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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft eine Luftkanal-Schalteinrichtung zum Öffnen und
Schließen
eines Luftkanals unter Verwendung eines Folien- bzw. Filmelements
einer Folien- bzw. Filmtür,
im Folgenden Filmtür
genannt. Die Luftkanal-Schalteinrichtung kann in geeigneter Weise
für eine
Fahrzeugklimaanlage verwendet werden.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Bei
einer in der JP-A-5238244 beschriebenen Luftkanal-Schalteinrichtung
sind die zwei Enden eines mit Öffnungen
versehenen Filmelementes jeweils mit den Wellen verbunden und werden
auf die Wellen gewickelt oder von diesen abgewickelt, so dass das
Filmelement in einem Gehäuse
einer Klimaanlage bewegt wird. Daher werden die Öffnungen eines Filmelements
relativ zu einem Luftkanalklimatisierungsgehäuse bewegt, und ein Öffnungsteil
des Luftkanals des Klimatisierungsgehäuses wird geöffnet und
geschlossen.
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Weil
in diesem Fall das Filmelement bewegt wird, während es auf dem Öffnungsteil
des Luftkanals des Klimatisierungsgehäuses gleitet, wird eine Friktions-
bzw. Fraktionskraft zwischen dem Filmelement und dem Klimatisierungsgehäuse hervorgerufen.
Weil weiterhin das Filmelement auf den Öffnungsteil des Luftkanals
durch den Luftdruck geblasener Luft gepresst wird, wird die Friktions-
bzw. Fraktionskraft weiter aufgrund des Gleitens des Filmelementes
gesteigert.
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Um
das oben beschriebene Problem zu überwinden, schlägt die veröffentlichte
US-Patentanmeldung
Nr. 2003-0232590 eine Luftkanal-Schalteinrichtung vor, die eine
Gleitfriktion eines Filmelements auf einem Öffnungsteil eines Luftkanals
eines Gehäuses
verhindert. In dieser Luftkanal-Schalteinrichtung ist ein Endteil
des Filmelementes an einem Umfang des Öffnungsteils des Luftkanals
befestigt, und das andere Endteil des Filmelementes ist an einer Wickelwelle
befestigt. Die Wickelwelle wird, während sie sich dreht, in einer
Richtung nahe dem einen Endteil des Filmelementes oder weit weg
von dem einen Endteil des Filmelementes bewegt. Daher wird der andere
Endteil des Filmelementes auf die Wickelwelle gewickelt oder von
dieser entsprechend der Drehung und Bewegung der Wickelwelle abgewickelt. Somit
wird eine Filmlänge
von dem einen Endteil des Filmelementes verändert, und der Öffnungsteil
des Luftkanals wird durch das Filmelement geöffnet und geschlossen. In diesem
Fall wird eine Gleitreibung nicht hervorgerufen. Ein Antriebsbetätigungsglied zum
Drehen und Bewegen der Wickelwelle und ein Rotationsmechanismus
sind außerhalb
der Wickelwelle angebracht, und es ist schwierig, die Größe der Luftkanal-Schalteinrichtung
zu reduzieren.
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ZUSAMMENFASSENDE
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Im
Hinblick auf die vorbeschriebenen Probleme ist es ein Ziel der vorliegenden
Erfindung, die Größe einer
Luftkanal-Schalteinrichtung zu reduzieren, die ein Filmelement mit
einem festen Endteil und einem zweiten Endteil umfasst, das auf
eine Wikkelwelle und von einer Wickelwelle gewickelt wird.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Luftkanal-Schalteinrichtung
zur Verfügung
zu stellen, die über
eine einfache elektrische Verbindungs- oder Schaltstruktur verfügt und die
ein Filmelement mit einem befestigten ersten Endteil und einem zweiten
Endteil umfasst, das auf die Wickelwelle und von dieser abgewickelt
wird.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung umfasst eine Luftkanal-Schalteinrichtung ein Gehäuse, das
einen Luftkanal mit einem Öffnungsteil definiert,
sowie ein Filmelement zum Öffnen
und Schließen
des Öffnungsteils.
Das Filmelement verfügt über einen
ersten Endteil, der an einem Umfangsteil des Öffnungsteils des Gehäuses fixiert
ist sowie einen zweiten Endteil gegenüber dem ersten Endteil. Weiterhin
ist eine Wickelwelle, an der der zweite Endteil des Filmelementes
befestigt ist, in der Lage, in einer ersten Richtung, getrennt vom
ersten Endteil des Filmelementes und in einer zweiten Richtung sich
zu bewegen, die sich dem ersten Endteil des ersten Elementes, während sie
sich dreht, annähert,
und der zweite Endteil wird auf die Wickelwelle gewickelt oder von
dieser abgewickelt, derart, dass eine Länge des Filmelementes vom ersten
Endteil geändert
wird, wenn die Wickelwelle, während
sie sich dreht, bewegt wird. In der Luftkanal-Schalteinrichtung
ist ein Betätigungsglied zum
Betätigen
der Wickelwelle im Inneren der Wickelwelle angeordnet, ein Befestigungselement
fixiert das Betätigungselement,
eine Führungseinheit
führt das
Befestigungselement, das in der ersten Richtung oder der zweiten Richtung
zusammen mit der Wickelwelle bewegt wird, und die Wickelwelle ist
drehbar relativ zum Befestigungselement angeordnet.
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Da
das Betätigungsglied
zum Drehen der Wickelwelle innerhalb eines hohl ausgebildeten Inneren der
Wickelwelle untergebracht ist, ist es unnötig, einen Unterbringungsraum
für das
Betätigungsglied außerhalb
der Wickelwelle vorzusehen, und die Größe der Luftkanal-Schalteinrichtung
kann nachhaltig reduziert werden.
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Beispielsweise
verfügt
das Befestigungselement über
einen Wellenteil, an dem die Wickelwelle drehbar angebracht ist.
Insbesondere sind zwei Wellenteile an zwei axialen Endteilen des
Befestigungsteils vorgesehen, und die Wickelwelle verfügt über zwei
axiale Endteile, die jeweils drehbar in Eingriff mit den beiden
axialen Endteilen des Befestigungsteils stehen.
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Die
Führungseinheit
kann mit einer befestigten Führung,
die außerhalb
der Wickelwelle vorgesehen ist, ausgelegt sein sowie einer beweglichen
Führung,
die im Befestigungselement vorgesehen ist, so dass diese gemeinsam
mit dem Befestigungselement bewegbar ist und in Eingriff mit der
festen Führung
kommt.
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Eine
Verzögerungseinheit
kann im Inneren der Wickelwelle zur Reduzierung einer Drehung des Betätigungsgliedes
vorgesehen sein, während
die Verzögerungseinheit
die Drehung des Betätigungsgliedes
auf die Wickelwelle überträgt. Als
ein Beispiel umfasst die Verzögerungseinheit
ein Bolzenschraubelement, das durch die Drehung des Betätigungsgliedes
drehbar ist, ein Aufnahmeschrauben- oder Schneckenelement, das mit
dem Bolzenschraubelement/der Schraubenspindel kämmt und in der Drehung durch
den Befestigungsteil beschränkt
ist; außerdem
ist eine Schneckenausnehmung auf einer Innenumfangsfläche der
Wickelwelle vorgesehen. In diesem Fall verfügt das Aufnahmeschraubelement über einen
Stift, der gleitverschieblich in der Schraubausnehmung untergebracht
ist. Daher kann ein großes
Verzögerungsverhältnis leicht
erreicht werden, und die Größe des Betätigungsgliedes
lässt sich
reduzieren.
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Elektrische
Leistung kann auf das Betätigungsglied
durch einen elektrischen Leiter gegeben werden. In diesem Fall kann
der elektrische Leiter ein erstes leitfähiges Element umfassen, das
im Filmelement untergebracht ist sowie ein zweites leitfähiges Element,
das innerhalb der Wickelwelle vorgesehen ist. Als Beispiel erstreckt
sich das erste leitfähige
Element vom zweiten Endteil zum ersten Endteil innerhalb des Filmelementes.
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Alternativ
lässt sich
der elektrische Leiter mit dem Betätigungsglied durch ein Inneres
des Befestigungselementes verbinden und erstreckt sich von einem
Inneren der Wickelwelle zum Äußeren der
Wickelwelle. In diesem Fall kann die Konstruktion der elektrischen
Verbindung des Motors einfach gestaltet werden.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
oben genannten vielen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden weiter verdeutlicht aus der folgenden detaillierten Beschreibung
bevorzugter Ausführungsformen,
mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen, in denen:
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1 eine
perspektivische Darstellung einer Luftkanal-Schalteinrichtung gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist;
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2 ist
eine schematische perspektivische Darstellung und zeigt einen Wickel- oder Abwickelzustand
der Wickelwelle gemäß der ersten
Ausführungsform;
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3 ist
ein Schnitt in einer axialen Richtung der Wickelwelle gemäß der ersten
Ausführungsform;
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4 ist
ein Schnitt und zeigt einen Eingriffszustand zwischen einem beweglichen
Führungsteil und
einer Einführungsnut
eines Gehäuses
gemäß der ersten
Ausführungsform;
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5 ist
ein Querschnitt längs
der Linie V-V in 3; und
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6 ist
ein Schnitt in einer Axialrichtung einer Wickelwelle gemäß einer
zweiten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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DETAILBESCHREIBUNG
BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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(Erste Ausführungsform)
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Bei
dieser Ausführungsform
wird eine Luftkanal-Schalteinrichtung zum Öffnen und Schließen eines Öffnungsteils
eines Luftkanals typischerweise für eine Fahrzeugklimaanlage
beispielsweise benutzt.
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Ein
Klimatisierungsgehäuse 10 der
Klimaanlage ist aus Harz hergestellt und bildet einen Luftkanal,
durch welchen Luft in ein Abteil, beispielsweise eine Fahrgastzelle
des Fahrzeugs, strömt.
Ein rechteckiger Öffnungsteil 11,
durch welchen Luft strömt,
ist im Luftkanal des Klimatisierungsgehäuses 10 geformt.
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Ein
Filmelement 12 ist luftanströmseitig (beispielsweise obere
Seite in 1) eines Umfangs des Öffnungsteils 11 angeordnet.
Bei dieser Ausführungsform
ist eine Dichtungsfläche 13 anströmseitig zum Öffnungsteil 11 im
Klimatisierungsgehäuse 10 vorgesehen,
und das Filmelement 12 ist so angeordnet, dass es die Dichtungsfläche 13 kontaktiert.
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Als
Beispiel ist der Öffnungsteil 11 ein Öffnungsteil
eines Kaltluftkanals und/oder eines Warmluftkanals innerhalb des
Klimatisierungsgehäuses 10.
Kaltluft, gekühlt
durch einen kühlenden
Wärmeaustauscher,
strömt
im Kaltluftkanal in dem Klimatisierungsgehäuse 10 und Warmluft,
erwärmt
durch einen heizenden Wärmeaustauscher,
strömt
im Warmluftkanal in dem Klimatisierungsgehäuse 10. Im Allgemeinen
sind Kaltluftkanal und Warmluftkanal benachbart im Klimatisierungsgehäuse 10 angeordnet.
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Beispielsweise
ist der kühlende
Wärmeaustauscher
mit einem Kühlmittelverdampfer
eines Kühlmittelkreislaufs
verbunden, und der wärmende
Wärmeaustauscher
ist mit einem Warmwasserheizerkern konstruiert, der Luft unter Verwendung
von Warmwasser (Motorkühlwasser)
eines Fahrzeugmotors als Wärmequelle
erwärmt.
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Ein Öffnungsgrad
(offener Bereich) des Kühlluftkanals
und ein Öffnungsgrad
(offener Bereich) des Warmluftkanals können jeweils durch Luftkanal-Schalteinrichtungen
eingestellt werden. In diesem Fall kann der Aufbau einer Luftkanal-Schalteinrichtung
zum Öffnen
und Schließen
des Kühlluftkanals ähnlich aufgebaut
sein wie eine Luftkanal-Schalteinrichtung zum Öffnen und Schließen des Warmluftkanals.
Durch Ein stellen eines Strömungsverhältnisses
zwischen einer Kühlluftmenge,
die im Kühlluftkanal
strömt
und einer Warmluftmenge, die im Warmluftkanal strömt, kann
die Temperatur von in eine Zelle geblasener Luft, beispielsweise
einer Fahrgastzelle, eingestellt werden.
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Eine
Film- oder Folientür,
im Folgenden Filmtür
genannt, umfasst ein Filmelement 12 geeigneter Flexibilität zum Öffnen und
Schließen
des Öffnungsteils 11.
Das Filmelement 12 verfügt über rechtwinklige
Gestalt, ein Bereich des Filmelementes 12 ist größer als
ein offener Bereich des Öffnungsteils 11.
Ein erster Endteil 12a des Filmelementes 12 ist
an der Dichtungsfläche 13 des Öffnungsteils 11 unter
Verwendung von Befestigungs- bzw. Fixierteilen 12b befestigt.
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Beispielsweise
können
als Befestigungsteile 12b L-förmige Eingriffsklauenstücke einteilig
mit dem Umfangsteil (Gehäuse 10)
des Öffnungsteils 11 gebildet
werden. In diesem Fall werden die L-förmigen Eingriffsklauenstücke eingeführt und
kommen in Wechselwirkung mit Eingriffslöchern, die im ersten Endteil
des Filmelementes 12 vorgesehen sind, so dass der erste
Endteil 12a des Filmelementes 12 an der Dichtungsfläche 13 befestigt
ist.
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Ein
zweiter Endteil des Filmelementes 12, gegenüber dem
ersten Endteil 12a, ist an der Außenumfangsfläche der
Wickelwelle 14 fixiert. Insbesondere wird eine flache Oberfläche (nicht
gezeigt) auf einem Teil der Außenumfangsfläche der
Wickelwelle 14 geformt, der zweite Endteil des Filmelementes 12 wird
gegen die flache Fläche
gepresst und ein Halteelement ist auf dem zweiten Endteil des Filmelementes 12 positioniert.
Weiterhin wird das Halteelement gegen die Außenumfangsfläche der
Wickelwelle 14 unter Verwendung von Schrauben fixiert,
so dass der zweite Endteil des Filmelementes 12 an der
Außenumfangsfläche der
Wickelwelle 14 fixiert ist. Hier lässt sich durch Gestaltung des
Halteelementes als Kreisbogen im Querschnitt die Querschnittsfläche eines
gesamten Teils der Wickelwelle 14 einschließlich des
Halteelements im Wesentlichen in eine runde Gestalt bringen.
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Die
Wickelwelle 14 wird in Öffnungsrichtung A
der 1 auf dem Öffnungsteil 11,
während
sie sich dreht, durch einen weiter unten zu beschreibenden Mechanismus
hin und her bewegt, derart, dass der zweite Endteil des Filmelementes 12 auf
die Wickelwelle 14 auf- bzw. abgewickelt wird. Hier ist
die Bewegungsrichtung A eine Richtung getrennt von oder nahe an
dem ersten Endteil 12a des Filmelementes 12.
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Somit
wird die Länge
des Filmelementes vom ersten Endteil 12a auf dem Öffnungsteil 11 entsprechend
der Bewegung der Wickelwelle 14 in Richtung A verändert, und
ein Öffnungsbereich
des Öffnungsteils 11 lässt sich
einstellen.
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Als
Material für
das Filmelement 12 kann ein Filmmaterial mit Flexibilität, beispielsweise
ein Harzfilmmaterial, Verwendung finden. Als Beispiel seien genannt:
Polyethylenterephthalat-(PET)-Film oder ein Polyphenylensulfid-(PPS)-Film:
diese können
in geeigneter Weise als Material für das Filmelement 12 benutzt
werden. Alternativ lässt
sich ein Filmmaterial auf ein Gewebematerial binden, so dass die
Festigkeit des Filmelements 12 gesteigert wird.
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Bei
dieser Ausführungsform
werden zwei Filmmaterialien für
das Filmelement 12 verwendet. Zwei elektrisch leitfähige Elemente 15a, 15b werden zwischen
die beiden Filmmaterialien eingeführt, und die beiden Filmmaterialien
werden gegeneinander gebunden, um so das Filmelement 12 zu
bilden. Eines der beiden leitfähigen
Elemente 15a, 15b ist die positive Elektrode,
das andere der beiden leitfähigen Elemente 15a, 15b ist
die negative Elektrode.
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Die
leitfähigen
Elemente 15a, 15b sind dünne und lange Elemente und
so angeordnet, dass sie sich über
die gesamte Länge
des Filmelements 12 in Bewegungsrichtung A der Wickelwelle 14 erstrecken. Die
leitfähigen
Elemente 15a, 15b sind mit dünnen Plattenelementen aus einem
Material mit einer elektrischen Leitfähigkeit sowie Flexibilität, beispielsweise
Kupfer gemacht. Daher lassen sich die leitfähigen Elemente 15a, 15b auf
die Wickelwelle zusammen mit dem Filmelement 12 auf- oder
von dieser abwickeln.
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Wie 1 zeigt,
sind eine Vielzahl von Gitterelementen 11a, die sich in
Bewegungsrichtung A des Filmelements 12 erstrecken, parallel
zur Bewegungsrichtung angeordnet. Die Gitterelemente 11a können einteilig
mit dem Klimatisierungsgehäuse 10 geformt
sein. Die Gitterelemente 11a sind in Strömungsrichtung
hinter dem Filmelement 12 in Luftströmungsrichtung positioniert,
um das Filmelement 12 von der Luftabströmseite des Filmelements 12 abzustützen. Somit
wird verhindert, dass sich das Filmelement 12 gegen die
Luftabströmseite
aufgrund des Luftdrucks dehnt bzw. expandiert.
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Die
Wickelwelle 14 verfügt über hohle
Gestalt, gezeigt in 3. Die Wickelwelle 14 umfasst
einen zylindrischen Körperteil 14a zum
Wickeln bzw. erneuten Aufwickeln des Filmelements 12, und
eine Stirnplatte 14b, die einteilig mit einem axialen Ende des
zylindrischen Körperteils 14a ist,
sowie eine Stirnplatte 14c, die integral mit dem anderen
axialen Ende des zylindrischen Körperteils 14a (press)geformt
ist.
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Der
zylindrische Körperteil 14a und
die Stirnplatte 14b sowie die Stirnplatte 14c können aus
Harz gemacht sein. Die Stirnplatte 14b ist an einer Innenumfangsfläche des
zylindrischen Körperteils 14a durch
Klaueneingriff beispielsweise fixiert. Eine kreisförmige Passbohrung 14d ist
in einem Mittelteil der Stirnplatte 14b geformt, und eine
kreisförmige
Passbohrung 14e ist in einem Mittelteil der Stirnplatte 14c ausgebildet.
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Kreisförmige Getrieberäder (Ritzel) 14f, 14g sind
auf den Außenumfangsflächen der
Stirnplatten 14b, 14c jeweils ausgebildet. Die
kreisförmigen
Getrieberäder 14f, 14g kommen
jeweils in Eingriff mit linearen Getrieben 16a, 16b (Zahnstangen).
Die linearen Getriebe 16a, 16b sind im Gehäuse 10 außerhalb
der Dichtungsfläche 13 ausgebildet
und erstrecken sich gerade längs
der Bewegungsrichtung A der Wickelwelle 14.
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Durch
den jeweiligen Eingriff der Getrieberäder 14f, 14g der
Wickelwelle 14 mit den linearen Getrieben 16a, 16b,
die im Gehäuse 10 vorgesehen sind,
lässt sich
die Wikkelwelle 14 genau in Bewegungsrichtung A, während sie
sich dreht, bewegen, und es kann verhindert werden, dass die Wickelwelle 14 auf
der Dichtungsfläche 13 des Öffnungsteils 11 gleitet.
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Ein
Motor 17 und ein Fixierelement 18 zum Fixieren
des Motors 17 sind im hohl ausgebildeten Inneren der Wickelwelle 14 angeordnet.
Der Motor 17 ist ein Betätigungsglied, um die Wickelwelle 14 zu drehen
und zu bewegen. Als Motor 17 kann ein Gleichstrommotor,
ein Stufenmotor, ein bürstenloser Motor
oder ein Überschallwellenmotor
beispielsweise Verwendung finden.
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Der
Motor 17 ist innerhalb der Wickelwelle 14 derart
angeordnet, dass die Axialrichtung des Motors 17 der Axialrichtung
der Wickelwelle 14 entspricht. Wie in 3 gezeigt,
ist der Motor 17 innerhalb der Wickelwelle 14 benachbart
einem axialen Ende der Wickelwelle 14 angeordnet. Eine
Abtriebswelle 17a des Motors 17 findet sich auf
der Seite des Motors 17 innerhalb der Wickelwelle 14 und
steht gegen den Mit telteil der Wickelwelle 14 in Axialrichtung
vor. Bei dieser Art der Anordnung ist der Motor 17 am Motorbefestigungselement 18 fest
angebracht.
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Eine
kreisbogenförmige
Trägerfläche 18a ist auf
einem Motorbefestigungselement 18 ausgebildet, und ein
unterer Teil einer zylindrischen Außenfläche des Motors 17 ist
auf die kreisbogenförmige
Trägerfläche 18a eingepasst.
Nachdem der untere Teil der zylindrischen Außenfläche des Motors 17 auf
die kreisbogenförmige
Trägerfläche 18a aufgebracht wurde,
wird ein halbkreisförmiges
Klemmelement (nicht dargestellt) auf den oberen Teil der zylindrischen äußeren Umfangsfläche des
Motors 17 aufgebracht. Dann werden die Endteile des Klemmelements
an einer Befestigungsfläche
des Motorbefestigungselements 18 unter Verwendung von Befestigungselementen
befestigt. Somit kann der Motor 17 eng an der kreisbogenförmigen Trägerfläche 18a des Motorbefestigungselements 18 fixiert
werden.
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Die
zylindrischen Wellenteile 18b, 18c sind einteilig
mit den beiden Endteilen des Motorbefestigungselements 18 in
Axialrichtung ausgebildet. Die Wellenteile 18b, 18c sind
drehbar in den kreisförmigen
Aufnahmelöchern 14d, 14e der
Stirnplatte 14b, 14c der Wickelwelle 14 gelagert.
Daher ist die Wickelwelle 14 drehbar bezüglich des
Motorbefestigungselements 18.
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Bewegliche
Führungsteile 18d, 18e stehen von
den Mittelteilen der Wellenbereiche 18b, 18c des Motorbefestigungselements 18 nach
außen
in Axialrichtung vor. Die beweglichen Führungsteile 18d, 18e haben
im Querschnitt rechtwinklige flache Gestalt, wie in 4 zu
sehen.
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Das
Klimatisierungsgehäuse 10 umfasst
Seitenwandungen 19a, 19b, die sich gerade längs der Bewegungsrichtung
A der Wickelwelle 14 außerhalb der linearen Getriebe 16a, 16b in
Axialrichtung erstrecken. Einführungsnuten 20a, 20b (fixierte
Führungsteile)
zum Führen
der beweglichen Führungsteile 18d, 18e in
Bewegungsrichtung A sind in den Seitenwandungen 19a, 19b des
Klimatisierungsgehäuses 10 ausgebildet.
Die Abmessung der Nut (Nutenhöhe)
der Einführungsnuten 20a, 20b ist
so eingestellt, dass die Flachplatten ausgebildet in beweglichen
Führungsteilen 18d, 18e in
den Einführungsnuten 20a, 20b gleitverschieblich
sind. Wie 1 erkennen lässt, sind die Einführungsnuten 20a, 20b so ausgebildet,
dass sie sich gerade in Bewegungsrichtung A erstrecken und verlaufen
im Wesentlichen parallel zur Dichtungsfläche 13.
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Da
die beweglichen Führungsteile 18d, 18e die
Gestalt flacher Platten und die Einführungsnuten 20a und 20b unrunde
Gestalt haben, kann eine Drehung des Motorbefestigungselements 18 einschließlich des
beweglichen Führungsteils 18d verhindert werden.
Daher wird das Motorbefestigungselement 18 gerade in Bewegungsrichtung
A entsprechend der Bewegung der Wickelwelle 14 in Bewegungsrichtung A
bewegt.
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Als
Nächstes
soll ein Verzögerungsmechanismus,
angeordnet innerhalb der Wickelwelle 14, beschrieben werden.
Ein Verzögerungsmechanismus 21 ist
innerhalb der Wickelwelle 14 an einer Endposition gegenüber dem
Motor 17 in axialer Richtung angeordnet. Der Verzögerungsmechanismus 21 umfasst
ein vorstehendes Schneckenelement 23, gekuppelt mit der
Ausgangswelle 17a des Motors, und zwar über ein Verbindungselement 22 und
ein aufnehmendes Schneckenelement 24, das mit dem vorstehenden
Schneckenelement bzw. der Schraubenspindel 23 kämmt.
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Die
Schraubenspindel 23 hat im Aufbau eine Schraubenspindel,
die auf einer Außenumfangsfläche eines
Wellenelements aus Metall oder Harz ausgebildet ist. Die Schraubenspindel 23 ist
parallel zur Axialrichtung der Wickelwelle 14 angeordnet.
Die beiden axialen Endteile der Schraubenspindel 23 sind
drehbar in Wellenbohrungen 18f, 18g gelagert, die
im Motorbefestigungselement 18 vorgesehen sind.
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Wie 5 erkennen
lässt,
verfügt
das aufnehmende Schneckenelement 24, im Folgenden die Schnecke
genannt, über
einen in etwa fächerförmigen Querschnitt.
Eine Durchgangsbohrung ist in dem Schneckenelement vorgesehen und
geht durch ein Plattenelement der Schnecke, und eine Schnecke 24a ist
im Durchgangsloch vorgesehen. Somit bildet das aufnehmende Schneckenelement 24 eine
Mutter oder Schnecke. Das aufnehmende Schneckenelement 24 verfügt über eine
kreisbogenförmige
Umfangsfläche 24b,
die längs
einer Innenumfangsfläche der
Wickelwelle 14 ausgestaltet ist; ein Stift 24c ist
an der kreisbogenförmigen
Außenumfangsfläche 24b fixiert.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist beispielsweise das Schneckenelement 24 aus Harz, der
Stift 24c aus Metall (beispielsweise Eisen) hergestellt
und in ein Loch 24d eingebracht, das in der kreisbogenförmigen Außenumfangsfläche 24b des
Schneckenelements 24 vorgesehen ist.
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Ein
Passnutteil 18h ist in dem Motorbefestigungselement 18 ausgebildet
und verfügt über eine umgekehrt
trapezoidförmige
Gestalt. Der Passnutteil 18h verfügt über eine Bodenfläche, die
eine Bodenfläche
der Schraubspindel 24 kontaktiert sowie Seitenflächen, die
die Seitenflächen
des Schneckenelements 24 kontaktieren. Der Passnutteil 18h beschränkt die
Drehung der Schnecke 24, wenn die Schraubspindel 23 sich
dreht, so dass die Schnecke 24 nur in Axialrichtung der
Schraubspindel 23 bewegt wird. Somit wird der Passnutteil 18h in
einem Axialbereich gebildet, der gleich oder größer als ein die Schraubspindel
bildender Bereich L (3) der Schraubspindel 23 ist.
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Eine
Spindelausnehmung 14h ist gebildet in Form einer Nut von
der Innenumfangsfläche
des zylindrischen Körperteils 14a der
Wickelwelle 14 in dem die Schraubspindel bildenden Bereich
L der Schraubspindel 23. Die Abmessung in der Breite der Spindelausnehmung 14h ist
geringfügig
größer als die
Abmessung in der Breite des Stiftes 24c, gezeigt in 5.
Daher kann der Kopfendteil des Stiftes 24c der Schraubspindel 24 gleitverschieblich
in die Schneckennut 14h eingepasst werden.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist das Motorbefestigungselement 18 aus Metall zur Verstärkung seiner
Festigkeit hergestellt. Das Motorbefestigungselement 18 kann
aber auch aus Harz oder Gummi allein, wenn das Motorbefestigungselement 18 über ausreichende
Festigkeit verfügt,
gemacht sein. Das Verbindungselement 22 kann aus einem
elastischen Material ausreichender Elastizität hergestellt sein. Dann wird
die Übertragung
der Vibration des Motors 17 auf das Schraubenelement 23 durch
das Verbindungselement 22 begrenzt.
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Als
Nächstes
soll die elektrische Verbindung zwischen den elektrisch leitfähigen Teilen 15a, 15b des
Filmelements 12 und des Motors 17 beschrieben werden.
Wie in 3 gezeigt, sind eine positive Motorklemme 17b und
eine negative Motorklemme 17c im Motor 17 vorgesehen
und erstrecken sich gegen die Innenumfangsfläche des zylindrischen Körperteils 14a der
Wickelwelle 14. Positive und negative Kollektorringe 25a, 25b sind
auf der Innenwandfläche
des zylindrischen Gehäuseteils 14a der
Wickelwelle 14 an Positionen entsprechend den Motorklemmen 17b, 17c vorgesehen.
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Die
Kollektorringe 25a, 25b sind elektrisch mit den
Tip-Enden bzw. Spitzenenden der elektrisch leitfähigen Elemente 15a, 15b des
Filmelements 12 durch Leiterele mente 26a, 26b verbunden,
die durch den zylindrischen Gehäuseteil 14a in
radialer Richtung eindringen. Da die Tip- oder spitzen Endteile
der elektrisch leitfähigen
Elemente 15a, 15b an dem zweiten Endteil des Filmelements 12 angeordnet sind,
werden die Leiterelemente 26a, 26b des zylindrischen
Gehäuseteils 14a benachbart
dem zweiten Endteil des Filmelements 12 angeordnet.
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Somit
wird elektrischer Strom in den Motor 17 über die
elektrisch leitfähigen
Elemente 15a, 15b des Filmelements 12,
die Leiterelemente 26a, 26b des zylindrischen
Gehäuseteils 14a,
die Verbinderringe 25a, 25b und die Motorklemmen 17b, 17c in dieser
Reihenfolge geliefert. Wird elektrischer Strom an den Motor 17 gegeben,
so wird der Motor 17 in Gang gesetzt.
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Ist
der Motor 17 in Gang gesetzt, so wird die Drehung der Abtriebswelle 17a des
Motors 17 auf die Schraubenspindel 23 durch das
Verbindungselement 22 übertragen,
so dass die Ausgangswelle 17a und die Schraubenspindel 23 einteilig
oder integral in Drehung versetzt werden. Die aufnehmende Schraube
oder Schnecke 24a des Schneckenelements 24 kämmt mit
der Schraubspindel des Schraubspindelelements 23. In diesem
Fall jedoch wird eine Drehung des Schneckenelements 24 durch
den Eingriff zwischen dem Schneckenelement 24 und dem Passnutteil 18h des
Motorbefestigungselements 18 eingeschränkt. Somit bewegt sich das
aufnehmende Element oder Schneckenelement 24 in Axialrichtung
des Schraubenspindelelements 23 ohne sich zu drehen.
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Der
Tip-Endteil des Stiftes 24c ist integriert mit dem aufnehmenden
Element oder Schneckeelement 24 und ist gleitverschieblich
in die Schneckennut 14h eingepasst, die auf der Innenumfangsfläche des
zylindrischen Körperteils 14a der
Wickelwelle 14 gebildet ist. Wenn der Stift 24c sich
in einer Richtung parallel zur Axialrichtung zusammen mit dem aufnehmenden
oder Schneckenelement 24 bewegt, so wird eine Drehkraft
auf die Wickelwelle 14 aufgrund der Schraubenform der schraubenförmigen Ausnehmung
oder Nut 14h ausgeübt.
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Jetzt,
da die Getrieberäder 14f, 14g der
Wickelwelle 14 in Eingriff mit den linearen Getrieben (Zahnstangen) 16a, 16b kommen,
bewegt sich die Wickelwelle 14 genau in Bewegungsrichtung
A, während
sie sich dreht, ohne ein Gleiten hervorzurufen.
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Dagegen
sind die beweglichen Führungsteile 18d, 18e im
Motorbefestigungselement 18 vorgesehen und haben die Gestalt
flacher Platten und werden in die Einführungsnuten 20a, 20b der
Seitenwandungen 19a, 19b des Klimatisierungsgehäuses 10 eingeführt. Daher
bewegen sich Motor 17 und Motorbefestigungselement 18 in
Bewegungsrichtung A entsprechend einer Bewegung der Wickelwelle 14 in Bewegungsrichtung
A.
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Drehrichtung
und Größe der Drehung
des Motors 17 lassen sich durch eine nicht gezeigte Regeleinrichtung
regeln. Durch Regeln der Drehrichtung und des Anteils oder der Größe der Motordrehung 17 lässt sich
die Wickelwelle 14 bis zu einer Einstelllage in Bewegungsrichtung
A bewegen. Daher wird eine Länge
des Filmelements 12 vom ersten Endteil 12a auf
dem Öffnungsbereich 11 in
geeigneter Weise verändert,
der Öffnungsgrad
(Öffnungsbereich)
des Öffnungsteils 11 lässt sich
einstellen. Somit kann die durch den Öffnungsteil 11 gehende
Luftmenge nach Belieben eingestellt werden.
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Bei
der Luftkanal-Schalteinrichtung wird das zweite Ende des Filmelements 12 auf
die Wickelwelle 14 auf- oder von dieser abgewickelt, während der erste
Endteil 12a des Filmelements 12 an die Dichtungswelle 13 des
Klimatisierungsgehäuses 10 befestigt
wird. Daher kann eine Reibung zwischen dem Filmelement 12 und
der Dichtungsfläche 13 des
Klimatisierungsgehäuses 10 verhindert
werden.
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Bei
dieser Ausführungsform
wird der Wickelwelle 14 eine hohle zylindrische Gestalt
gegeben, und der Motor 17 (Betätigungsglied) zum Antrieb der Wickelwelle 14 ist
innerhalb der Wickelwelle 14 angeordnet. Es ist daher nicht
notwendig, den Motor 17 außerhalb der Wickelwelle 14 anzuordnen,
und die Größe der Luftkanal-Schalteinrichtung
kann erheblich reduziert werden.
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Da
der Verzögerungsmechanismus 21 mit Schraubeingriff
zwischen dem aufnehmenden Schneckenelement 24 und der Schraubspindel 23 ausgebildet
ist, lässt
sich ein großes
Verzögerungsverhältnis leicht
erreichen. Daher lässt
sich der notwendige Abtrieb des Motors 17 reduzieren, die
Größe des Motors 17 insgesamt
kann vermindert werden. Da weiterhin das Verzögerungsverhältnis des Verzögerungsmechanismus 21 groß ist, ist
auch die Drehkraft, um die Schraubspindel 23 unter Verwendung
der Kraft von der Wickelwelle 14 in Drehung zu versetzen,
groß.
Die Position der Wickelwelle 14 und die Position des Filmelements 12 können genau durch
die Regeleinrichtung geregelt werden.
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(Zweite Ausführungsform)
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Nach
der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wird elektrischer
Strom an den Motor 17 geliefert, der innerhalb der Wickelwelle 14 untergebracht
ist, und zwar durch die elektrischen leitfähigen Elemente 15a, 15b des
Filmelements 12, die Leiterelemente 26a, 26b des
zylindrischen Körperteils 14a,
die Kollektorringe 25a, 25b und die Motoranschlüsse 17b, 17c.
Bei der zweiten in 6 gezeigten Ausführungsform
sind die positiven und negativen Motorzuführungsdrähte (Anschlussverbinder) 17d, 17e elektrisch
mit dem Motor 17 verbunden und erstrecken sich bis außerhalb
der Seitenwandung 19a des Klimatisierungsgehäuses 10 durch
das Innere des Wellenteils 18b und das Innere des beweglichen
Führungsteils 18d des
Motorbefestigungsteils 18. Bei dieser Ausführungsform
ist es nicht notwendig, die elektrisch leitfähigen Elemente 15a, 15b des Filmelements 12,
das Leiterelement 26a, 26b der Wickelwelle 14 und
die Kollektorringe 25a, 25b, beschrieben in der
ersten Ausführungsform,
vorzusehen. Daher wird der Aufbau der elektrischen Verbindung zum
Motor 17 einfach.
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Die
Motoranschlussleitungen 17d, 17e bewegen sich
in Bewegungsrichtung A zusammen mit dem Motorbefestigungselement 18.
Wenn die Tip-Endteile der Motoranschlussdrähte 17d, 17e elektrisch
mit einem festen Zuführungsdraht
des Klimatisierungsgehäuses 10 verbunden
sind, kann eine Zuführungsdrahtlänge entsprechend
der Bewegung der Wickelwelle 14 in Richtung A entweder
in oder bezüglich
der Motoranschlussdrähte 17d, 17e oder des
festen Zuführungsdrahtes
vorgesehen sein.
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Alternativ
kann ein Klemmenteil der Motorzuführungsdrähte 17d, 17e vorgesehen
sein, um gleitverschieblich ein festes gleitverschiebliches Leiterelement
des Klimatisierungsgehäuses 10 zu
kontaktieren. In diesem Fall kann das feste gleitfähige Leiterelement
vorgesehen sein, um sich linear in Richtung A längs der gleitverschieblichen
Nut 20a zu erstrecken.
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(Andere Ausführungsformen)
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Obwohl
die Erfindung in Zusammenhang mit einigen bevorzugten Ausführungsformen
beschrieben wurde und zwar anhand der beiliegenden Zeichnungen,
ist darauf hinzuweisen, dass die verschiedensten Änderungen
und Modifikationen im Rahmen der Erfindung für den Fachmann klar sind.
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So
werden beispielsweise bei den oben beschriebenen Ausführungsformen
die beweglichen Führungsteile 18d, 18e,
die im Motorbefestigungselement 18 vorgesehen sind, in
die Einführungsnuten 20a, 20b des
Klimatisierungsgehäuses 10 eingeführt, das
Motorbefestigungselement 18 wird in Bewegungsrichtung A
der Wickelwelle 14 bewegt. Die schienenförmigen Vorsprünge, die
sich in Richtung der Bewegungsrichtung A erstrecken, können aber im
Klimatisierungsgehäuse 10 vorgesehen
sein, und Ausnehmungsteile, in welche die schienenförmigen Vorsprünge passen,
können
auf den Tip-Endteilen der Wellenteile 18b, 18c des
Motorbefestigungselements 18 angeordnet sein, so dass das
Motorbefestigungselement 18 in Bewegungsrichtung A der
Wickelwelle 14 bewegt wird.
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Bei
den oben beschriebenen Ausführungsformen
hat der Pass-Ausnehmungsteil 18h eine umgekehrt trapezoidförmige Gestalt
und kontaktiert rechte und linke Seitenflächen sowie die Bodenfläche des
Schneckenelements 24 und ist im Motorbefestigungselement 18 ausgebildet;
somit wird eine Drehung des Schneckenelements oder aufnehmenden
Elements 24 begrenzt oder unterbunden. Die Ausgestaltungen
des aufnehmenden oder Schneckenelements 24 und des Pass-Ausnehmungsteils 18h können jedoch
verändert
werden, wenn die Drehung des Schneckenelements 24 begrenzt
werden kann bzw. begrenzt wird. So kann beispielsweise eine flache
oder nicht-flache Kontaktfläche
zwischen dem Motorbefestigungselement 18 und dem Aufnehmerelement
bzw. der Schnecke 24 vorgesehen sein, um die Drehung der
Schnecke 24 zu begrenzen.
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Alternativ
kann ein anderes unterschiedliches Element getrennt vom Motorbefestigungselement 18 angeordnet
sein, um die Schnecke 24 zu kontaktieren und so die Drehung
des Schneckenelements 24 zu begrenzen.
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Bei
der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wird eine Luftkanal-Schalteinrichtung
verwendet, um einen Kaltluftkanal oder einen Warmluftkanal in der Fahrzeugklimaanlage
zu öffnen
und zu schließen.
Die Luftkanal-Schalteinrichtung kann jedoch zum Öffnen und Schließen eines
Luftauslasskanals einer Fahrzeugklimaanlage Anwendung finden. Weiterhin
kann die Luftkanal-Schalteinrichtung in geeigneter Weise Anwendung
finden, um einen Luftkanal zu öffnen
und zu schließen
ohne Beschränkung auf
eine Fahrzeugklimaanlage.
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Während die
Erfindung mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde,
erkennt der Fachmann, dass sie nicht auf die bevorzugten Ausführungsformen
und Konstruktionen begrenzt ist. Die Erfindung soll verschiedene
Modifikationen und äquivalente
Anordnungen mit abdecken. Zusätzlich,
während
die verschiedenen Elemente der bevorzugten Ausführungsformen in verschiedenen
Kombinationen und Konfigurationen, die exemplarisch sind, gezeigt
sind, liegen andere Kombinationen und Konfigurationen einschließlich mehr,
weniger oder nur mit einem einzigen Element ebenfalls im Sinne und Schutzumfang
der Erfindung.