专利名称：带有空气混合和分配阀的汽车取暖和/或空调设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的汽车取暖和/或空调设 备，它具有带组合功能的空气混合和分配阀。
背景技术：
在风机强度、温度和空气分配的调节方面，通常要采用三个独立的操作元件，如图17所示。按照它们位置的变化，通过调节机构相应地调节风机电 机的转速，调节位于加热器和/或蒸发器之前的温度阀门的位置以及调节混合 室中通向风道以用于通风换气的各阀门的位置，以及通向脚部空间以用于除 霜的各阀门的位置。至少温度调节和将空气分配到各风道的调节通常是采用 无级调节，即可采用任意的运行状态。在这里，为了保证汽车车厢内部空气的舒适性，应对其进行持续的更正。 并且还应尽可能避免某些通常不适合的运行状态的出现，例如冷风进入到脚 部空间。按照另一个实施形式，温度阀门也可布置在加热器之后。 在EP 1 306 241 Al中公开了一种带有组合的空气混合和分配阀的汽车 取暖和空调设备，它包括一个将空气输送到加热器的风道，并设有通向加热 器的旁路，以及三个独立的输送风道。在这里，设有一个组合的空气混合和 分配阀，它用于调节穿过加热器或者旁路的气流以及对分配到通向车厢内部 的三个风道中的两个上的经过温度调节的空气进行调节。这个阀为旋转阀， 其中，它具有两个对置的内部阀面，它们布置在旋转阀的圆柱面区域内。由 旋转阀调节的、通向汽车车厢内部的两个风道相互邻近。第三个风道由一个 常用的双蝶阀(Doppdfliigelklappe)'调节。第三个风道(它是脚部空间的风 道)的出风口基本上与另外两个风道的出风口相对。US 5,062,352涉及一种带有组合的空气混合和分配阀的空调设备，其中， 气流在蒸发器之前被分配。阀为空心圆柱体式的旋转阀，同时设有两个相互 间隔一定距离的进口和三个可由这个阀门调节的出口。这个阀门具有三个开口，它们沿周长均匀地分布。在这里， 一个或两个开口作为空气进入阀的进 口，而一个或两个作为空气从阀排出的出口。DE 198 37 338 Al公开了一种用于空气分配装置的控制元件，它具有一 个旋转阀，其具有长度可变的形状。旋转阀为空心圆柱体状并具有多个开口， 其中，可在垂直于旋转阀的中纵轴的各个高度中设有四个开口。这种设计具 有两个进口区域，其中， 一个可被新鲜空气穿流。这个被新鲜空气穿流的进 口区域被分成两个部分，这样，新鲜空气的一个分流穿过被冷却水穿流的热 交换器，而第二个分流直接进入旋转阀。另一个进口区域被循环空气穿流。 按照一个实施例，新鲜空气和循环空气首先穿过一个蒸发器。各出风口，如 除霜风道、通风换气风道和脚部空间风道的出风口按上述顺序沿周长均匀分 布，相互间隔一定的距离。GB 2 168 786 A公开了另一种空气混合和分配阀，它将来自两个输送风 道即热风风道和冷风风道的空气分配到三个通向汽车车厢内部的风道，即脚 部空间通风风道，前部和侧部出风口 (通风换气)以用于除霜操作。这种阀 门未完全满足要求。发明内容本发明的目的是提供一种改进的汽车取暖和/或空调设备，它具有组合的 空气混合和分配阀。本发明的该目的由一种汽车取暖和/或空调设备实现，它包括具有权利要 求l所述特征的、用于汽车的组合的空气混合和分配阀。从属权利要求涉及 较佳的实施例。本发明涉及一种特别是用于汽车的取暖和/或空调设备。输送到汽车车厢 内部的空气穿过所述设备以调节温度，所述设备包括一个组合的空气混合和 分配阀，它至少局部为圆柱体，并可围绕旋转轴旋转，用于调节输送到汽车 车厢内部的空气的温度和分配，在这里，设有两个输送空气的风道，优选为 一个热风风道和一个冷风风道，还设有至少两个、优选为三个进一步输送空 气的风道，它们优选为一个通风换气风道、 一个脚部空间风道和一个除霜风 道。在这里，组合的空气混合和分配阀具有若干表面，其设计为，当其处于 其中一个输送空气的风道被完全打开的位置时，而其它的输送空气的风道则 被完全关闭，由此，这些表面由组合的空气混合和分配阀的侧部区域形成。这就保证空气不会穿过那些在相应的运行状态时不需使用的输送风道，从而 所需的温度不会受到干扰。通过单独的一个阀门，明显地减少了执行器的数 量，从而简化了调节。操作可通过自动或者手动进行。这种简化，也使得手 动调节变得简单，从而使驾驶员在驾驶过程中调节取暖和/或空调设备时不会 太多地分心。
阀门优选为一种旋转阀。阀的直径优选为40到100mm，特别优选为60 至U75mm，并且优选地大于50mm。阀的长度优选为150 mm到300 mm。进 口侧的开口角优选为60到90°，出口侧的开口角-在三个出风口 (通风换 气出口，脚部空间出口和除霜出口)沿周长分布的的情况下-优选为30到 55。。
设备优选为一种取暖和空调设备，它包括一个蒸发器，整个气流穿过所 述蒸发器，它还包括一个加热器(必要时还包括辅助加热器)，其可按照需求 调节流过加热器的气流，以至出现了两个输送空气的风道，即直接来自蒸发 器的冷风风道和来自加热器的热风风道。该设备还可以是一种单纯的取暖设 备，它具有一个使空气穿过加热器的风道和另一个使空气从加热器旁经过的 风道，这样，在第二个风道中空气就没有调温。即使在这种情况下也存在着 一个热风风道和一个冷风风道，在冷风风道中流过的是未额外加热的空气。 相应地，该设备也可以是一种单纯的空调设备，在这个设备中， 一个风道使 空气穿过蒸发器， 一第二风道使空气绕过蒸发器。
空气混合和分配阀采用以下设计，即输送空气的风道和继续输送空气的 风道的每个开口在至少一个阀门位置上被完全封闭。
空气混合和分配阀优选地采用以下设计，即输送空气的风道和继续输送 空气的风道的每个开口在至少一个阀门位置上被完全打开。
空气混合和分配阀的封闭的表面被不需要的、输送空气的风道封闭，这 些表面优选地由圆柱体状的区域形成。
表面优选地由组合的空气混合和分配阀的外壳表面区域形成。这个外壳 表面优选为圆柱体状。可在封闭表面的端部设有密封唇或其它密封元件，以 防止空气的环流。
脚部空间风道特别优选地布置在通风换气风道和除霜风道之间。特别优 选的是，这三个风道之间无间距的设置。特别优选的是，不同时使通风换气 风道和除霜风道进风。一邻近除霜风道的进一步输送空气的风道可优选地布置在脚部空间风道 附近，特别优选地同该脚部空间风道无间距地设置。在这里，"无间距地设置" 是指最大为略大于两层壁厚的间距。
通过将除霜风道布置在热风风道的对面，特别优选地尽可能精确地沿对 角线布置，可保证在除霜状态下，使尽可能多的热风、特别优选为只有热风 自热风风道送到挡风玻璃上，从而能够迅速地除冰或除掉水汽。
对于乘客的舒适性而言，较佳的是通风换气风道布置在冷风风道对面。 这就使得例如在单纯的通风换气状态下，较冷的空气(同混合通风相比)被 输送到汽车车厢内的脚部空间通风。此外，在需要时可使汽车车厢迅速冷却。
风道围绕着阀布置的顺序为冷风风道、热风风道、通风换气风道、脚 部空间风道和除霜风道。
布置顺序也可以是冷风风道、热风风道、通风换气风道、除霜风道和 脚部空间风道。但在这种情况下，通风换气和脚部空间通风不能组合在一起。 为了降低中央出风口 (通风换气)的噪音，较佳的顺序是冷风风道、热风风 道、脚部空间风道、除霜风道和通风换气风道。另一种形式是脚部空间风道 也可沿阀的纵向被分开，这样，沿着阀的周长只分布着四个开口，即两个进 口和两个出口。
特别优选的是在组合的空气混合和分配阀中设计了空气导流元件和/或 风道结构。这些空气导流元件使得空气良好地混合和/或当阀处于一定的角度 位置时有目的地将热风或冷风导向一个开口。空气导流元件优选地布置在进 口侧。
按照一个优选的实施形式，三个进一步输送空气的风道的开口角度是一 样的。这就简化了阀的设计，其中，阀的空气出口与进一步输送的风道的开 口大小相同。
所有三个进一步输送空气的风道的开口角优选为30到60°，特别优选为 大约36°。
输送空气的风道的开口角优选为30到60°，特别优选为大约36°。 两个输送空气的风道的进口分离角优选为0到45°，特别优选为18到 36°。这样既可以达到既输送冷风也输送热风的中间位置，也可以达到只输送 冷风或热风的位置。通过温度中间范围的扩大，可容易地阻止在只需要热风 或冷风的位置时，不需要的冷风或热风的过流。两个输送空气的风道的中心面与进一步输送空气的风道的中心面不对
称，角度偏差为0。30。，优选为9°到18°。这种不对称使得各风道能够有目
的地结合，例如冷风风道与通风换气风道，热风风道与出霜风道。
空气混合和分配阀优选地具有两个内部阀面，它们相互对置并形成一个 风道，由此，从气流方向看，两个阀面中的一个延伸至另一个之上。阀面的
开口角优选为5。到30°，特别优选为，10。到25°.
由阀面形成的进口优选地大于输送空气的风道的出口。
由阀面形成的出口优选地与进一步输送空气的风道的进口大小相同，这 样，至少在以下位置上，即将整个空气输送到一个进一步输送空气的风道中 时，在阀的空气出口处不会形成涡流。
空气混合和分配阀特别优选地至少有一个位置，使得输送空气的风道和 进一步输送空气的风道被空气混合和分配阀的至少一个连续的阀面隔开，即 输送空气的风道的开口完全与进一步输送空气的风道的开口完全隔开，这样， 阀就可被完全关闭。
两个输送空气的风道和/或至少两个进一步输送空气的风道优选地具有 直接相邻的、通向组合的空气混合和分配阀的开口。
在通向进一步输送的脚部空间风道的开口区域特别优选地布置有一个阻 隔元件，该元件位于直接相邻的、通向通风换气风道的开口的一侧。这个阻 隔元件阻止冷风进入到脚部空间，冷风的进入通常会引起不舒服的感觉。
在通向输送空气的冷风风道的开口区域特别优选地布置有一个阻隔元 件，该元件位于直接相邻的输送空气的热风风道的开口的一侧。在阀的最大 热风位置达到终点之前，阻隔元件就已经关闭冷风风道，这样，即使在脚部 空间/除霜的混合工作状态下就已经达到了最高温度。
为了调节进入到车厢内部的出风温度以及为了调节空气在风道中的分 配，特别优选的是设有一个共用的操作元件，并且在空气分配到风道和出风 温度之间存在着确定的相互关系。与温度和空气分配到汽车车厢内部的各出 风口无关，整个气流量即风机功率可通过一个第二操作元件调节。
如果温度从工作位置"100%通风换气"降至最低温度，那么通向脚部空 间的开口则逐渐打开，而通向通风换气风道的开口在通向脚部空间的开口完 全打开之前，就完全关闭。
8按照一个优选的调节形式，在实现温度一空气分配之间的相互关系上， 要在脚部空间完全关闭之前就达到最高温度，而在温度上升的情况下，只有 在达到"100%脚部空间"的工作状态时之后，除霜风道才打开。但温度一空 气分配的相互关系也可以与此不同。
特别优选的是，在工作状态"100%除霜"时设有最高温度，在这种情况 下，全部的空气只输送到除霜风道。
操作元件数量的减少，即这里所述的将温度调节器和空气分配调节器合 并，在水侧调节和空气侧调节的空调设备上都可以实现。
下面通过多个实施例对发明进行详细说明，并且部分借助附图。其中， 图1是按照第一个实施例的汽车取暖和空调设备的局部截面简图，所示
区域为组合的空气混合和分配阀，它处于100%通风换气的位置；
图2中是图1中所示的空气混合和分配阀处于50%通风换气和50%脚部
空间通风的位置；
图3中是图1中所示的空气混合和分配阀处于100%脚部空间通风的位
置；
图4中是图1所示的空气混合和分配阀处于50%脚部空间通风和50%除 霜状态的位置；
图5中是图1所示的空气混合和分配阀处于100%除霜状态的位置；
图6是按照第二个实施例的汽车取暖和空调设备的局部截面简图，所示
区域为组合的空气混合和分配阀，它处于50%通风换气和50%脚部空间通风
的位置；
图7中是图6中所示的空气混合和分配阀处于100%脚部空间通风的位
置；
图8a-g中是可布置在根据发明所述的阀中的空气导流元件和调节元件 (Verdrangungsk6rper )的不同实方包例；
图9是汽车取暖和空调设备处于"通风换气-100°/。冷风"的工作状态时 的截面图10是图9中所示的设备处于."通风换气-温和"的工作状态时的截面图11是图9中所示的设备处于"脚部空间-温和"的工作状态时的截面
图12是图9中所示的设备处于"脚部空间-100%热风"的工作状态时的 截面图13是图9中所示的设备处于"除霜-100%热风"的工作状态时的截面
图14是空气在通向出风口的各风道上的分配和/或温度和操作元件的位 置之间的可能的调节关系的示意图15是汽车取暖和空调设备的局部简图，用于说明操作元件的功能，并 示意性地说明空气在通向出风口和各风道上的分配和温度的调节关系；
图16中是图15中所示的汽车取暖和空调设备的一个变型；
图17是传统的空调设备上所用的操作元件的示意图18是所使用的操作元件的示意图19是按照另一个实施例的汽车取暖和空调设备的局部截面简图，所示 区域为组合的空气混合和分配阔，它处于100%通风换气的位置；
图20是空气在通向出风口的各风道上的分配和/或温度和操作元件的位 置之间，在使用如图19所示的空气混合和分配阀时的调节关系的示意图21是按照另一个实施例的汽车取暖和空调设备的局部截面简图，所示 区域为组合的空气混合和分配阀，它处于100%通风换气的位置；
图22是空气在通向出风口的各风道上的分配和/或温度和操作元件的位 置之间，在使用如图21所示的空气混合和分配阀时的调节关系的示意图23是按照另一个实施例的汽车取暖和空调设备的局部截面简图，所示 区域为组合的空气混合和分配阀，它处于"50%除霜-50%脚部空间"的位置；
图24是空气在通向出风口的各风道上的分配和/或温度和操作元件的位 置之间，在使用如图23所示的空气混合和分配阀时的调节关系的示意图25是组合的空气混合和分配阀的立体图26是另一个特别优选的组合的空气混合和分配阀的立体图27是另一个组合的空气混合和分配阀的立体图。
具体实施例方式
按照第一个到第三个实施例的汽车取暖和空调设备1具有一个风机、一个蒸发器、 一个加热器和一个组合的空气混合和分配阀2，它们布置在图中
非常简略画出的、分成多个部分的空气导流壳体3之中。在空气导流壳体3
中有五个风道，例如，用于输送来自加热器的热风(热风风道w)，用于输
送直接来自蒸发器并通过旁路绕过加热器的冷风(冷风风道K)，用于输送混 合的、温和的空气到车厢内部进行通风换气(通风换气风道B)，用于输送混 合的、温和的空气到脚部空间(脚部空间风道F)和用于输送热风对挡风玻 璃进行除霜(除霜风道D)。下面将热风风道和冷风风道作为输送空气的风道， 将其它三个风道作为进一步输送空气的风道。特别是前两个实施例是单纯示 例的性质，基本上用于使人更好地理解其功能。
按照第一个实施例，所有风道在空气混合和分配阀2中的开口角分别为 36°。热风风道W和冷风风道K的开口相互间隔18°，例如，在本实施例的 进口分离角为18。。如图1所示，脚部空间风道F的中央与热风风道W位于 冷风风道侧的侧壁沿对角对置。三个风道B、 F和D的开口相互紧邻布置， 其中，脚部空间风道F布置在其它风道B和D之间。如果分别取输送空气的 风道组和进一步输送空气的风道组的中轴线，各个中轴线之间的偏离角为 9°。这种偏离也被称为不对称。
阀2具有由部分圆柱体构造的外部阀面，和在本实施例中两个至少在气 流侧完全平直的内部阀面4，所述的各个内部阀面4沿气流方向相互接近并 汇聚。再本实施例中，内部阀面4的开口角为20。。阀2的旋转轴5布置在 内部阀面4之间的中央。
按照一个图未示的阀的实施例，位于一侧或两侧的内部阀面4也可以取消。
在图1中，阀2的位置为"100%通风换气"，在这种情况下，只有来自 冷风风道K的冷风输送到通风换气风道B中。其它的风道W、 F和D被阔2
的圆柱形外部阀面封闭。
在图2中，阀2的位置为"50%通风换气和50%脚部空间通风"。在这里， 阀2将冷风风道K的开口 100%打开，将热风风道W的开口打开约50。/。，这 样就自动产生了 一个混合温度。
在"100%脚部空间通风"的位置上，热风风道W的开口完全打开，而 冷风风道K的开口的50n/。则被覆盖，这样又产生了一个混合温度，但它高于 前面所述的、"50%通风换气和50%脚部空间通风"位置上的混合温度。在"50%脚部空间通风和50%除霜状态"的位置上，只有热风输送到脚
部空间风道F和除霜风道D中。冷风风道K则被完全封闭。这也相应地适用 于"100%除霜状态"，从而使热风只被用于挡风玻璃的除霜。
由于只采用唯一的一个阀2，使来自冷风风道K和热风风道W的空气混 合，并且将按照阀的位置经过调温的空气分配到各风道上，而该各风道与空 气的调温相互联系，因此只需要唯一的一个操作元件来对温度和空气分配进 行调节，例如，可取消一个到目前为止常用的操作元件。风机的强度可独立 于温度与空气分配通过一个第二操作元件进行调节。
按照第二个实施例的汽车取暖和空调设备1的结构，包括空气混合和分 配阀2 —除了冷风风道K的布置之外一与第一个实施例相同，这样在下面只 需对不同之处进行详细说明。在附图中，相同或具有相同功能的元件的附图 标记与第一个实施例相同。进一步输送空气的风道B、 D、 F的布置与第一个 实施例相同。同样，位于冷风风道侧的热风风道W的壁与脚部空间风道F 相对。
按照第二个实施例，热风风道W和冷风风道K相互之间的分离角为36° (进口分离角为36。)。按照第二个实施例，输送空气的风道与进一步输送空 气的风道的不对称偏离为18°。
该实施例这种角度的布置的优点在于，在如图7所示的"100%脚部空间 通风"的位置上时，只有热风风道W中的冷风进入到脚部空间风道F中。冷 风风道K被封闭。
按照这个实施例，在"100%除霜状态"的位置上，与第一个实施例相同， 只有热风风道W中的热风输送到除霜喷嘴，这样，就可以保证迅速除霜。
在图9到13中，是汽车取暖和空调设备1的第三个实施例，它包括一个 空气混合和分配阀2。设备1具有一个风机G、 一个蒸发器V、 一个加热器 H和所述的组合的空气混合和分配阀2，所述阀布置在由多个部分组成的空 气导流壳体3中。在空气导流壳体3中也有五个风道，也就是说，用于输送 来自加热器的热风(热风风道W)，用于输送直接来自蒸发器并通过旁路绕 过加热器的冷风(冷风风道K)，用于输送混合的、温和的空气到车厢内部进 行通风换气(通风换气风道B)，用于输送混合的、温和的空气到脚部空间(脚 部空间风道F)和用于输送热风对挡风玻璃进行除霜(除霜风道D)。与前面的实施例不同的是，各风道的开口角不同。在这里所示的截面中，
热风风道的开口角约为85°，冷风风道的开口角约为50°，通风换气风道B 的开口角约为35°，脚部空间风道F约为25°，除霜风道D的开口角约为48。。 热风风道和冷风风道之间相隔约45。的角度。
此外，阀2在空气流入侧区域具有向外突出的挡块，它们与空气导流壳 体在热风风道和冷风风道侧的挡块共同作用，限制阀2的旋转范围。按照另 一个变型，这些挡块被取消，但设置了旋转角限制元件。这些挡块也承当着 密封的功能，以防止冷风或热风溢流进入到其它输送空气的区域，在这个变 型中，这个功能由例如在阀的外周上的弹性密封唇完成。
图9中是"通风换气100%冷风"的工作位置，即只有直接来自蒸发器 V的空气被输送到通风换气风道B中。热风风道W的开口被阀2的外部阀 面完全封闭。如果如图所示的阀2沿顺时针方向旋转，那么，冷风风道K则 慢慢关闭，热风风道W开始打开，这样，在如图10所示的位置上，则可对 汽车车厢内部进行暖风的通风换气。如果阀2继续旋转，那么通风换气风道 B则逐渐地完全关闭，而脚部空间风道F则慢慢打开，在这种情况下，冷风 和热风均进入脚部空间风道F (见图ll)。在图12所示的位置上，冷风风道 K完全关闭，这样就只有热风被输送到脚部空间风道F。图13中是按照这个 实施例的阀2的另一个终点位置，在这个位置上，热风风道W完全打开，整 个的热风被用于除霜，例如被输送到除霜风道D中。
虽然前面没有详细说明，但在阀的端面可设有开口，并在空气导流壳体 的相应区域也可设有风道，这样就可以调节更多的风道，例如布置在乘客舱 后部区域的风道。
与前面所述的实施例不同的是，内部阀面可以平行布置或者以沿气流方 向分散的方式布置。内部阀面也可以由形成阀的圆柱体区域的内表面形成， 这样的阀的设计非常节省成本和材料。内部阀面也可以采用其它任意一种曲 线的形式。当然也可以采用混合的形式，即可以是例如只有一侧是弯曲的， 而另一侧则是平直的。
既按照第一个实施例，也按照第二个和第三个实施例，在内部阔面上可 形成风道结构，和/或在阀面上和/或在阀的内部布置着空气导流元件或调节 元件(刚性、柔性或可摆动的)，如图8a到8g所示，它们改变了穿过阀的气 流的路线。例如，调节元件可采用处于中心或偏心的位置上的圆形物体(见图8a)、滴状的流体元件(见图8b)、倾斜布置的导向叶片或其他的涡流发生 元件例如沿中纵轴交叉布置的板(见图8c)、带有多次交叉变形的结构(见 图8d)。举例来说，涡流发生元件可改善冷风和热风的混合。调节元件可以 为刚性的。调节元件也可以是柔性的，其中，它们具有弹性的壁，可在内部 压力下变形(见图8g)，在机械元件作用下或在温度影响下变形(膨胀元件、 双金属、记忆金属)。此外，在内部还设有泡沫结构(开孔或栅栏结构(见图 8e))，以优化空气的混合。
空气导流元件或调节元件也可以活动的，例如由凸轮结构或凸轮轨道控 制或者分别受到驱动。这可以是任意一种运动，例如回转、线性位移或者任 意的凸轮轨道运动。运动也可以沿着轴向或者具有轴向分量。同样，可在阀 的内部还布置着多个阀，如图8f所示。在这里，两个阀面也可以呈V状布 置，它们例如围绕着一个共同的摆动轴回转，或者它们之间的角度位置按照 流动速度和/或空气入流角变化。
同样，如图8c所示，也可通过导向叶片或叶片状的嵌入件生成一特殊的 交叉流，这样，在例如"50%通风换气和50%脚部空间通风"的位置上，更 多的热风送到脚部空间，更多的冷风用于通风换气，从而可以形成一个温度 分层，即在乘客的脸部区域的空气温度比脚部空间低。
嵌入件既可以固定在阀中，即它们随着阀一起旋转，也可以固定在空气 导流壳体中，即它们始终在同一个位置上，而阀则围绕着嵌入件旋转。同样， 阀和嵌入件不同的旋转运动的传动比也是可以实现的。
在图14中示意性地描述了在使用前面所述的组合的空气混合和分配阀 的情况下，温度和阀的位置的调节关系。如图14所示，阀的旋转角度由位于 图的上部的相应的操作元件的运动表示，温度T由位于图的下部的相应的操 作元件的运动表示，从图可以看出，'左边所示的操作元件的位置上，温度为 最低，这个位置相当于100%通风换气的位置。在这个位置上，空气只通过 通风换气风道B输送。所有其它的风道如D和F被关闭。如果操作元件位置 移动(或者必要时也可以旋转)，那么通向通风换气风道B的开口慢慢关闭， 通向脚部空间风道F的开口则相应地打开。在这里-按照这个的功能图的示例 -在脚部空间风道F完全打开之前，通风换气风道B就已关闭。在通过相应 的图标表示的100%脚部空间状态中，在本实施例的温度处于中间范围，并 且空气只进入到脚部空间中。如果操作元件沿相同方向继续移动(或者旋转)，那么通向脚部空间的开口慢慢关闭，并且在这个开口局部关闭之后，通向除 霜风道D的开口慢慢打开。在终点位置处，除霜风道D被完全打开，脚部空 间风道F被完全关闭。此外在这个终点位置上，温度达到最高，即全部的热 量和整个气流都被用于挡风玻璃的除霜。
在按照如一个前面所述的空气混合和分配阀2设有"固定"调节的情况
下，则有以下缺点由阀装置所产生的温度取决于外部空气温度、冷却水温 度等的影响，这样， 一个阀装置上的温度就不会保持精确的恒定。
为了避免在这种在一个装置上出现的温度偏差，按照一个较佳的实施形 式，可使受温度影响的元件，在这里是双金属或记忆合金(具有双向记忆效 果)，与空气混合和分配阀和/或它的驱动装置合为整体，或者将其设置到例 如阀或空气导流元件之中，这样，只要调节元件没有发生变化，就可以在不 需要手动调节或复杂的控制技术的情况下，使各风道中的温度保持恒定。这 可以通过改变冷风和热风的组成和/或通过改变空气混合和分配阀中的气流
路线和/或通过改变空气的分配实现。对于出风口区域，例如在DE37 17 676 C2中公开了由双金属制成的控制元件的应用(弯曲运动)，或者例如在DE 103 62 008 B4中公开了由记忆合金制成的控制元件的应用(旋转运动)。在 这里，一个上面所述的空气导流元件或调节元件也可由一种相应的材料组成。
下面通过附图15对一个实施例进行详细描述，通过这个实施例说明调节 元件的功能，以及各个阀，例如，分离的温度混合和分配阀的可能的通常设 置。但对于一个专业技术人员来说， 一个按照本发明的、单一的空气混合和 分配阀能够取代在此的多个分离的阀的功能。同样在可能的情况下，部分功 能例如对一共同用于脚部空间和除霜状态的气流进行分配的功能，也可通过 对空气混合和分配阀进行补充的各个独立阀来实现。
操作元件10，其图示的位置并未对应于用于调节汽车车厢内部的温度并 将空气分配到风道B、 D、 F上的阀的位置。该元件在这里通过一个单纯的机 械式联合运动机构11连接于一温度或空气混合阀2T，该阀用于将来自风机 G的空气分配到冷风风道K和热风风道W以及一模型或动态模型12，该模 型又与分别和分配阀2B、 2D和2F相连，而该分配阀将空气分配到到各风道 B、 D、 F。这种调节在设计上要使通过操作元件IO设定的温度与一特定的阀 位置相对应。在这里，当处于100%暖风的情况下，在此设定为单纯的除霜 状态，只有分配阀2D是打开的，而在100%冷风的情况下设定为单纯的通风换气状态，只有分配阀2B是打开的。除了 100%冷风，如果操作元件10设
定的温度提高，那么分配阀2F则慢慢打开，而分配阀2B则慢慢关闭，即空 气既进入通风换气风道B，也进入脚部空间风道F。 ll在本实施例中，在中间 温度范围内，只有分配阀2F是打开的，即整个相对的暖风被输送脚部空间。 如果设定温度继续提高，那么分配阀2D则慢慢打开，而分配阀2F则慢慢关 闭。如果设定的温度进一步提高，那么分配阀2F关闭，只有分配阀2D还打 开，即整个温度升到最高的空气用于挡风玻璃的除霜。
作为另一个实施例，在图16中-只要下面没有另外说明-是按照前面 所述的实施例的汽车取暖和空调设备l，其中设有操作元件IO (图示的位置 与图示的阀位置不对应)用于控制空气混合和分配阀2T、 2B、 2D、 2F的调 节运动。但是这个操作元件10与一个电子单元ll'相连，在单元ll，上将操 作元件IO所收到的信号转换为相应的信号，通过电线传送到步进电动机MT 和MM。这种步进电动机MT和MM在操作元件10的位置变化的情况下， 使得各个阀2T、 2B、 2D、 2F出现相应的调节运动。在这里，步进电动机 MT使空气混合阀2L产生调节运动，步进电动机MM产生分配阀2B、 2D 和2F的调节运动，即分配阀通过基本上与第一个实施例相同的动态模型12 相互耦合。
当然，也可为三个分配阀设置三个步进电动机，从而可以取消机械耦合 机构。
在这种情况下也可采用双金属或记忆合金进行温度补偿。
因此，按照一个图未示的实施形式， 一个双金属零件在这里可作为拨杆，
或者采用以其它方式作用的构件，所述构件改变温度或空气混合阀2T的传动比。
作为替代或与之相关的方案，阀可由随着温度变形的双金属制成，从而 在例如一定的温度下使开口打开，虽然开口在相应的操作元件的位置上及在 蒸发器/加热器的"正常"温度下应该是关闭的。
较佳的设计是带有一个或多个空气混合阀以保证-不受外部温度、蒸发 器和加热器温度的影响-在双金属或记忆合金功能的支持下，在混合区域中 即在分配阀之前，尽可能准确地达到通过操作元件所选定的温度。
双金属或可能情况下所采用的记忆合金的实施例为，采用一响应于盘形 凸轮的一个分段区域温度变化的材料，从而使由盘形凸轮调节的阀的运动路线改变；采用响应于某一区域的温度变化的材料，以使该盘形凸轮或阀的旋 转点可以位移(例如通过偏心)；采用响应于拨杆区域的温度变化的材料，以 改变拨杆臂长度和/或拨杆臂的角度方向；采用响应于某区域内温度变化的材 料，以引起一扭转；或者，采用一响应于某区域内温度变化的材料，以抵消 在运动机构内的弹簧力作用。在极端情况下，也可对阀通过纯温度变化进行 调节。
按照另一个图未示的实施例，在一个取暖和空调设备上，在操作元件和 联合运动机构(参见第四个实施例)之间设定一个电气连接，以及在联合运 动机构和动态模型及温度阀之间通过软钢丝索和杆设定一个机械连接。
在一个图未示的实施例中是一个在水侧调节的取暖和空调设备，在所述 设备中，整个来自风机的气流既穿过蒸发器也穿过加热器，即没有设置冷风 旁路。温度的调节通过加热器中水温的调节进行。在这样一种布置中，只有 一个输送空气的风道。由这个风道输送的空气按需求分配到三个进一步输送 的风道(通风换气、除霜、脚部空间)上，调节则通过传统的阀进行。在调 节技术方面，加热器温度的调节和将空气分配到三个进一步输送的风道的阀 位置的调节按以下方式相互连接，即将一定的空气分配到各出风口以达到输 送到汽车车厢内部的空气的默认温度，这样，与前面的实施例相同，也只设 定一个操作元件用于温度调节和空气分配。
在图19和20中是汽车取暖和空调设备上的、组合的空气混合和分配阀 的另一个实施例。在图19中，组合的空气混合和分配阀2处于100%通风换 气的位置，由此，只有来自冷风风道K的空气输送到通风换气风道B中(对 应于图20最左边的底部位置)。阀沿逆时针方向慢慢旋转，空气混合和分配 阀2逐渐关闭通风换气风道B的开口，而与之紧邻的脚部空间风道F的开口 则逐渐打开，直到达到脚部空间风道F的最大打开位置，通风换气风道B(还 有除霜风道D)就被空气混合和分配阀2完全关闭。相应地，空气混合和分 配阀2也逐渐地关闭冷风风道K，并逐渐地打开与之紧邻的热风风道W。空 气混合和分配阀2的进气口旋转到100%脚部空间通风的位置，使得在空气 混合和分配阀2中有大约50%的热风和大约50%的冷风相互混合，并输送到 脚部空间风道F。如果空气混合和分配阀2沿逆时针方向继续旋转，那么通 向脚部空间风道F的开口则逐渐关闭，通向除霜风道D的开口则逐渐打开。 此外，通向冷风风道K的开口逐渐关闭，通向热风风道W的开口则进一步打开，直到操作元件(和空气混合和分配阀2)的终点位置，热风风道W则
完全打开，整个热风被输送到除霜风道D。如图20所示，在整个区域范围内， 空气混合和分配阀2的旋转角和相应的风道(B、 D、 F)上的温度之间为线 性关系。
按照图21和22所示的另一个实施例，空气混合和分配阀2被略微改变， 在脚部空间风道F的进口区域设有阻隔元件2'或者脚部空间风道的覆盖元 件，它沿开口的一部分从间壁出发延伸至相邻的通风换气风道B。这个覆盖 元件的作用在于，使空气延迟进入到脚部空间风道F，由此当空气进入时-与前面所述的实施例相比-空气的温度略微升高。这体现在图22左下方的 沿水平方向的、输送到脚部空间风道F的风量的变化上。相应地，在之后的 区域，输送到脚部空间的风量迅速上升。其它的功能与前面所述的实施例相 同，这里就不再详述。
图23和24中是另一个实施例，它与图21和22中的实施例的区别在于， 空气混合和分配阀2在冷风风道K的出口区域还具有一个阻隔元件2'或覆盖 元件，由于使最高温度提前达到因而值得留意，即在50%通风换气和50%除 霜状态下就己经达到最高温度T，并且一直保持到100%除霜的工作状态(参 见图24的右方，温度在水平方向上的变化)。
从图25到27是组合的空气混合和分配阀2的不同结构形式，其中，图 26的结构形式为特别优选。
如图25所示的、组合的空气混合和分配阀2具有一个空心圆柱体区域 21，其长度约为240mm，它包括两个覆盖整个长度的开口 22 、 23，并且它 的端部被两个圆形区域24封闭。在这里，附图标记22所表示的开口为进口， 附图标记23所标示的开口为出口。在空心圆柱体21的中央布置着一个沿阀 2的径向延伸的、连续的间壁(图未示)，所述间壁用于分开驾驶员侧和副驾 驶侧的空调区域。此外，阀2具有一个中央空气导流元件25，以及两个位于 侧面的空气导流元件26，其中每个位于侧面的空气导流元件26从圆形区域 24出发延伸覆盖60 mm，中央空气导流元件25同样在两者之间延伸并覆盖 120 mm。位于侧面的空气导流元件26在与空心圆柱体区域21相邻的区域内 延伸，延伸方向接近径向，并且如图25所示，沿着开口22的方向弯曲并伸 入内部。中央空气导流元件25同样也是弯曲的，它从两个开口22和23之间 的区域出发，沿着壁向内弯曲，并朝着开口22的方向伸入开口。第二个开口23没有空气导流元件。在开口 22和23的区域中设有沿径向向外突出的挡块， 它们既作为阀2旋转运动的限位，也作为特别是在终点位置区域的密封件。
图26所示的空气混合和分配阀2基本上与图25所示的阀相同，因此， 相同的或功能相同的元件采用相同的附图标记。与图25所示的阀不同的是， 空气导流元件25和26具有由基本上沿着空心圆柱体区域21的外壳表面延伸 的区域。在这里，向外突出的挡块也在开口 22和23的区域内形成。.
图27所示的空气混合和分配阀2具有两个沿空心圆柱体区域21的纵向 延伸的开口 22、 23。此外，在空心圆柱体区域21的内部设有一个空气导流 或混合元件27，该元件生成交叉流以使冷风和热风混合。为此，在进口侧的 开口 22中布置着以之字形的形状在纵向端部之间延伸的层面，包括它们之间 的过渡区域，它们成楔形且按楔形的形状縮小，直到阀2的中纵轴。
权利要求
1.用于汽车的取暖和/或空调设备，可被从输往汽车车厢内部的空气穿流以调节空气的温度，包括一个组合的空气混合和分配阀(2)，所述阀至少局部为圆柱形，以便能够围绕着旋转轴(5)旋转，并用于调节空气温度和调节输往汽车车厢内部的空气的分配，在所述阀上设有两个输送空气的风道(W和K)和至少两个进一步输送空气的风道(B，D，F)，其特征在于，组合的空气混合和分配阀(2)具有表面，表面在设计上使得在一个位置处，输送空气的风道(W或K)完全打开，并且另一个输送空气的风道(K或W)完全关闭，其中，表面由组合的空气混合和分配阀(2)的外壳表面形成。
2. 根据权利要求1所述的设备，其特征在于，除霜风道(D)，脚部空间 风道(F)和通风换气风道(B)作为进一步输送空气的风道，并且脚部空间 风道(F)布置在另外两个风道(B,D)之间。
3. 根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，除霜风道(D)位于 热风风道(W)的对面。
4. 根据前面的权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，通风换气风 道(B)位于冷风风道(K)的对面。
5. 根据前面的权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，在组合的空 气混合和分配阀(2)中形成空气导流元件(25,26,27)和/或风道结构。
6. 根据前面的权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，两个输送空 气的风道(W,K)的中心面与位于中央的进一步输送空气的风道(F)的中心 面不对称，角度相差0。到30。，优选为9°到18°。
7. 根据前面的权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，两个输送空 气的风道(W和K)和/或至少两个进一步输送空气的风道(B, D， F)具有相 互紧邻的、通向组合的空气混合和分配阀(2)的开口。
8. 根据权利要求7所述的设备，其特征在于，在通向进一步输送的脚部 空间风道(F)的开口区域布置着一个阻隔元件(2')，该风道位于通向通风 换气风道(B)的开口的侧面。
9.根据权利要求7或8所述的设备，其特征在于，在通向输送空气的 冷风风道(K)的开口区域布置着一个阻隔元件(2')，该风道位于通向输送 空气的热风风道(W)的开口的侧面。
10.根据前面的权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，为了调节 进入到车厢内部的出风温度(T)以及为了调节空气在三个进一步输送空气 的风道(B，D,F)中的分配，精确地设有一个操作元件(10)，并且在空气到 风道(B，D，F)上的分配和出风温度(T)之间存在着确定的相互关系。
全文摘要
本发明涉及一种取暖和/或空调设备，特别用于汽车之上，被提供到车厢内部和被用于控制内部温度的空气通过该设备流通。所述的系统包括一组合的空气混合和分配阀(2)，其至少局部为圆柱形，并能够围绕着旋转轴(5)旋转，并用于调节空气温度和调节输往汽车车厢内部的空气的分配。并提供有两个输送空气的风道(W和K)至少两个进一步输送空气的风道(B，D，F)。该空气混合和分配阀(2)具有表面，该表面被设计为，在某一位置处，一个输送空气的风道(W或K)完全打开，并且另一个输送空气的风道(K或W)完全关闭，该表面由组合的空气混合和分配阀(2)的外壳表面形成。
文档编号B60H1/00GK101557952SQ200780044989
公开日2009年10月14日 申请日期2007年12月7日 优先权日2006年12月7日
发明者亚历山大·萨特拉帕, 奥利维亚·罗耶, 托马斯·法伊特, 比约恩·林德纳, 瓦尔特·沃尔夫, 米夏埃尔·贝格尔, 马蒂亚斯·沙尔 申请人:贝洱两合公司;贝洱美利坚公司;贝洱法兰西鲁法克公司