4
verwiesen, in der eine Luftklappe 1 dargestellt ist, die
sowohl ein Filmscharnier 10 als auch ein sich zu seinem freien
Rand 3' hin verjüngendes, im wesentlichen keilförmiges
Dichtelement 3 aufweist.
Der in den Fig. 3 und 4 dargestellte Luftkanal 5 weist
außerdem die Besonderheit auf, daß durch Sicken 30, 31
ausgebildeteten Gegendichtelemente 32, 33 des Luftkanals 5 in
das Kanalinnere 4 hinein gekrümmte Gegendichtflächen 32', 33'
aufweisen. Diese Maßnahme besitzt den Vorteil, daß hierdurch
ein unkontrolliertes Umklappen der Luftklappe 1 im Endbereich
ihrer Verschließbewegung verhindert wird: Überschreitet
nämlich der Schließwinkel der Luftklappe 1 einen definierten
Wert, so ist der Klappenkörper 2 in zunehmendem Maße dem den
Luftkanal 5 durchfließenden Luftstrom ausgesetzt.
Die durch diesen Luftstrom hervorgerufene Kraftbeaufschlagung
der Luftklappe 1 ist insbesondere im Endbereich der
Schließbewegung besonders groß, da in diesem der Klappenkörper
2 fast orthogonal zum Luftstrom steht. Bei den bekannten
Luftklappen wird ein unkontrolliertes Zuklappen der Luftklappe
dadurch verhindert, daß man für diese Restschließung der
Luftklappe den Betätigungsweg eines die Schließbewegung
steuernden Betätigungselementes (in den Figuren nicht
dargestellt) in nachteiliger Art und Weise relativ groß wählt.
Bei dem in den Fig. 3 und 4 dargestellten Luftkanal 5 ist
nun in vorteilhafter Weise vorgesehen, daß die
Gegendichtflächen 32' und 33' der Gegendichtelemente 32 und 33
derart ins Kanalinnere bzw. den Innenquerschnitt 4 gekrümmt
verlaufen, daß sie einen gedachten Kreisbogen schneiden,
welcher durch die Kreisbewegung des freien Randes 3' des
Dichtelements 3 um die durch die Lagerelemente 6, 7
verlaufende Schwenkachse 6' festgelegt wird. Der freie Rand 3'
des Dichtelements 3 tritt daher bereits in einem in
Schließrichtung 12 vor der Schließstellung liegenden ersten
Aufsetzpunkt A mit der ihm zugeordneten Gegendichtfläche 32',
33' in Kontakt. Bei einer weiteren Schwenkbewegung der
Luftklappe 1 zu ihrer Schließstellung hin muß daher aufgrund
des ins Kanalinnere gekrümmten Verlaufes der Gegendichtflächen
32', 33' eine zu einer elastischen Deformation des
Dichtelements 3 und/oder eine zu dessen Auslenkung aus der
unbelasteten Lage erforderliche Kraft überwunden werden. Diese
durch den gekrümmten Verlauf der Gegendichtflächen 32', 33'
hervorgerufene Kraft wirkt also dem beaufschlagenden Luftstrom
entgegen, so daß die durch den Luftstrom hervorgerufene und
ein unkontrolliertes Umklappen der Luftklappe 1 ermöglichende
Kraft zumindest teilweise kompensiert wird. Dieser Luftstrom-
Kraft muß daher in vorteilhafter Art und Weise nicht mehr
vollständig über das Betätigungselement der Luftklappe 1
entgegengewirkt werden, so daß es durch die beschriebene
Ausgestaltung der Gegendichtflächen 32', 33' der
Gegendichtelemente 32, 33 in besonders einfacher Art und Weise
möglich ist, ein günstigeres Verhältnis von Öffnungsgrad der
Luftklappe 1 und Restweg des Betätigungselements zu erreichen.
Außerdem entsteht beim Öffnen der Luftklappe 1 sofort ein
größerer Spalt, so daß Pfeifgeräusche, die durch den Luftstrom
an engen Spalten entstehen, verhindert werden.
Abschließend ist anzuführen, daß bei den drei vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispielen von einem Klappenkörper 2
der Luftklappe 1 ausgegangen wird, der die Form eines geraden,
doppelarmigen Hebels aufweist. Selbstverständlich ist diese
gerade Doppelhebel-Form des Klappenkörpers 2 nicht die einzig
mögliche Ausführungsart. Vielmehr ist es auch möglich, den
Klappenkörper 2 der Luftklappe 1 als doppelarmigen Winkelhebel
auszubilden. Außerdem ist es u. a. denkbar, die Luftklappe 1 in
Form eines einarmigen Hebels auszubilden.
Ein in der Fig. 5 in Draufsicht und in den Fig. 6 und 7 im
Schnitt dargestelltes viertes Ausführungsbeispiel einer
allgemein mit 100 bezeichneten Luftklappe ist im
wesentlichen - soweit in der folgenden Beschreibung nicht ein
abweichender Aufbau dargelegt wird - wie die vorstehend
beschriebene Luftklappe 1 aufgebaut. Die Luftklappe 100
unterscheidet sich von den in den Fig. 1 bis 4
dargestellten
Ausführungsbeispielen jedoch dadurch, daß der Klappenkörper
102 der Luftklappe 100 nicht - wie beiden ersten drei
Ausführungsbeispielen - die Form einer ebenen Platte aufweist,
sondern daß er - wie am besten aus Fig. 6 ersichtlich ist in
einer zu einer Schwenkachse 101 der Luftklappe 100
orthogonalen Ebene im wesentlichen eine gekrümmte
Querschnittsform - insbesondere die eines Kreisbogens
aufweist. An Enden 102a und 102b des Klappenkörpers 102 der
Luftklappe 100 weist dieser eine kreisbogen- oder
parabelförmige Gestalt auf.
An den in etwa die Mantelfläche eines Zylindersektors
darstellenden Klappenkörper 102 schließt sich entlang dessen
kanalseitigem Umfangsrand 102' ein im wesentlichen V-förmig
ausgebildetes Dichtelement 103 an, welches - wie bei den
obigen drei Ausführungsbeispielen - aus dem gleichen Material
besteht wie der Klappenkörper 102 und vorzugsweise einstückig
mit dem Klappenkörper 102 als Kunststoffspritzteil hergestellt
ist.
Ein innerer Schenkel 103a des V-förmigen Dichtelements 103 ist
über ein erstes Filmscharnier 110a mit dem Klappenkörper 102
verbunden ist. Ein zweites Filmscharnier 110b verbindet den
inneren Schenkel 103a mit dem äußeren Schenkel des V-förmigen
Dichtelements 103. Eine äußere Fläche des äußeren
Schenkels 103b des umlaufenden Dichtelements 103 fungiert als
Dichtfläche 103b', die sich an eine Gegendichtfläche
109' eines Gegendichtelements 109 eines in den Fig. 6 und 7
nur schematisch dargestellten Luftkanals 105 anpreßt. Das
Gegendichtelement 109 des Luftkanals 105 ist dabei derart
geformt, daß der äußere Schenkel 103b des durch die beiden
Filmscharniere 110a und 110b federelastischen Dichtelements
103 bei einer Annäherung der Luftklappe 100 in ihre in den
Fig. 6 und 7 dargestellte Geschlossen-Stellung aus seiner
unbelasteten Stellung ausgelenkt und nach innen in Richtung
des Klappenkörpers 102 bewegt wird, so daß das Dichtelement
103 elastisch deformiert und in der Geschlossen-Stellung der
Luftklappe 100 die Dichtfläche 103b' hinreichend fest an die
Gegendichtfläche 109' des Gegendichtelements 109 des
Luftkanals 105 gedrückt wird.
Die Luftklappe 100 weist - wie am besten aus den Fig. 6 und
7 ersichtlich ist - im Bereich der Klappenenden 102a und 102b
- im wesentlichen orthogonal zur Schwenkachse 101 der
Luftklappe 100 verlaufende Wangen 111 auf, welche aus dem
gleichen Material wie der Klappenkörper 102 und das
Dichtelement 103 der Luftklappe 100 ausgebildet sind und
vorzugsweise integral an den Klappenkörper 102 angeformt sind.
Die Wangen 111 besitzen eine im wesentlichen dreiecksförmige
Formgebung, wobei im Bereich der dem Klappenkörper 102
entfernt liegenden Ecke 111' der beiden Wangen 111 - also
beabstandet vom Klappenkörper 102 - je ein Lagerelement 106
und 107 angeordnet ist. Das zapfenförmig ausgebildete und in
eine entsprechende Aufnahmeöffnung der Gegenlagerelemente 112
des Luftkanals 105 eingreifende erste Lagerelement 106 wirkt
mit einem Betätigungselement 110 zusammen, durch das die Luft
klappe 100 um die Schwenkachse 101 schwenkbar ist. Die
Schwenkachse 101 wird hierbei durch das erste Lagerelement 106
und das als Aufnahme für ein als Zapfen ausgebildetes
Gegenlagerelement 113 des Luftkanals 105 ausgebildete zweite
Lagerelement 107 festgelegt.
Wie am besten aus Fig. 6 ersichtlich ist, sind die vom
Klappenkörper 102 beabstandet angeordneten Lagerelemente 106,
107 der Wangen 111 der Luftklappe 100 nicht mittig in der zu
verschließenden Öffnung des Luftkanals 105, also nicht in
einer Symmetrieebene S dieser Öffnung angeordnet. Vielmehr ist
vorgesehen, daß durch eine entsprechende schiefwinkelige
Ausführung der dreiecksförmigen Wangen 111 die Lagerelemente
106, 107 um einen Abstand X von dieser Symmetrieebene S
versetzt, also exzentrisch angeordnet sind.
Durch diese sowohl von dem Klappenkörper 102 der Lufklappe 100
als auch von der Symmetrieebene S der zu verschließenden Öff
nung beabstandete und somit exzentrische Anordnung der eine
Klappenlagerung ausbildenden Lagerelemente 106, 107 wird in
vorteilhafter Art und Weise erreicht, daß die Luftklappe 100
in ihrer Offen-Stellung von den Wänden des Luftkanals 105
hinreichend entfernt ist, so daß keine unerwünschten Pfeifge
räusche durch den durch den Luftkanal 105 und seine Öffnung
strömenden Luftstrom entstehen können.
In der Fig. 8 ist eine zweite Ausführungsform des eben
beschriebenen vierten Ausführungsbeispiels einer Luftklappe
100 dargestellt, welche sich von der in den Fig. 5-7
dargestellten ersten Ausführungsform im wesentlichen durch die
Art der Lagerung der Luftklappe 100 im Luftkanal 105
unterscheidet. Ein dem zapfenförmig ausgebildeten Lagerelement
106 entsprechendes Lagerelement 106' ist nun nicht mehr - wie
bei obiger Ausführungsform - koaxial und gegen eine radiale
Bewegung gesichert angeordnet. Vielmehr ist - im Gegensatz zu
der oben beschriebenen ersten Ausführungsform des vierten
Ausführungsbeispiels - vorgesehen, daß ein Außendurchmesser
des weiteren Lagerelements 106' kleiner als der
Innendurchmesser einer der Aufnahmeöffnung 112 entsprechenden
weiteren Aufnahmeöffnung des Gegenlagerelements 112' des
Luftkanales 105 ist, so daß das zapfenförmig ausgebildete
weitere Lagerelement 106' mit Spiel und daher radial beweglich
in der weiteren Aufnahmeöffnung des Gegenlagerelements 112'
des Luftkanals 105 aufgenommen ist.
Desweiteren ist vorgesehen, daß das Betätigungselement 110 (in
Fig. 8 nicht dargestellt) in einem Angriffspunkt 110' an dem
weiteren Lagerelement 106' angreift, der um einen Betrag Y
radial zur Achse B des zapfenförmigen weiteren Lagerelements
106' versetzt ist. Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß
die Luftklappe 100 bei einer Schwenkbewegung aus ihrer in
Fig. 8 durchgehend gezeichneten Geschlossen-Stellung in ihre
in dieser Figur strichpunktiert dargestellte Offen-Stellung
eine exzentrische Klappenbewegung durchführt.
In den Fig. 9 und 10 ist eine dritte Ausführungsform des
oben beschriebenen vierten Ausführungsbeispiels der Luftklappe
100 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform wird zur Erzeugung
der exzentrischen Klappenbewegung ein
Führungskurven/Führungsstift-Prinzip verwendet: Die Wangen 111
der Luftklappe 100 weisen - wie am besten aus Fig. 9
ersichtlich ist - je einen Führungsstift 122 auf, welcher aus
dem gleichen Material wie die Wangen 111, der Klappenkörper
102 und das Dichtelement 103 besteht und vorzugsweise an die
Wangen 111 der Luftklappe 100 angespritzt ist. Die an die
Wangen 111 der Luftklappe 100 angrenzenden Wandbereiche des
Luftkanals 105 weisen je eine mit dem zugeordneten
Führungsstift 122 zusammenwirkende Führungskurve 123,
vorzugsweise mit einer Verriegelung, auf.
Die Schwenkbewegung der Luftklappe 100 wird dadurch initiiert,
indem ein sich durch ein Gegenlagerelement 112" des Luftkanals
105 erstreckender Mitnehmer 125 des Betätigungselements 110
(siehe Fig. 10) in ein als Langloch ausgebildetes
Lagerelement 127 der Wange 111 der Luftklappe 100 eingreift.
An der dem Betätigungselement 110 abgewandten Wange 111 der
Luftklappe 100 ist ein weiteres Langloch 127' vorgesehen, in
das ein dem Gegenlagerelement 113, 113' entsprechendes,
ebenfalls zapfenförmig ausgebildetes Gegenlagerelement 113"
des Luftkanals 105 eingreift.
Claims (24)
1. Luftklappe zum Absperren eines Luftkanals (5; 105),
insbesondere eines Luftkanals (5; 105) einer Heizungs-
und/oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, die einen mit
Lagerelementen (6, 7; 106, 107; 106', 107') versehenen,
verwindungssteifen Klappenkörper (2; 102) aufweist, an
dessen kanalseitigem Umfangsrand (2'; 102') ein
Dichtelement (3; 103) angeordnet ist, dadurch
gekennzeichnet, daß das Dichtelement (3; 103) und der
Klappenkörper (2; 102) aus gleichem Material gefertigt
sind.
2. Luftklappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Dichtelement (3; 103) über wenigstens ein
Filmscharnier (10; 110a, 110b) mit dem Klappenkörper
(2; 102) verbunden ist.
3. Luftklappe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens zwei, insbesondere mit geringem Abstand
hintereinander geschaltete Filmscharniere (10; 110a, 110b)
vorhanden sind.
4. Luftklappe nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch
gekennzeichnet, daß sich das Dichtelement (3) zur Bildung
einer Dichtlippe gegen seinen freien Rand (3') hin
verjüngt.
5. Luftklappe nach wenigstens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (3)
der Luftklappe (1) aus mehreren Teilelementen (20a-20h)
besteht, zwischen denen jeweils ein Querschlitz (20a'-20f')
vorgesehen ist.
6. Luftklappe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Abdichtung des Querschlitzes (20a'-20f') zwischen
zwei benachbarten Teilelementen (20a-20h) des
Dichtelements (3) ein elastisches Filmelement (22a-22f)
vorgesehen ist.
7. Luftklappe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das elastische Filmelement (22a-22f) fächerartig
ausgebildet ist.
8. Luftklappe nach wenigstens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement
(3) von seinem zugeordneten Lagerelement (6, 7) einen
spaltförmigen Abstand (21a-21d) aufweist.
9. Luftklappe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Klappenkörper (2; 102) und das
Dichtelement (3; 103) einstückig gefertigt sind.
10. Luftklappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Klappenkörper (2) der
Luftklappe (1) als gerader oder winkelförmiger,
doppelarmiger Hebel ausgebildet ist.
11. Luftklappe nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Klappenkörper (2) der
Luftklappe (1) plattenförmig ausgebildet ist.
12. Luftklappe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Klappenkörper (102) der
Luftklappe (100) eine gekrümmte Oberflächengestalt,
insbesondere eine hohlzylindersektorförmige Gestalt,
aufweist.
13. Luftklappe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
der Klappenkörper (102) der Luftklappe (100) zwei im
wesentlichen orthogonal zu einer Schwenkachse (101) der
Luftklappe (100) angeordnete Wangen (111) aufweist, die
im wesentlichen eine dreiecksförmige Gestalt besitzen,
und daß im Bereich der dem Klappenkörper (102)
gegenüberliegenden Ecke (111') der im wesentlichen
dreieckförmigen Wangen (111) Lagerelemente (106, 107; 106',
107'; 122, 127, 127') der Luftklappe (100) angeordnet sind,
die mit Gegenlagerelementen (112, 113; 112', 113'; 123) des
Luftkanals (105) zusammenwirken.
14. Luftklappe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die Lagerelemente (106, 107; 106', 107') der Luftklappe
(100) zapfen- oder buchsenförmig ausgebildet sind.
15. Luftklappe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
die Außendurchmesser der Lagerelemente (106', 107) der
Luftklappe (100) im wesentlichen gleich dem
Innendurchmesser der Gegenlagerelemente (112, 113) des
Luftkanals (105) ist.
16. Luftklappe nach Anspruch 12 oder 13, dadurch
gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der
Lagerelemente (106', 107') der Luftklappe (100) kleiner
als der Innendurchmesser der die Lagerelemente
(106', 107') aufnehmenden Gegenlagerelemente (112', 113')
des Luftkanals (105) ist, und daß ein die Luftklappe
(100) verschwenkendes Betätigungselement (110) in einem
Angriffspunkt (110') an einem der Lagerelemente (106')
der Luftklappe (100) angreift, wobei der Angriffspunkt
(110') um einen definierten Betrag Y radial zu einer
Achse (B) des Lagerelements (106') versetzt ist.
17. Luftklappe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
zumindest ein Lagerelement der Luftklappe (100) als
Führungsstift (122) ausgebildet ist, der mit einem als
Führungskurve (123) ausgebildeten Gegenlagerelement des
Luftkanals (105) zusammenwirkt.
18. Luftklapppe nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß das entlang des kanalseitigen
Umfangsrands (102') des Klappenkörpers (102) umlaufende
Dichtelement (103) V-förmig ausgebildet ist, und daß zwei
Filmscharniere (110a, 110b) vorgesehen sind, welche den
Klappenkörper (102) mit einem inneren Schenkel (103a) des
Dichtelements (103) und diesen inneren Schenkel (103a)
mit einem eine Dichtfläche (103b') ausbildenden äußeren
Schenkel (103b) verbinden.
19. Luftklappe nach einem der vorangehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß der Klappenkörper (2; 102) und
das Dichtelement (3; 103) der Luftklappe (1; 100) aus
Kunststoffmaterial, vorzugsweise aus Polypropylen,
gefertigt sind.
20. Luftkanal mit einer Luftklappe nach mindestens einem der
vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Luftkanal (5; 105) und die Luftklappe (1; 100) aus gleichem
Material, vorzugsweise Polypropylen, gefertigt sind.
21. Luftkanal mit einer Luftklappe nach mindestens einem der
vorangehenden Ansprüche, wobei die Luftklappe (1) durch
Lagerelemente (6, 7) drehbar im Luftkanal (5) gelagert
ist, und wobei ihr Dichtelement (3) in der Schließstel
lung der Luftklappe (1) mit einem Gegendichtelement (32,
33) des Luftkanals (5) zusammenwirkt, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Gegendichtelement (32, 33) eine ins
Kanalinnere (Innenquerschnitt 4) des Luftkanals (5)
vorspringende Gegendichtfläche (32', 33') aufweist, die
derart geformt ist, daß der freie Rand (3') des
Dichtelements (3) der Luftklappe (1) die Gegendichtfläche
(32', 33') bereits in einem in Schließrichtung (12) vor
der Endstellung der Luftklappe (1) liegenden ersten
Aufsetzpunkt (A) berührt, und daß der Vorsprung der
Gegendichtfläche (32', 33') ins Kanalinnere
(Innenquerschnitt 4) hinein von diesem ersten
Aufsetzpunkt (A) in Schließrichtung (12) bis zur
Endstellung der Luftklappe (1) zunimmt.
22. Luftkanal nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß
die Gegendichtflächen (32', 33') der Gegendichtelemente
(32, 33) einen ins Kanalinnere (4) hinein gekrümmten
Verlauf aufweisen.
23. Luftkanal nach Anspruch 21 oder 22, dadurch
gekennzeichnet, daß die Gegendichtflächen (32', 33') der
Gegendichtelemente (32, 33) des Luftkanals (5) einen
Kreisbogen schneiden, der durch die Bewegung des freien
Randes (3') des Dichtelements (3) um die durch die
Lagerelemente (6, 7) verlaufende Schwenkachse (6')
festgelegt ist.
24. Luftkanal nach Anspruch 22 oder 23, dadurch
gekennzeichnet, daß die Gegendichtelemente (32, 33) durch
Sicken (30, 31) des Luftkanals (5) ausgebildet sind.
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DE3126780A1 (de) | Lueftungsvorrichtung |
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