CN111086384A - 用于车辆的前格栅的百叶窗装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的前格栅的百叶窗装置，其包括框架(10)；驱动活板(20a)，其枢转地联接至框架(10)，并且适于在气流阻挡位置和打开位置之间枢转；旋转致动器(30)，其用于移动驱动活板(20a)；和旋转轴(40)，其用于联接致动器(30)和驱动活板(20a)，该轴(40)包括第一止挡件(41a)，该第一止挡件(41a)被构造成当驱动活板(20a)布置在阻挡位置时支撑在框架(10)的最终止挡件(21a)上。所述轴(40)还包括布置在该轴(40)上的第二止挡件(41b)，该第二止挡件相对于所述第一止挡件(41a)轴向地且成角度地移位，并且所述第二止挡件(41b)也被构造成当所述驱动活板(20a)布置在所述阻挡位置时支撑在所述框架(10)的最终止挡件(21b)上。

Description

用于车辆的前格栅的百叶窗装置
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆的前格栅的百叶窗装置。
背景技术
已知布置在车辆的前格栅与至少一个热交换器之间的百叶窗装置。所述百叶窗装置控制空气从前格栅到热交换器的通过，该热交换器负责根据所述发动机的冷却需求消散来自车辆发动机的热。
已知一种百叶窗装置，其包括框架和可枢转地联接至所述框架的多个活板，其中所述活板中的至少一个活板是驱动活板，这些活板被定位成获得冷却发动机的热交换器所需的气流。这些百叶窗装置还包括用于递送扭矩并使驱动活板移动的致动器，所述驱动活板适于将致动器的移动传递至这些活板。这些百叶窗装置还包括轴，该轴允许联接致动器和驱动活板。
US2014308890A1描述了一种百叶窗装置，该百叶窗装置包括：框架；驱动活板，其枢转地联接至所述框架并且适于在气流阻挡位置和打开位置之间枢转；旋转致动器，其用于递送扭矩并使驱动活板移动；以及旋转轴，其用于联接所述致动器和所述驱动活板。该轴包括止挡件，该止挡件被构造成当驱动活板布置在阻挡位置时被支撑在框架的最终止挡件上。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于车辆的前格栅的百叶窗装置。
本发明的百叶窗装置包括：框架；驱动活板，其枢转地联接至所述框架，并且适于在气流阻挡位置和打开位置之间枢转；旋转致动器，其用于递送扭矩并使所述驱动活板移动；以及旋转轴，其用于联接所述致动器和所述驱动活板，所述轴包括第一止挡件，该第一止挡件被构造成当所述驱动活板布置在所述阻挡位置时支撑在所述框架的最终止挡件上。所述轴还包括布置在所述轴上的第二止挡件，该第二止挡件相对于所述第一止挡件轴向地且成角度地移位，并且所述第二止挡件也被构造成当所述驱动活板布置在所述阻挡位置时支撑在所述框架的最终止挡件上。
驱动活板的一端相对于框架被枢转地支撑，并且另一端包括旋转轴，该旋转轴联接至致动器。当致动器向旋转轴递送扭矩时，驱动活板旋转。旋转轴是致动器和驱动活板之间的联接中的薄弱元件，并且主要在扭转作用下工作，其中，主要当将驱动活板布置在阻挡位置时，所述旋转轴可能断裂。驱动活板承受力，该力也使其在弯曲作用下工作，例如，当风作用在驱动活板上时，这种情况就会发生，其中沿整个活板都会产生弯曲应力。
通过将止挡件结合在轴中，当在驱动活板的阻挡位置中，所述止挡件支撑在框架的最终止挡件中时，所述止挡件沿圆周方向成角度地移位并且分别绕着和沿着旋转轴的轴向旋转轴线轴向地移位，力得到了补偿，因此，旋转轴不在弯曲作用下工作。因此，以简单且低成本的方式防止了百叶窗装置的旋转轴的断裂。
鉴于附图和本发明的详细描述，本发明的这些和其他优点以及特征将变得显而易见。
附图说明
图1示出了本发明的百叶窗装置的实施方式的立体图，其中，活板处于打开位置。
图2示出了图1的百叶窗装置的立体图，其中，活板处于阻挡位置，并且旋转致动器已被移除。
图3示出了图1的百叶窗装置的立体图，其中，活板处于打开位置，并且旋转致动器已被移除。
图4示出了图1的百叶窗装置的立体剖视图，其中，活板处于阻挡位置。
图5示出了图1的百叶窗装置的旋转致动器的立体图。
图6示出了图1的百叶窗装置的驱动活板的立体图。
图7示出了图6的驱动活板的旋转轴的立体图。
图8示出了图7的旋转轴的侧视图。
图9示出了图7的旋转轴的立体图，其中限定了剖切部分。
图10至图13示出了根据图9的旋转轴的线X-X、XI-XI、XII-XII和XIII-XIII的剖视图。
图14示出了根据图9的旋转轴的线XIV-XIV的纵截面图。
具体实施方式
百叶窗装置用于调节车辆外部进入所述车辆(例如进入一个或多个诸如散热器之类的热交换器)的气流。热交换器用于调节在内燃发动机中循环的流体的温度。因此，借助于百叶窗装置来调节车辆的发动机的流体的温度。
百叶窗装置布置在车辆(图中未示出)的底盘的开口中，使得车辆外部的气流经由百叶窗装置朝向热交换器穿过车辆的底盘的开口。图1示出了用于车辆前格栅的本发明的百叶窗装置100的实施方式的立体图。在该实施方式中，百叶窗装置100包括：框架10，其装配至车辆的底盘的开口；驱动活板20a，其枢转地联接至所述框架10，并且适于在气流阻挡位置和打开位置之间枢转；旋转致动器30，其用于递送扭矩并使驱动活板20a移动；以及旋转轴40，其用于联接致动器30和驱动活板20a，该轴40包括第一止挡件41a，该第一止挡件41a构造成当驱动活板20a布置在阻挡位置时支撑在框架10的最终止挡件21a上。轴40还包括布置在轴40上的第二止挡件41b，该第二止挡件41b相对于第一止挡件41a轴向且成角度地移位，并且所述第二止挡件41b也构造成当驱动活板20a布置在阻挡位置时支撑在框架10的最终止挡件21b上。
百叶窗装置100还包括多个活板20b(在该实施方式中为六个活板)，这些活板借助连杆机构(图中未示出)联接至驱动活板20a，该连杆机构联接在百叶窗装置100的每个活板20a和20b的联接元件60上，其中所述连杆机构允许活板20b与驱动活板20a一起在气流阻挡位置和打开位置之间枢转。在图1中，活板20a和20b处于打开位置，而在示出了图1的百叶窗装置100的立体图的图2和图3中，活板20a和20b分别处于阻挡位置和打开位置。
图5示出了图1的百叶窗装置100的旋转致动器30的立体图。致动器30包括致动马达和控制装置(图中未示出)，致动马达和控制装置与外部电源电连接。致动器30包括装配部分，该装配部分包括旋转轴承31，在旋转轴承31内部布置有装配孔32，装配孔32随着轴承31的旋转而旋转。孔32包括围绕轴承31的旋转轴线的带槽的内周表面。
图6示出了图1的百叶窗装置100的驱动活板20a的立体图。在百叶窗装置100的该实施方式中，驱动活板20a是通过注塑而由塑料制成的单个部件。所述驱动活板20a包括细长的中央主体22a，该中央主体具有双壁，该双壁由在其内部产生间隙的开口隔开。主体22a的每个壁在其每个纵向侧上包括活板23和24。在驱动活板20a的一端布置有旋转轴40，该旋转轴40附接至中央主体22a，轴40限定了轴向旋转轴线A。轴40包括驱动轴42，该驱动轴42包括带槽的外周表面，该带槽的外周表面在百叶窗装置100的使用过程中与致动器30的孔的带槽的内表面以用于扭矩递送的连接方式联接，轴40的旋转轴线A和致动器30的轴承31的旋转轴线同轴。
轴40还包括轴部分43，该轴部分43在旋转轴线A的轴向方向上附接至驱动轴42，从而形成单个部件。轴部分43一体地附接至驱动活板20a的主体22a，轴部分43中布置有轴40的止挡件41a、41b。驱动轴42和轴部分43两者都呈大致圆柱状。在驱动活板20a的与布置轴40的端相对的另一端布置有尺寸较小的枢轴50，该枢轴50联接在百叶窗装置100的框架10的壳体(图中未示出)中，当操作致动器30时，该枢轴50允许驱动活板20a绕旋转轴线A枢转。
当车辆在操作时，特别是当所述车辆开始移动时，在百叶窗装置100的活板上，外部空气向车辆施加前部力。特别是当活板处于阻挡位置时，外部空气会在整个活板上施加力，从而在所述活板中产生弯折应力。活板20b借助类似于驱动活板20a的枢轴50的枢轴枢转地联接至框架10。活板20b中的弯折应力小于驱动活板20a中的弯折应力，因为在所述驱动活板20a中，轴40伸出以与致动器30联接，并且当致动器30动作时，该致动器30在轴40上施加扭矩以引起驱动活板20a的旋转。取决于布置百叶窗装置100的车辆的类型，在气流阻挡位置和打开位置之间，驱动活板20a以及因此活板20b可以具有限定的中间位置，在该中间位置，外部气流的方向不平行由活板主体限定的平面，在活板中(特别是在驱动活板20a中)也产生很大的弯折应力。
在百叶窗装置100的一个实施方式中，驱动活板20a的阻挡位置和打开位置成角度地移位90°，但是在其他实施方式中，位移角度可以不同，例如120°。图7示出了图6的驱动活板20a的旋转轴40的立体图，图8和9示出了图7的旋转轴40的侧视图和立体图，其中限定了剖切部分。轴40上的止挡件41a和41b沿着旋转轴线A轴向移位并且在围绕旋转轴线A的圆周方向上成角度地移位，第一止挡件41a和第二止挡件41b均构造为单个部件。在百叶窗装置100的其他实施方式中，止挡件41a和41b可构造成它们中的每一者均形成不只一个止挡件。
图7至图8中所示的止挡件41a和41b包括各自的主体47a和47b，主体47a和47b从轴部分43的表面径向伸出，其形状为圆扇形，扇形的角度稍小于90°，主体47a和47b的径向轴线与旋转轴线A正交。在百叶窗装置100的该实施方式中，主体47a和47b绕轴40的圆周方向在其径向轴线上成角度地移位大约180°。所述主体47a和47b中的每一者在其圆周方向上的每个端部处均包括止挡件41a的接触表面41a1和41a2以及止挡件41b的接触表面41b1和41b2，这些接触表面是平坦的。
图1至图3中所示的第一最终止挡件21a和第二最终止挡件21b是从框架10沿与旋转轴线A的轴向方向平行的方向伸出的伸出部，并且在圆周方向上围绕轴40布置。最终止挡件21a和21b均构造成单个部件并且具有足够的长度，使得当驱动活板20a处于阻挡位置时和处于打开位置时，止挡件41a和41b仅支撑在两个最终止挡件上。所述最终止挡件21a和21b在轴40的两个旋转方向上包括平坦表面，并且角位移稍小于180°。
当驱动活板20a处于阻挡位置时，第一止挡件41a的主体47a的接触表面41a2支撑在最终止挡件21a的平坦表面之一上，第二止挡件41b的主体47b的接触表面41b1支撑在最终止挡件21b的平坦表面之一上。轴40的驱动轴42联接在致动器30的孔32中，使得当第一止挡件41a的接触表面41a2支撑在最终止挡件21a的平坦表面之一上时，轴40的在驱动轴42的自由端和第一止挡件41a的轴向位置之间的节段由于弯曲而停止工作，因为载荷分布在两个支撑件之间。当第二止挡件41b的接触表面41b1支撑在最终止挡件21b的平坦表面之一上时，轴40的在止挡件41a和41b的位置之间的节段也由于弯曲而停止工作，因为在所述止挡件41a和41b的支撑件中产生相反的力。
同样，尽管当所述活板处于打开位置时，车辆外部的空气在百叶窗装置100的活板上施加的力较小，但是活板中也产生弯曲应力，特别是在驱动活板20a中产生较大的弯曲应力。为了解决该问题，止挡件41a和41b构造成在打开位置也支撑在框架10的最终止挡件21a和21b上。因此，如图1和图3中所示，当驱动活板20a处于打开位置时，第一止挡件41a的主体47a的接触表面41a1支撑在最终止挡件21b的平坦表面中的另一者上，并且第二止挡件41b的主体47b的接触表面41b2支撑在最终止挡件21a的平坦表面中的另一者上。如以上针对阻挡位置所述，消除了沿轴40的弯曲应力，这是因为支撑件中产生的力是相反的力。
在轴40的轴向方向上，第一止挡件41a布置成比第二止挡件41b更靠近致动器30。如所描述的，在百叶窗装置100的该实施方式中，驱动活板20a通过注塑由塑料制成，由于在驱动活板20a的制造中可能获得的尺寸公差，这可能导致止挡件41a和41b不能同时支撑在最终止挡件21a和21b上。为了确保消除沿轴40的弯曲应力，设计止挡件41a和41b以及最终止挡件21a和21b的尺寸，使得当驱动活板20a移动到阻挡位置时，在第二止挡件41b支撑在最终止挡件21b上之前第一止挡件41a支撑在最终止挡件21a上。同样，当驱动活板20a移动到打开位置时，在第二止挡件41b支撑在最终止挡件21a上之前第一止挡件41a支撑在最终止挡件21b上。因此，确保了在驱动活板20a的阻挡位置和打开位置两者中，第一止挡件41a(更靠近致动器30的止挡件)首先支撑在相应的最终止挡件21a和21b上，并且当外部空气在驱动活板20a上施加外力，从而导致弯曲应力时，所述驱动活板20a弯曲，这导致第二止挡件41b移动，然后支撑在相应的最终止挡件21b和21a上。
图4示出了图1的百叶窗装置100的立体剖视图，其中，活板20a和20b处于阻挡位置。驱动活板20a的主体22a的每个壁在其纵向侧上均包括活板23和24。所述活板23和24形成相应的活板止挡件11和12。活板20b具有形成活板止挡件11和12的相同结构。当驱动活板20a移动到阻挡位置时，活板止挡件11和12支撑在活板20b的位于其侧面的相应的活板止挡件12和11上。相应地，活板20b的位于框架10的端部的活板止挡件11和12支撑在框架止挡件13和14上。为了确保消除当驱动活板20a移动到阻挡位置时由外部空气施加的力引起的沿活板20a和20b的主体的弯曲应力，百叶窗装置100的尺寸设计成使得在轴40的第一止挡件41a支撑在最终止挡件21a上之前，不同活板20a和20b的活板止挡件11和12彼此支撑，并且端部的活板20b的活板止挡件11和12支撑在框架止挡件13和14上。因此，当驱动活板20a移动到阻挡位置时，百叶窗装置100中的全部顺序是：首先，活板20a和20b借助活板止挡件11和12彼此支撑，并且借助框架止挡件13和14支撑在框架10上；然后，将第一止挡件41a支撑在最终止挡件21a上，最后将第二止挡件41b支撑在最终止挡件21b上。
回到图7至图9，轴40的轴部分43包括肋部44，该肋部44在轴部分43和驱动轴42的附接处与轴部分43和驱动活板20a的主体22a的附接处之间沿轴向方向布置在轴部分43中。该肋部44不分布在轴部分43的整个周边上，而是仅分布在所述周边的一部分上，在百叶窗装置100的该实施方式中，该部分是与轴部分43的布置在止挡件41a和41b之间的周边节段相对应的部分。
肋部44在轴部分43的表面上形成有多个孔45，多个肋46分布在整个肋部44上，从而限定了所述孔45之间的间隔。这些孔45是在驱动活板20a的注塑过程中，优选在与驱动活板20a的主体22a的横向轴线对准的方向上通过在注塑模具中在与旋转轴线A正交的位置，将多个伸出部布置在轴部分43的位置中但不穿过轴部分43从而防止轴部分43发生变形而形成的。轴部分43中的肋部44中填充有塑料的空间形成了肋46。图10至图13示出了根据图9的旋转轴40的线X-X、XI-XI、XII-XII和XIII-XIII的剖视图。因此，图10示出了驱动轴42的横截面，所述驱动轴42包括纵向孔49，该纵向孔在最靠近致动器30的一端敞开，而在其另一端则是封闭的(盲孔)，从而防止了在注塑驱动活板20a时驱动轴42变形。图11至图13示出了轴部分43在所述轴部分43的不同轴向位置(图11中所示的最靠近驱动轴42的位置、图12中的中间位置以及图13中所示的最远位置)中的横截面。在所述附图中可以看到孔45和肋46二者。
在百叶窗装置100的该实施方式中，肋46是：正交肋46a，其在相对于旋转轴线A的横向方向上在轴部分43的圆周方向上部分地延伸；以及对角肋46b，其在相对于旋转轴线A的横向方向上在轴部分43的圆周方向上部分地延伸，相对于所述旋转轴线A成角度地取向。假定肋46具有给定的壁厚，则每个正交肋46a均具有纵轴线Lv。在百叶窗装置100的该实施方式中，这些纵向轴线Lv平行于止挡件41a和41b的主体47a和47b的侧面。正交肋46a分布在轴部分43上，使得纵向轴线Lv在轴40的止挡件41a和41b的主体47a和47b的外部沿轴40的旋转轴线A的方向移动。当联接至驱动轴42的致动器30使驱动活板20a沿圆周方向旋转时，正交肋46a的此分布防止了扭转应力沿轴部分43的圆周方向上集中，从而防止了在所述的扭转应力的情况下存在薄弱部分。肋部44的一组对角肋46b中的对角肋46b将轴40的止挡件41a和41b物理地接合在一起，从而在发生扭转应力的情况下增强轴部分43的强度，并因此增强轴40的强度。
回到图9，其以立体图示出了旋转轴40，图14示出了根据图9的旋转轴40的线XIV-XIV的纵截面图。可以看出，轴40的轴部分43的横截面大于驱动轴42的横截面，从而获得更坚固的旋转轴。为了防止应力集中在轴部分43和驱动轴42之间的附接处，所述附接是渐进的，例如在由驱动轴42的出口弯曲部与轴部分43的入口弯曲部构成的附接线的方向上没有突然的反差。驱动轴42和轴部分43之间的附接位于具有实心截面的过渡区域48中。驱动轴42的纵向孔49是盲孔，并且终止于过渡区域48。由此，当致动器30作用在旋转轴40上时，如果产生扭转应力，则可实现更坚固的旋转轴40。

Claims (15)

1.一种用于车辆的前格栅的百叶窗装置，所述百叶窗装置包括：框架(10)；驱动活板(20a)，其枢转地联接至所述框架(10)，并且适于在气流阻挡位置和打开位置之间枢转；旋转致动器(30)，其用于递送扭矩并使所述驱动活板(20a)移动；以及旋转轴(40)，其用于联接所述致动器(30)和所述驱动活板(20a)，所述轴(40)包括第一止挡件(41a)，该第一止挡件(41a)被构造成当所述驱动活板(20a)布置在所述阻挡位置时支撑在所述框架(10)的最终止挡件(21a)上，其特征在于，所述轴(40)还包括布置在所述轴(40)上的第二止挡件(41b)，该第二止挡件(41b)相对于所述第一止挡件(41a)轴向地且成角度地移位，并且所述第二止挡件(41b)也构造成当所述驱动活板(20a)布置在所述阻挡位置时支撑在所述框架(10)的最终止挡件(21b)上。
2.根据权利要求1所述的百叶窗装置，其特征在于，两个止挡件(41a，41b)被构造成在处于所述打开位置时也支撑在所述框架(10)的最终止挡件(21a，21b)上。
3.根据权利要求2所述的百叶窗装置，其特征在于，所述第一止挡件(41a)和所述第二止挡件(41b)均被构成为单个部件。
4.根据权利要求3所述的百叶窗装置，其特征在于，所述框架(10)包括第一最终止挡件(21a)和第二最终止挡件(21b)，所述第一最终止挡件(21a)和所述第二最终止挡件(21b)中的每一者均被构造成单个部件，使得在所述阻挡位置，所述第一止挡件(41a)支撑在所述第一最终止挡件(21a)上，所述第二止挡件(41b)支撑在所述第二最终止挡件(21b)上，并且在所述打开位置，所述第一止挡件(41a)支撑在所述第二最终止挡件上(21b)上，所述第二止挡件(41b)支撑在所述第一最终止挡件(21a)上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的百叶窗装置，其特征在于，所述第一止挡件(41a)布置成比所述第二止挡件(41b)更靠近所述致动器(30)，所述止挡件(41a，41b)和所述最终止挡件(21a，21b)的尺寸设计成使得当所述驱动活板(21)移动至所述阻挡位置时，在所述第二止挡件(41b)支撑在相应的所述最终止挡件(21a，21b)上之前，所述第一止挡件(41a)支撑在相应的所述最终止挡件(21a，21b)上。
6.根据权利要求5所述的百叶窗装置，其特征在于，所述驱动活板(20a)在所述阻挡位置被支撑在活板止挡件(11，12)上，所述装置(100)的尺寸设计成使得当所述驱动活板(20a)移动至所述阻挡位置时，在所述轴(40)的所述第一止挡件(41a)支撑在其相应的最终止挡件(21a)上之前，所述驱动活板(20a)支撑在所述活板止挡件(11，12)上。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的百叶窗装置，其特征在于，所述轴(40)包括：驱动轴(42)，所述驱动轴(42)以用于扭矩递送的连接方式联接至所述致动器(30)；以及轴部分(43)，所述轴部分(43)轴向地布置在所述驱动轴(42)之后并附接至所述驱动活板(20a)的主体(22a)，所述止挡件(41a，41b)布置在所述轴部分(43)中，其中所述轴部分(43)和所述驱动活板(20a)的所述主体(22a)优选形成单个部件。
8.根据权利要求7所述的百叶窗装置，其特征在于，所述轴部分(43)包括肋部(44)，所述肋部(44)在轴向上至少布置在所述止挡件(41a，41b)之间的节段中，并且布置在所述轴部分(43)的周边轮廓的至少一部分中。
9.根据权利要求8所述的百叶窗装置，其特征在于，所述肋部(44)包括多个孔(45)，多个肋(46)分布在整个所述肋部(44)中，从而限定所述孔(45)之间的间隔，其中所述孔(45)布置在与所述轴(40)的轴向旋转轴线(A)正交的方向上，优选布置在与所述驱动活板(20a)的所述主体(22a)的横向轴线对准的方向上，但不穿过所述轴部分(43)。
10.根据权利要求9所述的百叶窗装置，其特征在于，所述肋部(44)包括相对于所述轴(40)的所述轴向旋转轴线(A)的方向取向的正交肋(46a)和对角肋(46b)，所述正交肋(46a)的纵向轴线(Lv)相对于所述轴(40)的所述止挡件(41a，41b)轴向移动。
11.根据权利要求10所述的百叶窗装置，其特征在于，所述肋部(44)包括将所述轴(40)的所述止挡件(41a，41b)接合在一起的至少一个对角肋(46b)。
12.根据权利要求7所述的百叶窗装置，其特征在于，所述轴(40)的所述轴部分(43)的横截面大于所述驱动轴(42)的横截面。
13.根据权利要求12所述的百叶窗装置，其特征在于，所述轴(40)的所述驱动轴(42)与所述轴部分(43)之间的附接位于渐进并且实心截面的过渡区域(48)中。
14.根据权利要求7所述的百叶窗装置，其中，所述驱动轴(42)包括纵向盲孔(49)。
15.一种机动车辆，其特征在于，该机动车辆包括根据前述权利要求中任一项所述的百叶窗装置(100)。
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