CONTROL DEVICE FOR ACTUATING AN AIR DAMPER

Abstract: 1. Contro device operating by means of low pressure for actuating an air damper, more particularly for heating and air-conditioning installations in motor vehicles, containing a diaphragm chamber (20) with a rubber diaphragm (7) which cooperates with a plunger (10) connected to the air damper and with a return spring (12), plastic moulded portions (8, 9) which form a housing which is connected to a low pressure line (6) and has a bore hole (3) to the atmosphere, and a piezoelectric flexible transducer (1) which is provided, on both sides, with an elastomer seal (2) and is connected with a control switch (14, 15), the piezoelectric flexible transducer (1) closing or opening the mouth of the low pressure line (6) or the bore hole (3) to the atmosphere, characterised in that the piezoelectric flexible transducer (1) is integrated with the control switch (14, 15) and the diaphragm chamber (20) in the housing (8, 9) and in that the plunger (10) is provided with a peg (17) which, upon actuation of the air damper, exerts additional force on the flexible transducer (1) in such a way that an effective seal of the bore hole (3) to the atmosphere is guaranteed.

Description: Steuervorrichtung zur Luftklappenbetätigung Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung aus Kunststoff zur Luftklappenbetätigung insbesondere für Heizungs- und Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen mittels Unterdruck und mindestens einem piezoelektrischen Element, das elektrisch kontaktiert ist. Bislang wird zur Luftklappenbetätigung für Heizungsund Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen eine Unterdruck Steuervorrichtung, die mittels eines mechanischen oder elektromagnetischen Vakuumschalters betätigt wird, verwendet. Der Vakuumschalter ist ausserhalb der Unterdrucksteuervorrichtung angebracht. In der deutschen Patentanmeldung P 33 20 907.3 (VPA 83 P 3175 DE) ist eine Steuervorrichtung insbesondere für Heizungs- und Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen aus einem einteiligen oder zweiteiligen Kunststoffgehäuse mit einem in einem Kanal angeordneten piezoelektrischen Biegewandler als Schaltelement, der beidseitig mit einem Dichtungselement versehen ist und über Kontaktstifte, die im Kontaktstiftgehäuse angeordnet sind, elektrisch kontaktiert ist, beschrieben. Bei diesen Vorrichtungen geht die Leitung vom Vakuumspeicher erst zur Steuervorrichtung und dann erst von der Steuervorrichtung zur Unterdruckdose. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Luftklappenbetätigung zu schaffen, bei der der Steuerschalter in die Unterdruck-Steuervorrichtung integriert ist und mit einem piezoeldktrischen Element direkt elektrisch gesteuert wird. Diese Aufgabe wird bei einem Gerät der eingangs genannten Art nach der Erfindung im wesentlichen gelöst mit einem piezoelektrischen Element, das beidseitig mit einer elastomeren Dichtung versehen ist und über der Mündung der Unterdruckleitung zwischen zwei mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Bohrungen angeordnet ist und einem Zapfen an einem Stössel, welcher eine zusätzliche äussere Kraft auf das piezoelektrische Element ausübt. Ein besonders geeignetes Piezoelement ist ein piezoelektrischer Biegewandler. Das erfindungsgemäss in einem Unterdruck-Steuervorrichtungs-Gehäuse angeordnete Piezoelement unterbricht bei angelegter Spannung (+) oder (-) die Verbindung zwischen der Unterdruckleitung und den Bohrungen in denen Atmosphärendruck herrscht. Bei der angelegten Spannung (-) oder (+) liegt das Piezoelement so, dass die Durchgangsbohrung zum Atmosphärendruck abgedichtet wird. Damit ist die Verbindung zwischen der Unterdruckleitung und der Durchgangsbohrung zur Membran geschlossen.Durch die Saugkraft, die in dem Vakuumspeicherbehälter stets vorhanden ist, setzt sich die Gummimembran in Richtung des Biegewandlers in Bewegung und der Zapfen drückt den Biegewandler so weit, dass eine einwandfreie Abdichtung der Durchgangs bohrung zum atmosphärischen Druck gewährleistet ist. Durch die Bewegung der Gummimembran bewegt sich auch der Stössel und damit die Luftklapppe. Ausser dem übt der Stössel auf das Piezoelement zusätzlich eine äussere Kraft aus. Zur Abdichtung sind die einzelnen Formteile des Kunststoffgehäuses, nachdem das piezoelektrische Element in die vorgesehene Aussparung eingelegt und zentriert worden ist, verklebt und verschweisst. Der den Zapfen tragende Stössel, an welchen die Luftklappe angebracht ist, sitzt in einer Aussparung des Formteiles mittels einer Gummimembran die zugleich als Zwischenlage für die ineinandergreifenden Gehäuseteile und als Dichtung fungiert. Die elektrische Kontaktierung ist gegen Luftfeuchtigkeit und Wasser geschützt durch Vergiessen der die elektrische Leitungen führenden Kammer mit einem Giessharz. Epoxidharze haben sich als besonders geeignet erwiesen. Zur Vermeidung von Verschmutzung der Durchgangs bohrung zum Atmosphärendruck bzw. des piezoelektrischen Elements dient ein Polyurethan-Schaumstoffstopfen. Mit Vorrichtungen gemäss der Erfindung, die eine direkte Verbindung vom Vakuumspeicher zur Unterdruckdose aufweisen, spart man eine Leitung. Zur noch besseren Veranschaulichung der Erfindung dient die Zeichnung. Aus der schematischen Darstellung einer erfindungsgemässen Vorrichtung ist ersichtlich, dass der Steuerschalter in die Unterdruck-Steuervorrichtung integriert ist. In das Kunststofformteil 9 aus den einzelnen Formteilen 4 und 13 mit den Kammern 15 und 19, das mit dem Kunststofformteil 8 einen festen Verbund aufweist, ist eine Gummimembran 7 eingelegt. Sie dient zugleich als Halterung für den Stössel 10 mit dem Zapfen 17. An den Stössel ist die Luftklappe 11 angeschlossen.Die Kammer 15 ist mit Giessharz vergossen. In die Kammer 19 mündet die Unterdruckleitung 6 vom Vakuumspeicher 5. Der in diese Kammer hineinragende Biegewandler 1 mit den elastomeren Dichtungen 2 ist mit den elektrischen Leitungen 14 verbunden. Mittels des Biegewandlers 1 werden bei Anliegen von Strom die Durchgangs bohrung 3 zum Atmosphärendruck und die Durchgangsbohrung 16 zur Membran geschlossen bzw. ge öffnet. Zur Vermeidung von Verschmutzung ist der Bohrung 3 ein Polster 18 aus Polyurethanschaum vorgelagert. 12 ist eine Spiralfeder. 2 Patentansprüche 1 Figur

Claims: Patentansprüche 1. Steuervorrichtung aus Kunststoff zur Luftklappenbetätigung insbesondere für Heizungs- und Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen mittels Unterdruck und mindestens einem piezoelektrischem Element, das elektrisch kontaktiert ist, g e k e n n z e i c h n e t durch ein piezoelektrisches Element (1), das beidseitig mit einer elastomeren Dichtung (2) versehen ist und über der Mündung der Unterdruckleitung (6) zwischen zwei mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Bohrungen (3, 16) angeordnet ist und einem Zapfen (17) an einem Stössel (10), welcher eine zusätzliche äussere Kraft auf das piezoelektrische Element (1) ausübt. 2.Steuervorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das piezoelektrische Element (1) ein Biegewandler ist.

Inventors: HILDEBRAND, REINHARD, KUSUMA, DJUANARTO-ADI
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1985
Main classification: F16K31
IPC codes: F16K31, B60H1