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Die
Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugklimaanlage gemäß dem
Oberbegriff des Anspruches 1 und ein Verfahren zum Herstellung einer
Kraftfahrzeugklimaanlage gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 11.
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Kraftfahrzeugklimaanlagen
dienen dazu, die dem Innenraum eines Kraftfahrzeuges zuzuführende Luft
zu erwärmen und/oder zu kühlen.
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Die
Kraftfahrzeugklimaanlagen sind mit verschiedenen Stellorganen versehen.
Die Stellorgane sind dabei insbesondere als Luftklappen ausgebildete
Luftleiteinrichtungen. Die Luftklappen dienen dabei z. B. zu steuern,
ob dem Fahrzeuginnenraum Luft aus der Umgebung oder aus dem Fahrzeuginnenraum
zugeführt wird. Diese Luftklappen werden als Umluftklappen
bezeichnet. Ferner weist die Kraftfahrzeugklimaanlage außerdem
zusätzliche Luftklappen auf welche dazu dienen, die in
den Fahrzeuginnenraum leitbare Menge an Luft zu steuern. Zum Bewegen
der Luftklappen werden Stellantriebe mit einem Getriebe und einem
Elektromotor verwendet. Die Stellantrie be müssen dabei
unterschiedlich ausgeführt werden, weil Umluftklappen schnell
zu bewegen sind, um schnell von einem Frischluftbetrieb auf einen
Umluftbetrieb und umgekehrt umschalten zu können, und andererseits
bei den Luftklappen zur Steuerung der zuführbaren Luftmenge
aus steuerungs- und regelungstechnischen Gründen nur eine sehr
langsame Verstellung der Lage der Luftklappen gewünscht
ist. Aus diesem Grund ist es erforderlich, zur Herstellung der Kraftfahrzeugklimaanlage
unterschiedliche Stellantriebe vorzuhalten. Dies hat den Nachteil,
dass einerseits unterschiedliche Stellantriebe hergestellt und dies
mit hohen Kosten verbunden ist und andererseits auch bei der Montage
dadurch möglicherweise Montagefehler auftreten können.
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Aus
der
DE 38 35 773 C3 ist
ein Stellantrieb für eine Klimaanlage mit einem Stellmotor,
einem Getriebe einer mit dem Getriebe verbundenen Ausgangswelle
und einem mit der Ausgangswelle verbundenen Stellelement bekannt.
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Die
DE 25 11 562 A1 zeigt
einen Stellmotor zum Antrieb von Luftklappen eines Öl-
oder Gasbrenners mit einem elektrischen Antriebsmotor und einem Ritzel,
das mit einer Antriebswelle in Verbindung steht, wobei das Ritzel
aus einem aus mindestens zwei Schaltstufen bestehenden Getriebe
in Eingriff steht, über das die Antriebswelle betätigt
ist. Die Übersetzungsstufen der Zahnräder können
damit verändert werden.
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Die
EP 1 503 108 A2 zeigt
einen Stellantrieb für eine Kraftfahrzeugklimaanlage. Der
Stellantrieb mit einem Stellmotor und einem Getriebe weist zwei Antriebswellen
mit einem unterschiedlichen Drehmoment für verschiedene
Luftklappen auf.
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Die
US 5 159 854 zeigt einen
Stellantrieb für eine Kraftfahrzeugklimaanlage. Der Stellantrieb
mit einem Stellmotor und einem Getriebe weist zwei Ant riebswellen
auf, die selektiv je nach Drehrichtung des Stellmotors betreibbar
sind.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine Kraftfahrzeugklimaanlage und
ein Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeugklimaanlage zur
Verfügung zu stellen, bei dem ein Stellantrieb mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen
für verschiedene Stellorgane einfach und preiswert hergestellt
und montiert werden kann. Die Kraftfahrzeugklimaanlage soll in der
Herstellung preiswert sein und eine einfache und zuverlässige Montage
bzw. Herstellung ermöglichen.
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Diese
Aufgabe wird gelöst mit einer Kraftfahrzeugklimaanlage,
umfassend ein Gehäuse, wenigstens ein Stellorgan, z. B.
eine Luftleiteinrichtung oder ein Ventil, einen Stellantrieb mit
einem Stellmotor, z. B. einem elektrischen Gleichstrommotor, einer Antriebswelle
und einem Getriebe mit Übertragungselementen zur Übertragung
von Drehmomenten von dem Stellmotor zu der Antriebswelle, wobei
die Antriebswelle mit dem Stellorgan in mechanischer Wirkverbindung
steht zum Bewegen des Stellorganes, wobei in dem Stellantrieb unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse
bei der Übertragung von Drehmomenten von dem Stellmotor
zu der gleichen Antriebswelle einstellbar sind mittels einer Änderung
der Wirkverbindung zwischen in dem Getriebe vorhandenen Übertragungselementen.
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Der
Stellantrieb der Kraftfahrzeugklimaanlage kann mehrere Antriebswellen
aufweisen. Dabei sind von dem Stellantrieb mit mehreren Antriebswellen
unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse bei der Übertragung
von Drehmomenten von dem Stellmotor zu jeweils einer gleichen bzw.
identischen oder jeweils nur einer Antriebswelle einstellbar.
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Damit
sind in vorteilhafter Weise mit einem identischen Stellantrieb an
der wenigstens einen gleichen Antriebswelle unterschiedliche Übersetzungsver hältnisse
von dem Stellmotor zu der wenigstens einen gleichen Antriebswelle
einstellbar, so dass für unterschiedliche Luftklappen nur
eine einheitlicher und identischer Stellantrieb erforderlich ist.
Dadurch können die Kosten für die Kraftfahrzeugklimaanlage gesenkt
werden, weil für verschiedene Luftklappen oder Stellorgane,
z. B. Ventile, nur ein Stellantrieb vorgehalten und hergestellt
werden muss. Ventile dienen z. B. zur Steuerung der durch Leitungen
geleiteten Menge pro Zeiteinheit an Kühlmittel für
einen Wärmeübertrager und/oder an Kältemittel
für einen Kältemittelverdampfer.
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Insbesondere
weist das Getriebe ein Getriebegehäuse auf in dem die Übertragungselemente und/oder
die Antriebswelle angeordnet sind.
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In
einer weiteren Ausgestaltung sind unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse
bei der Übertragung von Drehmomenten von dem Stellmotor
zu der gleichen Antriebswelle einstellbar ohne dass ein Austausch
wenigstens eines Übertragungselementes des Getriebes erforderlich
ist. Aus dem Getriebe, insbesondere aus dem Getriebegehäuse,
ist es damit nicht erforderlich Übertragungselemente auszutauschen,
um unterschiedliche Übertragungsverhältnisse zwischen
dem Stellmotor und der nur einen Antriebswelle zu erhalten. Damit
kann mit einem identischen Stellantrieb, ohne dass ein Montageaufwand erforderlich
ist zum Austauschen von Übertragungselementen, z. B. Zahnrädern,
der Stellantrieb für verschiedene Stellorgane eingesetzt
werden. Die verschiedenen Stellorgane sind dabei mit einer unterschiedlichen
Geschwindigkeit in der Lage zu verstellen.
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In
einer ergänzenden Ausführungsform weist das Getriebe
wenigstens eine Übersetzungswelle mit wenigstens einem Übertragungselement
auf und/oder die Antriebswelle weist das wenigstens eine Übertragungselement
auf und insbesondere sind die wenigstens eine Übersetzungswelle und/oder
der Stellmotor in dem Getriebegehäuse angeordnet.
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Vorzugsweise
umfasst das Getriebe ein Zugmittelgetriebe, z. B. Flachriemengetriebe,
und/oder ein Reibradgetriebe und/oder ein Zahnradgetriebe.
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In
einer Variante ist das wenigstens eine Übertragungselement
ein Zugmittel, z. B. ein Riemen oder eine Kette, und eine Scheibe
und/oder das wenigstens eine Übertragungselement ist ein
Reibrad und/oder das wenigstens eine Übertragungselement ist
ein Zahnrad.
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Zweckmäßig
ist die Lage der Antriebswelle mit wenigstens einem Übertragungselement und/oder
die Lage der wenigstens einen Übersetzungswelle mit wenigstens
einem Übertragungselement in axialer Richtung verstellbar,
so dass mittels einer Änderung der axialen Lage der Antriebswelle und/oder
der wenigstens einen Übersetzungswelle die unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisse
von dem Stellmotor zu der gleichen Antriebswelle einstellbar mittels
einer Änderung der Wirkverbindung zwischen den Übertragungselementen
sind. Die Übertragungselemente sind an der Antriebswelle und/oder
an der Übersetzungswelle befestigt. Bei einer Änderung
der axialen Lage der Antriebswelle und/oder der wenigstens einen Übersetzungswelle verändert
sich damit auch die axiale Lage der Übertragungselemente,
so dass dadurch unterschiedliche Übertragungselemente in
ihrer Wirkverbindung zueinander verändert werden können
und dadurch das Übersetzungsverhältnis von dem
Stellmotor zu der gleichen Antriebswelle veränderbar ist.
Beispielsweise wird der Eingriff zwischen einem Zahnrad A und einem
Zahnrad B gelöst und der Eingriff zwischen einem Zahnrad
C und einem Zahnrad D hergestellt, wobei das Zahnrad A und das Zahnrad
C an einer ersten Übersetzungswelle und das Zahnrad B und
D an einer zweiten Übersetzungswelle angeordnet sind. Das
Zahnrad A und das Zahnrad C bzw. das Zahnrad B und das Zahnrad D
weisen unterschiedliche Größe auf, so dass dadurch
sich das Übersetzungsverhältnis an der ersten Übersetzungswelle verändert.
Das Zahnrad A steht in Eingriff mit einem Zahnrad E an der Antriebswelle.
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In
einer weiteren Ausführungsform weist das Getriebegehäuse
in axialer Richtung der Antriebswelle und/oder der wenigstens einen Übersetzungswelle
wenigstens eine Öffnung auf, so dass durch die wenigstens
eine Öffnung von einem Gegenstand auf die Antriebswelle
und/oder die wenigstens eine Übersetzungswelle eine Kraft
zur Veränderung der axialen Lage der Antriebswelle und/oder
der wenigstens einen Übersetzungswelle aufbringbar ist.
Durch die eine Öffnung kann beispielsweise ein Gegenstand,
z. B. ein Stift eingeschoben werden, welcher die axiale Lage der Übersetzungswelle
verändert. Ferner ist es auch möglich, dass die Übersetzungswelle
durch die Öffnung aus dem Getriebegehäuse herausragt,
so dass dadurch ein Ende oder eine Kontaktfläche der Übersetzungswelle
mit dem Gehäuse oder einer Komponente des Gehäuses
der Kraftfahrzeugklimaanlage in Kontakt tritt und dadurch die Lage
in axialer Richtung der Übersetzungswelle verändert
wird. Die Antriebswelle kann auch eine Übersetzungswelle sein.
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Insbesondere
weist das Getriebegehäuse in axialer Richtung der Antriebswelle
und/oder der wenigstens einen Übersetzungswelle eine Öffnung
auf und die Antriebswelle und/oder die wenigstens eine Übersetzungswelle
ragt durch die Öffnung aus dem Getriebegehäuse
heraus, so dass von außerhalb des Getriebegehäuses,
insbesondere mittels des Gehäuses, auf die Antriebswelle
und/oder die wenigstens eine Übersetzungswelle eine Kraft
zur Veränderung der axialen Lage der Antriebswelle und/oder
der wenigstens einen Übersetzungswelle, insbesondere während
der Montage des Getriebegehäuses an das Gehäuse,
aufbringbar ist.
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In
eine weiteren Ausgestaltung ist die Änderung der axialen
Lage der Antriebswelle und/oder der wenigstens einen Übersetzungswelle
von einem, vorzugsweise elektrischen, Aktuator, z. B. ein Magnet
oder ein Bimetall, veränderbar. Bei einer Verwendung eines,
vorzugsweise elektrischen, Aktuators zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses
von dem Stellmotor zu der Antriebswelle ist es möglich, sowohl
während des Betriebes der Kraftfahrzeugklimaanlage das Übersetzungsverhältnis
zu ändern und dadurch die Bewegungsgeschwindigkeit der Stellorgane,
insbesondere der Luftklappen, an unterschiedliche Betriebsbedingungen
der Kraftfahrzeugklimaanlage anzupassen und zu optimieren. Außerdem
kann das Übersetzungsverhältnis während
der Montage der Kraftfahrzeugklimaanlage mittels des Aktuators verändert
werden, so dass dadurch während der Montage ein manuelles
Verändern des Übersetzungsverhältnisses
von dem Stellmotor zu der gleichen Antriebswelle nicht mehr erforderlich
ist.
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In
einer weiteren Ausgestaltung ist der Aktuator ein Elektromotor.
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Erfindungsgemäßes
Verfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeugklimaanlage, insbesondere einer
in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Kraftfahrzeugklimaanlage,
mit den Schritten: zur Verfügung stellen eines Gehäuses,
zur Verfügung stellen wenigstens eines Stellorganes, z.
B. eine Luftleiteinrichtung oder ein Ventil, zur Verfügung
stellen eines Stellantriebes mit einem Stellmotor, einer Antriebswelle
und einem Getriebe mit Übertragungselementen zur Übertragung
von Drehmomenten von dem Stellmotor zu der Antriebswelle und vorzugsweise
einem Getriebegehäuse, mechanisches Verbinden oder Koppeln
der Antriebswelle mit dem Stellorgan zum Bewegen des Stellorganes
mit dem Stellantrieb, wobei in dem Stellantrieb unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse
bei dem Übertragen von Drehmomenten von dem Stellmotor
zu der gleichen Antriebswelle eingestellt werden indem eine Wirkverbindung
zwischen in dem Getriebe vorhandenen Übertragungselementen
geändert wird.
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In
einer ergänzenden Variante wird während des Einstellen
des unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisses
von dem Stellmotor zu der gleichen Antriebswelle die Lage wenigstens
eines Übertragungselementes verändert und/oder
es ist kein Austausch wenigstens eines Übertragungselementes
aus dem Getriebe, insbesondere aus dem Getriebegehäuse, erforderlich.
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In
einer weiteren Variante wird ein Getriebe zur Verfügung
gestellt, das zusätzlich eine Übersetzungswelle
mit wenigstens einem Übertragungselement, z. B. ein Zugmittel,
beispielsweise ein Riemen oder eine Kette, und eine Scheibe und/oder
ein Reibrad und/oder ein Zahnrad, aufweist.
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In
einer weiteren Ausgestaltung weist die Antriebswelle das wenigstens
eine Übertragungselement auf und/oder die Lage der Antriebswelle
mit dem wenigstens einen Übertragungselement und/oder die
Lage der Übersetzungswelle mit dem wenigstens einen Übertragungselement
wird in axialer Richtung verändert, so dass unterschiedliche Übertragungselemente,
insbesondere Zahnräder, in der Wirkverbindung, insbesondere
dem Eingriff, verändert werden und dadurch unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse
beim Übertragen des Drehmomentes von dem Stellmotor zu
der gleichen Antriebswelle eingestellt werden, insbesondere während
der Montage des Getriebegehäuses an dem Gehäuse.
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Insbesondere
weist das Getriebegehäuse in axialer Richtung der Antriebswelle
und/oder der wenigstens einen Übersetzungswelle wenigstens
eine Öffnung auf und während der Montage des Getriebegehäuses
an dem Gehäuse wird die Lage der Antriebswelle und/oder
der wenigstens einen Übersetzungswelle verändert,
indem die Antriebswelle und/oder die wenigstens eine Übersetzungswelle
in Kontakt zu dem Gehäuse oder einer Komponente, z. B.
ein Stift oder eine Wandung, des Gehäuses tritt, so dass
an einer Kontaktfläche an der Antriebswelle und/oder der
wenigstens einen Übersetzungswelle und dem Gehäuse
oder einer Komponente des Gehäuses ein Kraft aufgebracht
wird zur Veränderung der axialen Lage der Antriebswelle
und/oder der wenigstens einen Übersetzungswelle.
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Vorzugsweise
weist die Kraftfahrzeugklimaanlage wenigstens einen Luftkanal zum
Durchleiten von Luft auf.
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In
einer ergänzenden Ausgestaltung weist die Kraftfahrzeugklimaanlage
wenigstens eine Luftleiteinrichtung, z. B. wenigstens eine Luftklappe und/oder
wenigstens einen Schirm und/oder wenigstens ein Rollband, auf, mittels
der oder denen die durch den wenigstens einen Kanal leitbare Luftmenge
steuerbar ist.
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Insbesondere
besteht das Gehäuse der Kraftfahrzeugklimaanlage wenigstens
teilweise aus Kunststoff.
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Zweckmäßig
ist der wenigstens eine Kanal zum Durchleiten von Luft von einer
Wandung des Gehäuses begrenzt.
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In
einer weiteren Ausgestaltung weist der Stellantrieb eine Positionsermittlungseinrichtung
zur Erfassung der Lage der Antriebswelle und/oder eines Hebels eines
Mechanismus auf.
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Insbesondere
ist die Positionsermittlungseinheit mit einer Steuerungseinheit
für die Kraftfahrzeugklimaanlage verbunden und mittels
der von der Positionsermittlungseinheit erfassten Daten der Stellmotor
steuerbar zur Erzielung einer bestimmten Lage der Antriebswelle
und/oder des Hebels des Mechanismus und damit des Stellorganes.
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Im
Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher
beschrieben. Es zeigt:
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1 einen
Querschnitt einer Kraftfahrzeugklimaanlage mit einem Stellantrieb,
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2 einen
Querschnitt des Stellantriebes gemäß 1,
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3 eine
Teilansicht des Stellantriebes gemäß 2 bei
einer Anbindung an ein Gehäuse in einer ersten Ausführungsform
der Kraftfahrzeugklimaanlage in einer in 2 dargestellten
axialen Lage einer Übersetzungswelle,
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4 eine
Teilansicht des Stellantriebes gemäß 2 bei
einer Anbindung an das Gehäuse in einer ersten Ausführungsform
der Kraftfahrzeugklimaanlage in einer in 2 nicht
dargestellten axialen Lage der Übersetzungswelle,
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5 eine
Teilansicht des Stellantriebes gemäß 2 bei
einer Anbindung an das Gehäuse in einer zweiten Ausführungsform
der Kraftfahrzeugklimaanlage in der in 2 dargestellten
axialen Lage der Übersetzungswelle,
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6 eine
Teilansicht des Stellantriebes gemäß 2 bei
einer Anbindung an das Gehäuse in einer zweiten Ausführungsform
der Kraftfahrzeugklimaanlage in der in 2 nicht
dargestellten axialen Lage der Übersetzungswelle,
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7 eine
zweite Ausführungsform einer axialen Lagerung der Übersetzungswelle,
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8 eine
dritte Ausführungsform der axialen Lagerung der Übersetzungswelle
und
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9 einen
Längsschnitt des zu 1 ähnlichen
Stellantriebes.
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1 zeigt
eine Kraftfahrzeugklimaanlage 1 zum Kühlen und/oder
zum Erwärmen von Luft, welche einem Fahrzeuginnenraum eines
Kraftfahrzeuges zugeführt wird. Die Kraftfahrzeugklimaanlage 1 weist
ein Gehäuse 2 aus Kunststoff auf, das Luftkanäle 6 der
Kraftfahrzeugklimaanlage 1 zum Durchleiten von Luft begrenzt.
Die Luft wird von einem Gebläse 7 angesaugt, durch
den bzw. die Luftkanäle 6 geleitet und anschließend
durch Austrittsöffnungen 3 in den Fahrzeuginnenraum
des Kraftfahrzeuges eingeleitet. In dem Luftkanal 6 ist
ein Luftfilter 8, ein Kältemittelverdampfer 4 zum
Kühlen der Luft und ein Wärmeübertrager 5 zum
erwärmen der Luft angeordnet. Der Wärmeübertrager 5 kann
entweder als elektrische Heizeinrichtung ausgebildet sein oder dahingehend,
dass durch den Wärmeübertrager 5 Kühlflüssigkeit
eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeuges (nicht dargestellt)
durchgeleitet wird, so dass das warme Kühlmittel die durch
den Luftkanal 6 geleitete Luft erwärmt.
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Eine
in dem Luftkanal 6 als Luftklappe 11 ausgebildete
Luftleiteinrichtung 10 dient dazu, die Menge an Luft, welche
durch die Austrittsöffnungen 3 austritt, zu steuern.
Hierzu kann die Luftklappe 11 als Stellorgan 9 um
eine Schwenkachse 30 verschwenkt werden. Die Luftklappe 11 weist
eine Verlängerung in Richtung einer Ebene der Luftklappe 11 auf,
die als Hebel 13 ausgebildet ist. Am Ende des Hebels 13 ist ein
Gelenk 12 angebracht. Dieser Hebel 13 ist mit zwei
weiteren Hebeln 13 mittels des Gelenks 12 verbunden.
Ein Hebel 13 ist dabei mit einer Antriebswelle 18 eines
Stellantriebes 16 für die Luftklappe 11 verbunden.
Die Hebel 13 und die Gelenke 12 bilden damit einen
Mechanismus 14 oder eine Kinematik 15 zum Bewegen
der Luftklappe 11 mittels einer Rotationsbewegung der Antriebswelle 18 des
Stellantriebes 16. Der Stellantrieb 16 weist ein
Getriebegehäuse 23 auf. Die Kraftfahrzeugklimaanlage 1 weist
eine weitere, nicht dargestellte Umluftklappe 11 auf, welche
dazu dient, zu steuern ob entweder nur Umluft aus dem Fahrzeuginnenraum
durch die Austrittsöffnungen 3 austritt oder nur
Frischluft aus der Umgebung des Kraftfahrzeuges aus den Austrittsöffnungen 3 in
den Fahrzeuginnenraum eingeleitet wird, indem entweder Umluft oder
Frischluft von dem Gebläse 7 angesaugt wird (nicht
dargestellt). Die nicht dargestellte Umluftklappe 11 wird
dabei ebenfalls von einem weitern, nicht dargestellten Stellantrieb 16 mittels
des Mechanismus 14 bewegt. Die Bewegung der nicht dargestellten
Umluftklappe 11 muss dabei wesentlich schneller ausgeführt
werden als die Bewegung der Luftklappe 11 gemäß 1 zur
Steuerung der durch die Austrittsöffnungen 3 ausleitbaren
Luftmenge pro Zeiteinheit.
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In 2 ist
ein Querschnitt des Stellantriebes 16 gemäß 1 dargestellt.
Der Stellantrieb 16 weist das Getriebegehäuse 23 auf,
in dem eine Antriebswelle 18 mit einem als Zahnrad 22 ausgebildeten Übertragungselement 21 angeordnet
ist. Das Zahnrad 22 ist dabei stoffschlüssig mit
der Antriebswelle 18 verbunden und vorzugsweise besteht
die Antriebswelle 18 und das Zahnrad 22 aus Kunststoff und
ist einteilig hergestellt. Die Antriebswelle 18 ragt durch
eine Öffnung 25 aus dem Getriebegehäuse 23 heraus,
wo die Antriebswelle 18 mit dem Hebel 13 verbunden
ist (nicht in 2 dargestellt), und ist an einem
unteren Ende mittels einer Lagerung 24 an dem Getriebegehäuse 23 gelagert.
In dem Getriebegehäuse 23 ist außerdem
eine erste und zweite Übersetzungswelle 19 mit
je zwei Zahnrädern 22 angeordnet. Die beiden Zahnräder 22,
die in analoger Weise zu der Antriebswelle 18 aus Kunststoff
bestehen, sind einteilig jeweils mit der ersten und zweiten Übersetzungswelle 19 hergestellt.
Die erste Übersetzungswelle 19 ist an einem oberen
Ende mittels einer Lagerung 24 in dem Getriebegehäuse 23 dahingehend
gelagert, dass eine axiale Bewegung der ersten Übersetzungswelle 19 zwischen
zwei axialen Lagen möglich ist. Ein in 2 unten
dargestelltes Ende der ersten Übersetzungswelle 19 ragt
dabei aus dem Getriebegehäuse 23 heraus, d. h.
die erste Übersetzungswelle 19 ist durch eine Öffnung 25 in
dem Getriebegehäuse 23 aus dem Getriebegehäuse 23 herausgeführt.
Eine Druckfeder 32 bringt dabei auf das obere Zahnrad 22 an
der ersten Überset zungswelle 19 dahingehend eine
Kraft auf, dass die Übersetzungswelle 19 in der
in 2 dargestellten axialen Lage gehalten wird (axiale
Arretierung).
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Die
zweite Übersetzungswelle 19, welche zwischen der
ersten Übersetzungswelle 19 und einer Schnecke 31 als Übertragungselement 21 gemäß der
Darstellung in 2 angeordnet ist, ist in axialer Richtung
nicht verschiebbar. Die zweite Übersetzungswelle 19 wird
an beiden Enden mittels der Lagerung 24 gelagert. Die Lagerungen 24 für
die Antriebswelle 18 und für die Übersetzungswellen 19 sind
dabei aus Kunststoff ausgebildet und einstückig mit dem
Getriebegehäuse 23 hergestellt. Die Übersetzungswellen 19 mit
den Zahnrädern 22 und die Antriebswelle 18 sowie
die Schnecke 31 bilden somit ein als Zahnradgetriebe 40 ausgebildetes
Getriebe 20 zur Übertragung eines Drehmomentes
von der Schnecke 21 zu der Antriebswelle 18. Die
Schnecke 31 wird von einem in 2 nicht
dargestellten elektrischen Stellmotor 17 als Gleichstrommotor
angetrieben. Dadurch kann von dem Stellmotor 17 in einem
bestimmten Übersetzungsverhältnis ein Drehmoment
auf die Antriebswelle 18 übertragen werden. Somit
kann durch eine Rotationsbewegung der Antriebswelle 18 der
in 1 dargestellte Mechanismus 14 bewegt
und dadurch die Luftklappe 11 in dem Luftkanal 6 verstellt
werden.
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Die
in 1 dargestellte Kraftfahrzeugklimaanlage 1 weist
neben der in 1 dargestellten Luftklappe 11 auch
eine in 1 nicht dargestellte Umluftklappe 11 auf.
Die Luftklappe 11 und die Umluftklappe 11 sind
dabei in einer unterschiedlichen Geschwindigkeit zu bewegen. Hierzu
ist es erforderlich, das Übersetzungsverhältnis
des Getriebes 20 des Stellantriebes 16 zu verändern.
In der in 2 dargestellten Lage der ersten Übersetzungswelle 19 wird das
Drehmoment von der Schnecke 31 auf das untere Zahnrad 22 der
zweiten Übersetzungswelle 19 übertragen,
anschließend von dem oberen Zahnrad der zweiten Übersetzungswelle 19 auf
das obere Zahnrad der ersten Übersetzungswelle 19 und
anschließend auf das Zahnrad 22 der Ant riebswelle 18. Zur
Veränderung des Übersetzungsverhältnisses des
Getriebes 20 ist es erforderlich, die erste Übersetzungswelle 19 in
axialer Richtung gemäß der Darstellung in 2 nach
oben zu bewegen. Dadurch wird die Wirkverbindung bzw. der Eingriff
zwischen dem oberen Zahnrad 22 der ersten Übersetzungswelle 19 und
dem oberen Zahnrad 22 der zweiten Übersetzungswelle 19 gelöst
und eine Wirkverbindung oder ein Eingriff zwischen dem unteren Zahnrad 22 der
ersten Übersetzungswelle 19 und dem unteren Zahnrad 22 der
zweiten Übersetzungswelle 19 hergestellt. Aufgrund
der unterschiedlichen Größen der beiden Zahnräder 22 der
ersten Übersetzungswelle 19 und der beiden Zahnräder 22 der
zweiten Übersetzungswelle 19 verändert
sich bei einer axialen Verschiebung der ersten Übersetzungswelle 19 nach
oben gemäß der Darstellung in 2 das Übersetzungsverhältnis
zwischen dem Stellmotor 17 und der Antriebswelle 18.
Dadurch ist es möglich, mit einem identischen Stellantrieb 16 die
beiden unterschiedlichen Luftklappen 11, d. h. die in 1 dargestellte
Luftklappe 11 sowie die in 1 nicht
dargestellte Umluftklappe 11 mit verschiedenen Geschwindigkeiten
zu bewegen.
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Bei
der Montage der Kraftfahrzeugklimaanlage 1 wird das Getriebegehäuse 23 an
das Gehäuse 2 der Kraftfahrzeugklimaanlage 1 befestigt.
Die erste Übersetzungswelle 19 des Stellantriebes 16 weist
die in 2 dargestellte axiale Lage auf, wenn auf die erste Übersetzungswelle 19 am
unteren Ende außerhalb des Getriebegehäuses 23 keine
Kraft aufgebracht wird. Bei einem Aufbringen einer Druckkraft am
unteren Ende der ersten Übersetzungswelle 19 in axialer
Richtung in Richtung zu der Druckfeder 32 kann die erste Übersetzungswelle 19 in
der Darstellung gemäß 2 nach oben
geschoben werden. Wird diese Kraft am unteren Ende der ersten Übersetzungswelle 19 nicht
mehr aufgebracht, bewegt sich die erste Übersetzungswelle 19 wieder
in die Lage gemäß 2 aufgrund
der von der Druckfeder 32 auf die erste Übersetzungswelle 19 bzw.
das obere Zahnrad 22 der ersten Übersetzungswelle
aufgebrachten Kraft.
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In 3 und 4 ist
die geometrische Ausbildung einer Wandung des Gehäuses 2 dargestellt, um
die verschiedenen Lagen der ersten Übersetzungswelle 19 bei
der Montage des Getriebegehäuses 23 an das Gehäuse 2 der
Kraftfahrzeugklimaanlage 1 zu erhalten. Zur Erzielung der
in 2 dargestellten Lage der ersten Übersetzungswelle 19 weist das
Gehäuse 2 eine Ausnehmung 28 auf. Bei
der Montage, d. h. dem Anbringen des Getriebegehäuses 23 an
das Gehäuse 2, kann der aus dem Getriebegehäuse 23 herausragende
Teil der ersten Übersetzungswelle 19 in die Ausnehmung 28 eingeschoben
werden, so dass auf die erste Übersetzungswelle 19 von
außerhalb des Getriebegehäuses 23 am
unteren Ende gemäß der Darstellung in 2 auf
die erste Übersetzungswelle 19 keine Kraft aufgebracht wird
und dadurch die Lage der ersten Übersetzungswelle 19 gegenüber
der Darstellung in 2 nicht verändert wird.
Zur Erzielung des Übersetzungsverhältnisses des
Getriebes 20 in der in 2 nicht
dargestellten, nach oben in axialer Richtung verschobenen Lage der
ersten Übersetzungswelle 19, weist das Gehäuse 2 keine
Ausnehmung 28 auf. Dadurch wird beim Montieren bzw. Anbringen
des Getriebegehäuses 23 an dem Gehäuse 2 eine
Kraft von dem Gehäuse 2 auf das untere Ende gemäß der
Darstellung in 2 der ersten Übersetzungswelle 19 aufgebracht.
Es kommt damit zu einer Kontaktfläche 29 an dem
unteren Ende der ersten Übersetzungswelle 19 und
der äußeren Oberfläche des Gehäuses 2 der Kraftfahrzeugklimaanlage 1.
Dadurch wird die erste Übersetzungswelle 19 gemäß der
Darstellung in 2 nach oben verschoben und dadurch
das Übersetzungsverhältnis geändert.
Bei der Montage des Stellantriebes 16 an das Gehäuse 2 ist
aufgrund der geometrisch unterschiedlichen Ausbildung des Gehäuses 2 an
den Montagestellen des ersten Stellantriebes für die Luftklappe 11 und
des zweiten Stellantriebes 16 (nicht dargestellt) für
die Umluftklappe 11 somit eine automatische Einstellung
des notwendigen Übersetzungsverhältnisses jeweils
für die Luftklappe 11 und die in 1 nicht
dargestellte Umluftklappe 11 möglich.
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In
einer zweiten Ausführungsform des Gehäuses 2 gemäß der
Darstellung in 6 weist das Gehäuse 2 einen
Stift 27 als Komponente 26 des Gehäuses 2 auf.
Bei einer Montage des Stellantriebes 16 an dem Gehäuse 2 mit
dem Stift 27 wird somit entgegen der Federkraft der Druckfeder 32 die
erste Übersetzungswelle 19 nach oben verschoben.
Bei einer Ausbildung des Gehäuses 2 gemäß 5 ist kein
Stift 27 vorhanden und es besteht ein ausreichender Abstand
zwischen dem Gehäuse 2 und dem Getriebegehäuse 23,
so dass dadurch das untere Ende gemäß der Darstellung
in 2 der ersten Übersetzungswelle 19 nicht
in Kontakt zu der Wandung des Gehäuses 2 tritt
und somit die axiale Lage der ersten Übersetzungswelle 19 nicht
verändert wird. Das Getriebegehäuse 20 weist
in der zweiten Ausführungsform gemäß 5 und 6 im
Wesentlichen den gleichen Abstand zu dem Gehäuse 2 auf.
Dies gilt auch analog für die erste Ausführungsform.
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In 7 ist
eine zweite Ausführungsform zur axialen Arretierung der
ersten Übersetzungswelle 19 dargestellt. Die erste Übersetzungswelle 19 weist zwei
Ringnuten 33 auf. Ein federartiges Halteelement 34 ist
senkrecht zu einer Längsachse der ersten Übersetzungswelle 19 bewegbar,
so dass dadurch mittels des federartigen Halteelementes 34 die
erste Übersetzungswelle 19 in zwei unterschiedlichen
Lagen in axialer Richtung arretierbar ist. Zur Veränderung
der axialen Lage der ersten Übertragungswelle 19 muss
somit zunächst das federartige Halteelement 34 gemäß der
Darstellung in 7 nach links verschoben werden,
anschließend die axiale Lage der ersten Übersetzungswelle 19 verändert
und darauffolgend wieder das federartige Halteelement 34 nach
rechts verschoben und dadurch in Eingriff mit der anderen Ringnut 33 gebracht
werden.
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In 8 ist
eine dritte Ausführungsform zur axialen Arretierung der
ersten Übersetzungswelle 19 dargestellt. Die erste Übertragungswelle 19 ist
mittels zwei Lagerungen 24 an dem Getriebegehäuse 23 gelagert.
Die Lagerun gen 24 sind dabei als kreisförmige Öffnungen 25 in
dem Getriebegehäuse 23 ausgebildet und weisen
zusätzlich eine Lagernut 36 auf. Die erste Übersetzungswelle 19 ist
am oberen Ende mit einem Rasthaken 35 und einer Axialausnehmung 39 sowie
ebenfalls auch am unteren Ende mit einem Rasthaken 35 und
der Axialausnehmung 39 versehen. In der in 8 dargestellten
Lage in axialer Richtung der ersten Übersetzungswelle 19 greift
der obere Rasthaken 35 in die Lagernut 36 an der
oberen Öffnung 25 als Lagerung 24 ein.
Dadurch kann beim Aufbringen von nur kleinen Kräften die
erste Übersetzungswelle 19 nicht in axialer Richtung
bewegt werden, aufgrund der formschlüssigen Verbindung
zwischen dem Rasthaken 35 und der Lagernut 36.
Beim Aufbringen einer größeren Kraft in axialer
Richtung auf die erste Übersetzungswelle 19 kann
sich der Rasthaken 35 in radialer Richtung nach innen verformen
aufgrund der Axialausnehmung 39, so dass dadurch die formschlüssige
Verbindung zwischen dem Rasthaken 35 und der oberen Lagernut 36 aufgehoben
wird. Beim weiteren Bewegen der ersten Übersetzungswelle 19 nach
oben wird eine formschlüssige Verbindung zwischen dem unteren
Rasthaken 35 und der unteren Öffnung 25 als
Lagerung 24 mit der Lagernut 36 hergestellt. Auf
diese Weise kann die erste Übersetzungswelle 19 in
unterschiedlichen Lagen in axialer Richtung an dem Getriebegehäuse 23 fixiert
werden.
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In 9 ist
eine zweite Ausführungsform des Stellantriebes 16 dargestellt.
An dem Getriebegehäuse 23 ist ein Verbindungsbolzen 37 mit
Rastnasen 38 vorhanden. Mittels des Verbindungsbolzens 27 und der
Rastnasen 38 kann das Getriebegehäuse 23 form-
und/oder kraftschlüssig an dem Gehäuse 2 der Kraftfahrzeugklimaanlage 1 befestigt
werden. Aufgrund der geometrischen Ausbildung der Wandungen des
Getriebegehäuses 2 tritt automatisch eine entsprechende
Lageänderung der ersten Übersetzungswelle 19 für
die jeweils erforderliche Luftklappe 11 bzw. Umluftklappe 11 ein.
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Insgesamt
betrachtet sind mit der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugklimaanlage 1 und
der erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen
einer Kraftfahrzeugklimaanlage wesentliche Vorteile verbunden. Der
identische Stellantrieb 16 wird automatisch bei der Montage
aufgrund der Geometrie des Gehäuses 2 auf das
erforderliche Übersetzungsverhältnis für
unterschiedliche Luftklappen 11 eingestellt, so dass nur
ein preiswert herstellbarer identischer Stellantrieb 16 für
verschiedene Luftklappen 11 erforderlich ist und trotzdem
Montagefehler im Wesentlichen ausgeschlossen werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3835773
C3 [0004]
- - DE 2511562 A1 [0005]
- - EP 1503108 A2 [0006]
- - US 5159854 [0007]