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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Offenbarung betrifft Verschluss- oder Luftklappensysteme mit variablem Durchfluss für Fahrzeuge.
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HINTERGRUND
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Bei Fahrzeugen kann eine Luftströmung zum Einsatz kommen, um Bauteile innerhalb eines Motorraums, einschließlich des Motors oder des Getriebes, zu kühlen. Eine Luftströmung kann für die Verbrennung oder für andere Nutzungszwecke außerdem zu dem Insassenabteil geleitet werden. Weitere Bauteile, wie etwa Bremsen, Fahrzeugelektronik, Motoren und dergleichen, können entweder direkt oder indirekt durch die Luftströmung gekühlt werden. Die Bauteile und Systeme, welche die Luftströmung nutzen, benötigen jedoch unter Umständen nicht immer die gesamte Menge der dem Fahrzeug zur Verfügung stehenden Luftströmung. Bauteile mit variabler Luftströmung können dazu verwendet werden, Luftströmungsdurchgänge, -öffnungen oder -kanäle selektiv zu öffnen oder zu schließen.
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KURZFASSUNG
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Es wird ein Verschlussaggregat bereitgestellt. Das Verschlussaggregat umfasst zumindest einen ersten Flügel und einen ersten Flügelanschlag. Der erste Flügel ist zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung beweglich. Der erste Flügelanschlag ist relativ zu dem ersten Flügel selektiv zwischen einer Sperrstellung und einer freien Stellung beweglich.
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Der erste Flügelanschlag ist so ausgelegt, dass er den ersten Flügel um ein vorbestimmtes Abstandsmaß vorbelastet, wenn sich der erste Flügelanschlag in der Sperrstellung befindet. Alternativ dazu kann der erste Flügelanschlag ist so ausgelegt sein, dass er eine Vorbelastungskraft auf den ersten Flügel ausübt, wenn sich der erste Flügelanschlag in der Sperrstellung befindet. Der erste Flügelanschlag ist so ausgelegt, dass er eine Bewegung des ersten Flügels zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung erlaubt, wenn sich der erste Flügelanschlag in der freien Stellung befindet.
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Die obigen Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich mit größerer Deutlichkeit aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung einiger der besten Umsetzungsarten der Erfindung und anderer Ausführungsformen derselben gemäß deren Definition in den beigefügten Ansprüchen und in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische, isometrische Ansicht eines Frontabschlussblechs und Kühlergrillsystems mit einem Verschluss- oder Luftklappenaggregat mit variabler Luftströmung;
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2A ist eine schematische Seitenansicht eines linearbeweglichen Verschlussaggregats mit zwei verbundenen Flügeln und einem Gleitreib-Flügelanschlag;
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2B ist eine schematische Seitenansicht eines drehbeweglichen Verschlussaggregats mit zwei verbundenen Flügeln und einem Gleitreib-Flügelanschlag;
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3 ist eine schematische Seitenansicht eines Verschlussaggregats ähnlich dem in 1 gezeigten, welches ein fest zugeordnetes Stellglied mit biegsamen Verbindungselementen aufweist;
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4 ist eine schematische Seitenansicht eines Verschlussaggregats ähnlich dem in 1 gezeigten, welches ein einzelnes Stellglied aufweist, das gleichermaßen ein Flügelaggregat und einen Flügelanschlag durch einen Malteserkreuzmechanismus positioniert;
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5 ist eine schematische Seitenansicht eines Verschlussaggregats, welches ein einziges Stellglied aufweist, das gleichermaßen ein erstes Flügelaggregat und außerdem einen Flügelanschlag für ein zweites Flügelaggregat positioniert;
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6 ist eine schematische Seitenansicht eines anderen Verschlussaggregats, welches ein gemeinsames Stellglied aufweist, das gleichermaßen das erste Flügelaggregat und außerdem den Flügelanschlag für das zweite Flügelaggregat positioniert; und
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7 ist eine schematische Seitenansicht eines Flügelaggregats, welches durch ein Federelement vorbelastet ist, um einen Abstandsspalt zu schließen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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In den Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszahlen über die verschiedenen Ansichten hinweg wann immer möglich auf gleiche oder ähnliche Bauteile beziehen, ist in 1 eine schematische Darstellung eines Kühlergrillsystems 10 für ein (nur abschnittweise gezeigtes) Fahrzeug dargestellt. 1 zeigt eine isometrische Ansicht einiger Hauptbauteile des Kühlergrillsystems 10, welches innerhalb eines Frontabschlussblechs 12 gelegen ist. Das Kühlergrillsystem 10 kann auch an anderen Stellen des Fahrzeugs angebracht sein und der hier gezeigte, spezifische Anbringungsort ist nicht einschränkend zu betrachten. Merkmale und Bauteile, welche in anderen Figuren gezeigt sind, können in die in 1 gezeigten integriert sein und zusammen mit diesen verwendet werden.
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Die vorliegende Erfindung ist zwar im Detail in Bezug auf Kraftfahrzeuganwendungen beschrieben, für den Fachmann ist jedoch die breitere Anwendbarkeit der Erfindung erkenntlich. Für den Fachmann ist festzustellen, dass Begriffe wie ”oberhalb”, ”unterhalb”, ”aufwärts”, ”abwärts” usw. in beschreibender Weise in Zusammenhang mit den Figuren verwendet werden und keine Einschränkungen hinsichtlich des Umfangs der Erfindung darstellen, welcher in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
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Das Kühlergrillsystem 10 umfasst ein erstes Verschlussaggregat 14 und ein zweites Verschlussaggregat 16, die einander (wie hier gezeigt) sehr ähnlich sein können, oder die sich in Größe, Form und Betriebsweise voneinander unterscheiden können. Durch selektives Positionieren der Verschlussaggregate 14, 16 wird die Luftströmung an dem Kühlergrillsystem 10 vorbei zu verschiedenen Bauteilen des Fahrzeugs, einschließlich Brennkraftmaschinen, Motoren oder Kühler, welche diese Luftströmung nutzen, verändert. Die Verschlussaggregate 14, 16 und das Kühlergrillsystem 10 sind hier zwar am Frontabschlussblech 12 gezeigt, die betreffenden Bauteile können jedoch auch an anderen Stellen des Fahrzeugs angebracht sein und die hier gezeigten, spezifischen Anbringungsorte sollen keine Einschränkungen darstellen.
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Ein jedes der Verschlussaggregate 14, 16 umfasst eine Mehrzahl von Flügeln 20, die auch als einzelne Verschlussklappen, Luftklappen oder Lamellen bezeichnet werden können. Der hier verwendete Begriff ”Flügel” bezieht sich auf einen der Flügel 20, während sich der Begriff ”Verschlussaggregat” auf Gruppen der Flügel 20 bezieht, die als Gruppe betrieben, betätigt oder gesteuert werden, wie etwa das eine oder das andere der in 1 gezeigten Verschlussaggregate 14, 16. Für den Fachmann ist festzustellen, dass auch andere Begriffe verwendet werden können, um auf einzelne Bauteile oder Gruppen von diesen Bezug zu nehmen. Die Flügel 20 können mit Zahlenbezeichnungen versehen sein und ein jeder der Flügel 20 der Verschlussaggregate 14, 16 kann als erster, zweiter, dritter, vierter bezeichnet werden oder durch eine höhere Zahl benannt sein. Bei dem in 1 gezeigten Kühlergrillsystem 10 umfasst ein jedes der Verschlussaggregate 14, 16 sechs Flügel 20.
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Die Flügel 20 der Verschlussaggregate 14, 16 können direkt an Abschnitten des Frontabschlussblechs 12 montiert sein. Alternativ dazu können die Flügel 20 an (nicht separat gekennzeichneten) Rahmenelementen montiert sein, die an dem Frontabschlussblech 12 oder an einem anderen Strukturbauteil angebracht sind.
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Ein Positionsstellglied 22 ist schematisch in 1 gezeigt und ist funktional an den Flügeln 20 des ersten Verschlussaggregats 14 und an den Flügeln 20 des zweiten Verschlussaggregats 16 angebracht. Die Flügel 20 eines jeden Verschlussaggregats 14, 16 sind so ausgelegt, dass sie zwischen zumindest einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung beweglich sind, sie können jedoch auch für zusätzliche Stellungen ausgelegt sein.
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Die Verschlussaggregate 14, 16 können mit einer offenen Stellung ausgelegt sein, welche auslegungsgemäß eine maximale Luftströmung durch die Verschlussaggregate 14, 16 hindurchlässt, wie dies beispielsweise bei der in 1 gezeigten Stellung der Fall ist. Die Verschlussaggregate 14, 16 können mit einer geschlossenen Stellung ausgelegt sein, welche auslegungsgemäß eine Luftströmung durch die Verschlussaggregate 14, 14 hindurch im Wesentlichen versperrt. In der geschlossenen Stellung wären die Flügel 20 aus 1 um ungefähr neunzig Grad gedreht und würden eine geschlossene Wand bilden, durch welche in den meisten Fällen nur wenig Luft hindurchströmen würde.
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Das Positionsstellglied 22 und die Verschlussaggregate 14, 16 können auch so ausgelegt sein, dass sie die Flügel 20 in eine oder mehrere Zwischenstellungen platzieren. Die Zwischenstellungen können so ausgelegt sein, dass sie eine teilweise Luftströmung erlauben, so dass die Verschlussaggregate 14, 16 weder vollständig offen noch vollständig geschlossen sind. Das Positionsstellglied 22 und die Verschlussaggregate 14, 16 können weiterhin mit zahlreichen Zwischenstellungen ausgelegt sein, so dass die Flügel 20 in einer nahezu unendlichen Anzahl von Stellungen zwischen geöffnet und geschlossen – unter Miteinbeziehung der jeweiligen Endstellungen – platziert werden können. Die offene Stellung, die geschlossene Stellung oder jede beliebige der Zwischenstellungen kann als die erste Stellung, die zweite Stellung oder eine andere Stellung bezeichnet werden.
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Das Positionsstellglied 22 kann für eine Verbundsteuerung oder nichtsequenzielle Steuerung der Verschlussaggregate 14, 16 ausgelegt sein, so dass die Stellung der Flügel 20 in dem ersten Verschlussaggregat 14 völlig unabhängig von der Stellung der Flügel 20 in dem zweiten Verschlussaggregat 16 gesteuert werden kann. Außerdem können zusätzliche Positionsstellglieder 22 integriert sein, so dass ein jedes der Verschlussaggregate 14, 16 durch sein eigenes, fest zugeordnetes Positionsstellglied 22 gesteuert wird. Das in 1 gezeigte Kühlergrillsystem 10 ist für eine Verbundsteuerung hinsichtlich der Verschlussaggregate 14, 16 ausgelegt. Alternativ dazu kann das Positionsstellglied 22 für eine vernetzte Steuerung ausgelegt sein, so dass die Stellungen der Flügel 20 in dem ersten Verschlussaggregat 14 mit den Stellungen der Flügel 20 in dem zweiten Verschlussaggregat 16 vernetzt oder in Beziehung gesetzt sein können.
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Die Flügel 20 innerhalb entweder des ersten Verschlussaggregats 14 oder des zweiten Verschlussaggregats 16 können durch ein oder mehrere Verbindungsglieder 23 funktional verbunden sein, so dass nur ein Flügel 20 durch das Positionsstellglied 22 zwischen gegebenen Stellungen angetrieben werden muss. Alternativ dazu kann das Positionsstellglied 20 direkt auf das Verbindungsglied 23 einwirken, um alle Flügel 20 in einem der Verschlussaggregate 14, 16 zu bewegen.
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Viele Bauteile werden mit konstruktionsbedingten Toleranzabständen gefertigt, wodurch den Ergebnissen von Fertigungsschwankungen Rechnung getragen wird. So können beispielsweise die Befestigungsschnittstellen zwischen den Flügeln 20 und dem Frontabschlussblech 12 oder zwischen den Flügeln 20 und den Verbindungsgliedern 23 mit größeren Lochöffnungen oder Schlitzen konzipiert sein, als dies nötig wäre, wenn keine solchen Fertigungsschwankungen zu erwarten oder möglich wären. Falls die Flügel 20 daher geringfügig zu groß sind oder die angebrachten Lochöffnungen geringfügig zu klein sind, lassen sich die Flügel 20 durch das Positionsstellglied 22 dennoch ohne Behinderung bewegen. Die konstruktionsbedingten Toleranzabstände können beispielsweise durch Tests oder durch konstruktionstechnische Verfahren bestimmt werden und können als ein vorbestimmter Toleranzabstand bzw. ein vorbestimmtes Abstandsmaß implementiert sein.
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Das Kühlergrillsystem 10 umfasst einen ersten Flügelanschlag 24, der funktional an den Flügeln 20 des ersten Verschlussaggregats 14 angebracht ist oder so ausgelegt ist, dass er mit diesen in Kontakt kommt. Das Kühlergrillsystem 10 umfasst außerdem einen zweiten Flügelanschlag 26, der funktional an den Flügeln 20 des zweiten Verschlussaggregats 16 angebracht ist oder so ausgelegt ist, dass er mit diesen in Kontakt kommt. Durch das Bewegen der Flügel 20 um das vorbestimmte Abstandsmaß kann der – aufgrund von Fertigungsschwankungen und konstruktionsbedingt eingeplanten Toleranzabständen – verfügbare Bewegungsabstand zwischen den Flügeln 20 und der Befestigungsstruktur oder den Verbindungsgliedern 23 reduziert werden. Daher lässt sich auch das Auftreten von Vibrationen und Rasseln bei den Flügeln 20 reduzieren.
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Ein erstes Flügelanschlag-Stellglied 28 ist so ausgelegt, dass es einen ersten Flügelanschlag 24 zwischen zumindest einer Sperrstellung und einer freien Stellung bewegt, und ein zweites Flügelanschlag-Stellglied 29 ist so ausgelegt, dass es einen zweiten Flügelanschlag 26 zwischen zumindest der Sperrstellung und der freien Stellung bewegt. Wenn er durch das erste Flügelanschlag-Stellglied 28 in die Sperrstellung gesetzt wird, setzt der erste Flügelanschlag 24 die Flügel 20 des ersten Verschlussaggregats 14 einer Vorbelastung um das vorbestimmte Abstandsmaß aus. Wenn sich der erste Flügelanschlag 24 jedoch in der freien Stellung befindet, werden die Flügel 20 des ersten Verschlussaggregats 14 durch den Flügelanschlag 24 nicht vorbelastet und können sich über die Abstände der Verbindungsstellen in der Anordnung hinweg bewegen. Diese Bewegungsfreiheit kann zu einer Vibration führen, die ein unerwünschtes Geräusch erzeugen und die Betriebslebensdauer der Bauteile beeinträchtigen kann.
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In ähnlicher Weise belastet der zweite Flügelanschlag 26 die Flügel 20 des zweiten Verschlussaggregats 16 um das vorbestimmte Abstandsmaß vor, wenn das erste Flügelanschlag-Stellglied 28 den zweiten Flügelanschlag 26 in die Sperrstellung setzt, und erlaubt in der offenen Stellung ein Antreiben der Flügel. Der erste Flügelanschlag 24 und der zweite Flügelanschlag 26 können unabhängig voneinander beweglich sein. Alternativ dazu können, wie hier beschrieben, der erste Flügelanschlag 24 und der zweite Flügelanschlag 26 im Hinblick auf ihre Bewegung mit einem oder mehreren Positionsstellgliedern 22 verbunden sein.
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Eine Bewegung über das vorbestimmte Abstandsmaß hinweg zwischen der Sperrstellung und der freien Stellung kann unabhängig von der Stellung der Flügel 20 erfolgen, so dass sich die Flügel 20 in der offenen, der geschlossenen oder jeder beliebigen Zwischenstellung befinden können. Das vorbestimmte Abstandsmaß wird geschätzt oder berechnet und muss nicht unbedingt einen tatsächlichen Abstand oder Spalt in den erzeugten Bauteilen darstellen. Darüber hinaus kann der tatsächliche Abstand zwischen den Bauteilen größer als das vorbestimmte Abstandsmaß sein, da sich die Fertigungsschwankungen in mehrere Richtungen auswirken können.
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Daher sind der erste Flügelanschlag 24 und der zweite Flügelanschlag 26 so ausgelegt, dass sie die Flügel 20 selektiv um das vorbestimmte Abstandsmaß vorbelasten. In dieser Hinsicht bezieht sich der Begriff ”vorbelasten” auf den Versuch, die Flügel 20 um das vorbestimmte Abstandsmaß zu bewegen. In Wirklichkeit kann, je nach tatsächlichem Fertigungszustand der Bauteile, der Abstandsspalt kleiner sein. Daher kann das tatsächliche Abstandsmaß bei den gefertigten Flügeln 20 eher als erwartet schließen, und die Flügel 20 können aufhören, sich zu bewegen, bevor das vorbestimmte Abstandsmaß durchmessen worden ist.
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Mit anderen Worten, der erste Flügelanschlag 24 und der zweite Flügelanschlag 26 sind so ausgelegt, dass sie eine Vorbelastungskraft ausüben. Wobei unter Vorbelastungskraft jene Kraftmenge – oder, bei Drehsystemen, jenes Drehmoment – zu verstehen ist, welches ausreicht, um die Flügel 20 sofern möglich um das vorbestimmte Abstandsmaß zu bewegen. Wenn der erste Flügelanschlag 24 oder der zweite Flügelanschlag 26 in die Sperrstellung bewegt wird, wird die Vorbelastungskraft auf die Flügel 20 ausgeübt, so dass die Flügel 20 über jeden beliebigen Abstand hinweg, der kleiner als das Abstandsmaß ist, vorbelastet werden und mit der Tragstruktur in Kontakt treten.
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Die Abbildung aus 1 umfasst, in hohem Ausmaß schematisch dargestellt, einen Controller oder ein Steuersystem 30. Das Steuersystem 30 kann ein oder mehrere Bauteile (nicht separat gezeigt) mit einem Speichermedium und einem angemessen bemessenen, programmierbaren Speicher umfassen, die in der Lage sind, ein(en) oder mehrere Algorithmen oder Verfahren zur Durchführung der Steuerung des Kühlergrillsystems 10 und anderer Bauteile des Fahrzeugs zu speichern und auszuführen.
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Das Steuersystem 30 steht mit dem Positionsstellglied 22, dem ersten Flügelanschlag-Stellglied 28 und dem zweiten Flügelanschlag-Stellglied 29 in Verbindung und betätigt diese. Von einem oder mehreren Sensoren gesammelte Daten, welche den aktuellen Zustand des Systems (Stellung der Flügel 20, Umgebungstemperatur, Kühlmitteltemperatur, Lüfter-Arbeitszyklus, NVH-Charakteristik, usw.) bestimmen, werden in Verbindung mit einer in dem Steuersystem 30 residenten, programmierten Logik dazu verwendet, die nächste Systemkonfiguration zu bestimmen.
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Jedes Bauteil des Steuersystems 30 kann eine verteilte Controllerarchitektur, beispielsweise eine mikroprozessorbasierte elektronische Steuerung (electronic control unit, ECU), umfassen. Innerhalb des Steuersystems 30 können zusätzliche Module oder Prozessoren vorhanden sein. Das Steuersystem 30 kann in einen Motor- oder Antriebsstrangcontroller oder in einen Hybridsteuerprozessor (HCP) integriert sein, falls es sich bei dem Fahrzeug um ein Hybridfahrzeug oder ein hybrid-elektrisches Fahrzeug handelt.
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In 2A und in 2B, auf welche nun nebst weiterer Bezugnahme auf 1 Bezug genommen wird, sind linear- und drehbewegliche Beispiele von Verschlussaggregaten oder Luftklappensystemen mit Reibanschlägen oder -bremsen gezeigt. In 2A ist ein linearbewegliches Verschlussaggregat 214 gezeigt, welches basierend auf der Stellung eines ersten Flügels 220 und eines zweiten Flügels 221 selektiv eine Luftströmung durch Lochöffnungen in einem Gehäuse 218 erlaubt. In 2B ist ein drehbewegliches Verschlussaggregat 264 gezeigt, welches basierend auf der Stellung eines ersten Flügels 270 und eines zweiten Flügels 271 selektiv eine Luftströmung erlaubt. Merkmale und Bauteile, welche in anderen Figuren gezeigt sind, können in die in 2A und 2B gezeigten integriert sein und zusammen mit diesen verwendet werden.
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Das in 2A gezeigte, linearbewegliche Verschlussaggregat 214 umfasst ein Positionsstellglied 222, welches den ersten Flügel 220 und den zweiten Flügel 221 durch ein Verbindungsglied 223 antreibt. Bei dem Positionsstellglied 222 kann es sich um einen Motor, eine Magnetspule oder ein anderes Stellglied handeln, das in der Lage ist, das Verbindungsglied 223 zu positionieren bzw. anzutreiben, um den ersten Flügel 220 und den zweiten Flügel 221 in eine offene Stellung bzw. eine geschlossene Stellung bzw. eine Zwischenstellung zu positionieren. Alternativ dazu kann das Positionsstellglied mit nur einem der Flügel, nämlich dem ersten Flügel 220 bzw. dem zweiten Flügel 221, funktional verbunden sein und so ausgelegt sein, dass es diesen direkt antreibt, und kann das Verbindungsglied 223 dann dazu verwendet werden, den ersten Flügel 220 und den zweiten Flügel 221 miteinander zu verbinden. Daher bewirkt eine Bewegung des ersten Flügels 220 bzw. des zweiten Flügels 221 auch die Bewegung des jeweils anderen.
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Zur Berücksichtigung von Fertigungsschwankungen können die Berührungsstellen zwischen dem Verbindungsglied 223 und dem ersten Flügel 220 bzw. dem zweiten Flügel 221 jeweils um ein vorbestimmtes Abstandsmaß 232 überdimensioniert sein. Das in 2A schematisch gezeigte, vorbestimmte Abstandsmaß 232 kann zu Veranschaulichungszwecken übertrieben groß dargestellt sein.
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Ein erster Flügelanschlag 224 wirkt auf den ersten Flügel 220 und ist so ausgelegt, dass er den ersten Flügel 220 um das vorbestimmte Abstandsmaß 232 vorbelastet. Ein zweiter Flügelanschlag 226 wirkt auf den zweiten Flügel 221 und ist so ausgelegt, dass er den zweiten Flügel 221 um das vorbestimmte Abstandsmaß 232 vorbelastet. Wenn sie gegen den ersten Flügel 220 und den zweiten Flügel 221 gedrückt werden, wenden der erste Flügelanschlag 224 und der zweite Flügelanschlag 226 jeweils eine Kraft auf und erzeugen eine Reibung, durch welche eine Bewegung des ersten Flügels 220 und des zweiten Flügels 221 begrenzt wird. Der erste Flügelanschlag 224 und der zweite Flügelanschlag 226 können, als Beispiel ohne einschränkenden Charakter, aus Gummi oder Kunststoff geformt sein.
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Indem der erste Flügel 220 und der zweite Flügel 221 nach oben hin (wie in 2A ersichtlich) um das vorbestimmte Abstandsmaß 232 vorbelastet werden, kann bewirkt werden, dass das Verbindungsglied 223 mit dem ersten Flügel 220 bzw. dem zweiten Flügel 221 oder mit allen beiden in Kontakt kommt. Daher kann die Möglichkeit, dass es zu einem Rasseln oder Vibrieren des ersten Flügels 220 und des zweiten Flügels 221 kommt, beträchtlich verringert werden.
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Die Richtung der Vorbelastung ist nicht einschränkend zu verstehen und der erste Flügelanschlag 224 und der zweite Flügelanschlag 226 können so ausgelegt sein, dass sie den ersten Flügel 220 und den zweiten Flügel 221 in Abwärtsrichtung vorbelasten (wie in 2A ersichtlich). Alternativ dazu kann, da der erste Flügel 220 und der zweite Flügel 221 durch das Verbindungsglied 223 verbunden sind, das linearbewegliche Verschlussaggregat 214 auch nur mit dem ersten Flügelanschlag 224 bzw. dem zweiten Flügelanschlag 226 ausgelegt sein. Auch wenn das vorbestimmte Abstandsmaß 232 nur an dem ersten Flügel 220 bzw. dem zweiten Flügel 221 zum Verschwinden gebracht wird, so kann auch dadurch die Möglichkeit, dass es zu einem Rasseln oder Vibrieren des ersten Flügels 220 und des zweiten Flügels 221 kommt, verringert werden.
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Der erste Flügelanschlag 224 und der zweite Flügelanschlag 226 werden jeweils durch ein erstes Flügelanschlag-Stellglied 228 und ein zweites Flügelanschlag-Stellglied 229 betätigt. Das erste Flügelanschlag-Stellglied 228 und das zweite Flügelanschlag-Stellglied 229 bewegen jeweils selektiv den ersten Flügelanschlag 224 und den zweiten Flügelanschlag 226 zwischen einer Sperrstellung (in 2A gezeigt) und einer (in 2A gesehen nach rechts zurückgezogen) freien Stellung, die ein einfacheres Positionieren des ersten Flügels 220 und des zweiten Flügels 221 erlaubt. Bei dem ersten Flügelanschlag-Stellglied 228 und dem zweiten Flügelanschlag-Stellglied 229 kann es sich, als Beispiel ohne einschränkenden Charakter, um Magnetspulen oder Linearmotoren handeln.
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Das in 2B gezeigte, drehbewegliche Verschlussaggregat 264 umfasst ein Positionsstellglied 272, welches den ersten Flügel 270 und den zweiten Flügel 271 durch ein Verbindungsglied 273 antreibt. Bei dem Positionsstellglied 272 kann es sich um einen Motor, eine Magnetspule oder ein anderes Stellglied handeln, das in der Lage ist, das Verbindungsglied 273 zu positionieren bzw. anzutreiben, um den ersten Flügel 270 und den zweiten Flügel 271 in eine offene Stellung bzw. eine geschlossene Stellung bzw. eine Zwischenstellung zu positionieren. Alternativ dazu kann das drehbewegliche Verschlussaggregat 264 so ausgelegt sein, dass das Positionsstellglied 272 nur auf den ersten Flügel 270 (einen Primärflügel) einwirkt und der zweite Flügel 271 (ein Sekundärflügel) durch das Verbindungsglied 273 oder durch eine andere Verbindungsvorrichtung (nicht gezeigt) mitbewegt wird.
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Das drehbewegliche Verschlussaggregat 264 ist in einer im Wesentlichen offenen Stellung gezeigt, die Ausrichtung des ersten Flügels 270 und des zweiten Flügels 271 in einer sich davon unterscheidenden Zwischenstellung ist jeweils durch die gestrichelten Linien 290 und 291 gezeigt. In der vollständig geschlossenen Stellung wird der erste Flügel 270 und der zweite Flügel 271 entweder im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn in eine im Wesentlichen vertikale Ausrichtung gebracht (wie in 2B ersichtlich).
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Zur Berücksichtigung von Fertigungsschwankungen können die Berührungsstellen zwischen dem Verbindungsglied 273 und dem ersten Flügel 270 bzw. dem zweiten Flügel 271 jeweils um ein vorbestimmtes Abstandsmaß 282 überdimensioniert sein. Das in 2B schematisch gezeigte, vorbestimmte Abstandsmaß 282 kann zu Veranschaulichungszwecken übertrieben groß dargestellt sein.
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Ein Flügelanschlag 274 wirkt auf den ersten Flügel 270 und auf den zweiten Flügel 271 und ist so ausgelegt, dass er den ersten Flügel 270 und den zweiten Flügel 271 um das vorbestimmte Abstandsmaß 282 vorbelastet. Wenn er gegen den ersten Flügel 270 und den zweiten Flügel 271 gedrückt wird, übt der Flügelanschlag 274 die Vorbelastungskraft aus und erzeugt eine Reibung, durch welche eine Bewegung des ersten Flügels 270 und des zweiten Flügels 271 begrenzt wird. Der Flügelanschlag 274 kann, als Beispiel ohne einschränkenden Charakter, aus Gummi oder Kunststoff geformt sein oder damit beschichtet sein.
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Indem der erste Flügel 270 und der zweite Flügel 271 nach oben hin vorbelastet werden, wird (wie in 2B ersichtlich) eine Drehung im Gegenuhrzeigersinn um das vorbestimmte Abstandsmaß 282 bewirkt, wodurch bewirkt werden kann, dass das Verbindungsglied 273 mit dem ersten Flügel 270 bzw. dem zweiten Flügel 271 oder mit allen beiden in Kontakt kommt. Daher kann die Möglichkeit, dass es zu einem Rasseln oder Vibrieren des ersten Flügels 270 und des zweiten Flügels 271 kommt, beträchtlich verringert werden.
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Die Richtung der Vorbelastung ist nicht einschränkend zu verstehen und der Flügelanschlag 274 kann so ausgelegt sein, dass er den ersten Flügel 270 und den zweiten Flügel 271 in Abwärtsrichtung vorbelastet und so eine Drehung im Uhrzeigersinn bewirkt (wie in 2B ersichtlich). Alternativ dazu kann, da der erste Flügel 270 und der zweite Flügel 271 durch das Verbindungsglied 273 verbunden sind, das drehbewegliche Verschlussaggregat 264 so ausgelegt sein, dass der Flügelanschlag 274 nur auf einen der Flügel, nämlich den ersten Flügel 270 bzw. den zweiten Flügel 271 einwirkt. Auch wenn das vorbestimmte Abstandsmaß 282 nur an dem ersten Flügel 270 bzw. dem zweiten Flügel 271 zum Verschwinden gebracht wird, so kann auch dadurch die Möglichkeit, dass es zu einem Rasseln oder Vibrieren kommt, verringert werden.
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Der Flügelanschlag 274 wird durch ein Flügelanschlag-Stellglied 278 betätigt. Das Flügelanschlag-Stellglied 278 bewegt den Flügelanschlag 274 selektiv zwischen einer Sperrstellung (in 2B gezeigt) und einer freien Stellung (nach rechts zurückgezogen in der Ansicht in 2B), die ein einfacheres Positionieren des ersten Flügels 270 und des zweiten Flügels 271 erlaubt.
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Bei dem Flügelanschlag-Stellglied 278 kann es sich, als Beispiel ohne einschränkenden Charakter, um Magnetspulen oder Linearmotoren handeln, die so ausgelegt sind, dass sie den Flügelanschlag 274 zwischen der Sperrstellung und der freien Stellung bewegen. Das in 2B gezeigte Flügelanschlag-Stellglied 278 umfasst jedoch ein Paar von Vorbelastungsfedern 284 und ein Aktivmaterial-Stellglied 286. Beim Betrieb des Flügelanschlag-Stellglieds 278 belasten die Vorbelastungsfedern 284 (wie in 2B ersichtlich) den Flügelanschlag 274 nach links in die Sperrstellung vor. Um den Flügelanschlag 274 in die freie Stellung zu platzieren und dadurch eine freie Beweglichkeit des ersten Flügels 270 und des zweiten Flügels 271 zu erlauben, wird das Aktivmaterial-Stellglied 286 ausgelöst und zieht den Flügelanschlag 274 nach rechts (wie in 2B ersichtlich) von dem ersten Flügel 270 und dem zweiten Flügel 271 weg.
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Bei dem Aktivmaterial-Stellglied 286 kann es sich, als Beispiel ohne einschränkenden Charakter, um einen Draht oder eine Feder aus einer Formgedächtnislegierung (Shape Memory Alloy, SMA) handeln. Bei einer solchen Auslegung wird durch das Hindurchführen eines elektrischen Stroms durch das Aktivmaterial-Stellglied 286 eine Kontraktion des SMA-Drahtes oder der SMA-Feder bewirkt, wodurch eine Gegenkraft zu den Vorbelastungsfedern 284 bereitgestellt wird. Es kann auch die umgekehrte Auslegung zum Einsatz kommen, so dass die Vorbelastungsfedern 284 den Flügelanschlag 274 nach rechts in die freie Stellung vorbelasten und das Aktivmaterial-Stellglied 286 den Flügelanschlag 274 nach links in die Sperrstellung bewegt.
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In 3, auf welche nun nebst weiterer Bezugnahme auf 1, 2A und 2B Bezug genommen wird, ist ein Verschlussaggregat 314 gezeigt, welches basierend auf der Stellung einer Mehrzahl von Flügeln 320 selektiv eine Luftströmung durch Lochöffnungen in einem Gehäuse 318 erlaubt. Merkmale und Bauteile, welche in anderen Figuren gezeigt sind, können in die in 3 gezeigten integriert sein und zusammen mit diesen verwendet werden.
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Das in 3 gezeigte Verschlussaggregat 314 umfasst ein Positionsstellglied 322, welches die Flügel 320 durch ein Verbindungsglied 323 antreibt. Bei dem Positionsstellglied 322 kann es sich um einen Motor, eine Magnetspule oder ein anderes Stellglied handeln, das in der Lage ist, das Verbindungsglied 323 zu positionieren bzw. anzutreiben, um die Flügel 320 in eine offene Stellung bzw. eine geschlossene Stellung bzw. eine Zwischenstellung zu positionieren. Das Positionsstellglied 322 kann auch so ausgelegt sein, dass es nur auf den Flügel 320 (den Primärflügel) wirkt, so dass die Bewegung der anderen Flügel 320 (der Sekundärflügel) als Ergebnis der Verbindung durch das Verbindungsglied 323 erfolgt.
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Zur Berücksichtigung von Fertigungsschwankungen können die Berührungsstellen zwischen dem Verbindungsglied 323 und einem jeden der Flügel 320 jeweils um ein vorbestimmtes Abstandsmaß 332 überdimensioniert sein. Das in 3 schematisch gezeigte, vorbestimmte Abstandsmaß 332 kann zu Veranschaulichungszwecken übertrieben groß dargestellt sein. Wie hier beschrieben, ist das Verschlussaggregat 314 mit einem Flügelanschlag 324 gezeigt, der bereits dabei ist, zu versuchen, die Flügel 320 so vorzubelasten, dass diese das Abstandsmaß 332 schließen.
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Ein Flügelanschlag 324 wirkt auf die Flügel 320 und ist so ausgelegt, dass er die Flügel 320 um das vorbestimmte Abstandsmaß 332 durch ein erstes biegsames Verbindungselement 334, ein zweites biegsames Verbindungselement 336 und ein drittes biegsames Verbindungselement 338 vorbelastet. Die biegsamen Verbindungselemente 334, 336, 338 sind so ausgelegt, dass sie die Flügel 320 wenn möglich um das vorbestimmte Abstandsmaß 332 vorbelasten, wenn sich der Flügelanschlag 324 in der Sperrstellung befindet.
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Wenn sie gegen die Flügel 320 gedrückt werden, bringen die biegsamen Verbindungselemente 334, 336, 338 die Vorbelastungskraft auf die Flügel 320 auf, sobald es zu einem Kontakt zwischen den biegsamen Verbindungselementen 334, 336, 338 und den benachbarten Flügeln 320 kommt, falls ein solcher zustande kommt. Die biegsamen Verbindungselemente 334, 336, 338 können, als Beispiel ohne einschränkenden Charakter, aus Gummi oder Kunststoff geformt sein oder damit beschichtet sein. Je nach Form und Auslegung der biegsamen Verbindungselemente 334, 336, 338 können diese auch eine Reibungskraft erzeugen, um eine Beweglichkeit der Flügel 320 zu begrenzen.
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Indem die Flügel 320 nach oben hin vorbelastet werden, wird (wie in 3 ersichtlich) eine Drehung im Gegenuhrzeigersinn um die (nicht nummerierten) Flügeldrehpunkte herum bewirkt, welche durch das vorbestimmte Abstandsmaß 332 begrenzt wird und wodurch bewirkt werden kann, dass das Verbindungsglied 323 mit einem oder mehreren der Flügel 320 in Kontakt kommt. Daher kann die Möglichkeit, dass es zu einem Rasseln oder Vibrieren der Flügel 320 kommt, beträchtlich verringert werden. Mit den biegsamen Verbindungselementen 334, 336, 338 ist es möglich, größeren Fertigungsschwankungen zwischen dem Flügelanschlag 324, dem Verbindungsglied 323 und den einzelnen Flügeln 320 Rechnung zu tragen.
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Es ist anzumerken, dass obwohl in 3 zwar nur die Verbindungsstellen zwischen dem Verbindungsglied 323 und den Flügeln 320 mit Abständen versehen gezeigt sind, sämtliche Verbindungsstellen in dem Verschlussaggregat 314 (beispielsweise die Verbindungsstellen zwischen den Flügeln 320 und dem Gehäuse 318) Abstände aufweisen können. Die Wirkung des Flügelanschlags 324 ist dahingehend, dass versucht wird, alle diese Abstände zu verringern oder zu beseitigen, die Steifigkeit des Verschlussaggregats 314 zu erhöhen und den Reibungswiderstand gegenüber einer Bewegung innerhalb des Verschlussaggregats 314 zu erhöhen, während sich der Flügelanschlag 324 in der gesperrten Stellung befindet. Der Flügelanschlag 324 mildert daher die Ursachen für die Entstehung von Vibration, Geräusch und Rauheit in dem System ab.
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Wenn sich der Flügelanschlag 324 in der ungesperrten Stellung befindet, können durch die inhärente Elastizität der Bauteile des Verschlussaggregats 314 die Abstände zum Teil oder in ihrer Gesamtheit wiederhergestellt werden und kann dadurch die Steifigkeit des Systems sowie dessen Reibungswiderstand gegenüber einer relativen Bewegung seiner Bauteile verringert werden. Dies ermöglicht es, die Flügel 320 relativ einfach in ihre Stellung zurückzuversetzen, wenn sich der Flügelanschlag 324 in der ungesperrten Stellung befindet.
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Bedingt durch Fertigungsschwankungen wurden, wie in 3 gezeigt, die Flügel 320 durch die biegsamen Verbindungselemente 334, 336, 338 in unterschiedlich großem Ausmaß bewegt. Das erste biegsame Verbindungselement 334 ist stark gebogen, weil der benachbarte (in 3 obere) Flügel 320 sich bereits in Kontakt mit dem Verbindungsglied 323 befand. Das zweite biegsame Verbindungselement 336 ist überhaupt nicht gebogen, weil das zweite biegsame Verbindungselement 336 weiter als um das Abstandsmaß 332 von dem benachbarten Flügel 320 entfernt war und ein Spalt zwischen dem benachbarten (in 3 gesehen mittleren) Flügel 320 und dem Verbindungsglied 323 verbleibt. Das dritte biegsame Verbindungselement 338 hat sich teilweise gebogen und hat den Abstandsspalt 332 zwischen dem benachbarten (in 3 gesehen unteren) Flügel 320 und dem Verbindungsglied 323 geschlossen.
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Daher kann einer der Flügel 320 in 3 frei beweglich sein und somit vibrieren, während die beiden anderen gegen das Verbindungsglied 323 hin vorbelastet sind. Alternativ dazu kann der Flügelanschlag 324 einen oder mehrere der Flügel 320 um das Abstandsmaß bewegen, dies kann jedoch unter Umständen nicht ausreichend sein, um den tatsächlich vorhandenen Spalt zwischen dem Flügel 320 und dem Verbindungsglied 323 zu schließen. Das Abstandsmaß 332 kann so gewählt sein, dass alle Flügel 320 gegen das Verbindungsglied 323 hin vorbelastet werden, wodurch die als NVH-Auswirkungen (Noise, Vibration, Harshness – Geräusch, Vibration, Rauheit) bekannten, unerwünschten Nebengeräusche der Abstände der Verbindungsstellen gemildert werden.
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Der Flügelanschlag 324 wird durch ein Flügelanschlag-Stellglied 328 betätigt. Das Flügelanschlag-Stellglied 328 bewegt den Flügelanschlag 324 selektiv zwischen einer Sperrstellung (in 3 gezeigt) und einer freien Stellung (in 3 nach unten zurückgezogen), die ein einfacheres Positionieren und Bewegen der Flügel 320 erlaubt.
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Bei dem Flügelanschlag-Stellglied 328 kann es sich, als Beispiel ohne einschränkenden Charakter, um Magnetspulen oder Linearmotoren handeln, die so ausgelegt sind, dass sie den Flügelanschlag 324 zwischen der Sperrstellung und der freien Stellung bewegen. Das in 3 gezeigte Flügelanschlag-Stellglied 328 umfasst jedoch eine Vorbelastungsfeder 384 und ein Paar von Aktivmaterial-Stellgliedern 386. Beim Betrieb des Flügelanschlag-Stellglieds 328 belastet die Vorbelastungsfeder 384 den Flügelanschlag 324 (wie in 3 ersichtlich) nach oben in die Sperrstellung vor. Um den Flügelanschlag 324 in die freie Stellung zu platzieren und dadurch eine freie Beweglichkeit der Flügel 320 zu erlauben, werden die Aktivmaterial-Stellglieder 386 ausgelöst und ziehen den Flügelanschlag 324 (wie in 3 ersichtlich) nach unten von den Flügeln 320 weg.
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Bei den Aktivmaterial-Stellgliedern 386 kann es sich, als Beispiel ohne einschränkenden Charakter, um Drähte oder Federn aus einer Formgedächtnislegierung (Shape Memory Alloy, SMA) handeln. Bei einer solchen Auslegung wird durch das Hindurchführen eines elektrischen Stroms durch die Aktivmaterial-Stellglieder 386 eine Kontraktion der SMA-Drähte oder der SMA-Federn bewirkt, wodurch eine Gegenkraft zu den Vorbelastungsfedern 384 bereitgestellt wird.
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Je nach Auslegung des Verschlussaggregats 314 kann der Flügelanschlag 324 so gelegen sein, dass die biegsamen Verbindungselemente 334, 336, 338 die Flügel 320 näher bei den Drehpunkten kontaktieren, so dass das Moment – d. h. die durch den Abstand von den Drehpunkten vervielfachte, ein Rasseln verhindernde Kraft –, welches von den biegsamen Verbindungselementen 334, 336, 338 um den Drehpunkt herum ausgeübt wird, klein ist. Dem durch die Betätigung des Flügelanschlags 324 erzeugten Moment kann durch das Positionsstellglied 322 und durch ein beliebiges, daran angebrachtes Getriebe entgegengewirkt werden. Große Veränderungen bei der Ausrichtung der Flügel 320, die durch hohe Momente erzeugt werden, welche von den biegsamen Verbindungselementen 334, 336, 338 stammen, können die Wirksamkeit des Positionsstellglieds 322 und die durch den Controller angewiesene Stellung unterminieren.
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In 4, auf welche nun nebst weiterer Bezugnahme auf 1–3 Bezug genommen wird, ist ein Verschlussaggregat 414 gezeigt, welches basierend auf der Stellung einer Mehrzahl von Flügeln 420 selektiv eine Luftströmung durch ein Gehäuse 418 erlaubt. Merkmale und Bauteile, welche in anderen Figuren gezeigt sind, können in die in 4 gezeigten integriert sein und zusammen mit diesen verwendet werden.
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Das in 4 gezeigte Verschlussaggregat 414 umfasst ein Doppelstellglied 422, welches die Flügel 420 durch ein Flügel-Verbindungsglied 423 antreibt. Das Doppelstellglied 422 kann auch als Malteserkreuzmechanismus, Malteserkreuzgetriebe oder Malteserkreuzrad bezeichnet werden. Wie hier beschrieben, treibt das Doppelstellglied 422 außerdem einen Flügelanschlag 424 an. Das Doppelstellglied 422 kann einen Motor, eine Magnetspule oder ein anderes Stellglied umfassen, welche(s) in der Lage ist, das Flügel-Verbindungsglied 423 anzutreiben, um die Flügel 420 in eine offene Stellung bzw. eine geschlossene Stellung bzw. eine Zwischenstellung zu positionieren, und welche(s) außerdem in der Lage ist, den Flügelanschlag 424 zwischen einer Sperrstellung und einer freien Stellung zu bewegen.
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Zusätzlich zu der gezeigten Auslegung kann das Doppelstellglied ein Getriebe (nicht gezeigt) umfassen, das so ausgelegt ist, dass es eine Krafteinleitung von einem einzelnen Stellantrieb, wie beispielsweise einem Motor (nicht gezeigt), zwischen dem Flügel-Verbindungsglied 423 und dem Flügelanschlag 424 aufteilt. Daher würde das einzelne Stellglied das Getriebe dazu benutzen, um zwei oder mehrere Bauteile aus einer speisenden Energiequelle anzutreiben.
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Zur Berücksichtigung von Fertigungsschwankungen können die Berührungsstellen zwischen dem Flügel-Verbindungsglied 423 und einem jeden der Flügel 420 jeweils um ein vorbestimmtes Abstandsmaß 432 überdimensioniert sein. Das in 4 schematisch gezeigte, vorbestimmte Abstandsmaß 432 kann zu Veranschaulichungszwecken übertrieben groß dargestellt sein. Wie hier beschrieben, ist das Verschlussaggregat 414 mit einem Flügelanschlag 424 gezeigt, der bereits dabei ist, zu versuchen, die Flügel 420 so vorzubelasten, dass diese das Abstandsmaß 432 schließen.
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Ein Flügelanschlag 424 wirkt auf die Flügel 420 und ist so ausgelegt, dass er die Flügel 420 um das vorbestimmte Abstandsmaß 432 durch ein erstes biegsames Verbindungselement 434, ein zweites biegsames Verbindungselement 436 und ein drittes biegsames Verbindungselement 438 vorbelastet. Die biegsamen Verbindungselemente 434, 436, 438 sind so ausgelegt, dass sie die Flügel 420 wenn möglich um das vorbestimmte Abstandsmaß 432 vorbelasten, wenn der Flügelanschlag 424 in die Sperrstellung gebracht wird.
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Wenn sie gegen die Flügel 420 gedrückt werden, bringen die biegsamen Verbindungselemente 434, 436, 438 die Vorbelastungskraft auf die Flügel 420 auf, sobald es zu einem Kontakt zwischen den biegsamen Verbindungselementen 434, 436, 438 und den benachbarten Flügeln 420 kommt, falls ein solcher zustande kommt. Die biegsamen Verbindungselemente 434, 436, 438 können, als Beispiel ohne einschränkenden Charakter, aus Gummi oder Kunststoff geformt sein oder damit beschichtet sein. Je nach Form und Auslegung der biegsamen Verbindungselemente 434, 436, 438 können diese auch eine Reibungskraft erzeugen, um eine Beweglichkeit der Flügel 420 zu begrenzen.
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Indem die Flügel 420 nach oben hin vorbelastet werden, wird (wie in 4 ersichtlich) eine Drehung im Gegenuhrzeigersinn bewirkt, und kann bewirkt werden, dass das Flügel-Verbindungsglied 423 mit einem oder mehreren der Flügel 432 in Kontakt kommt, indem das vorbestimmte Abstandsmaß 432 geschlossen wird. Daher kann die Möglichkeit, dass es zu einem Rasseln oder Vibrieren der Flügel 420 kommt, beträchtlich verringert werden. Mit den biegsamen Verbindungselementen 434, 436, 438 ist es möglich, größeren Fertigungsschwankungen zwischen dem Flügelanschlag 424, dem Flügel-Verbindungsglied 423 und den einzelnen Flügeln 420 Rechnung zu tragen. Wie in 4 gezeigt, ist es bedingt durch Fertigungsschwankungen erforderlich, die Flügel 420 durch die biegsamen Verbindungselemente 434, 436, 438 in unterschiedlich großem Ausmaß zu bewegen.
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Der Flügelanschlag 424 wird durch ein Flügelanschlag-Verbindungsglied 428 betätigt, welches seinerseits durch das Doppelstellglied 422 betätigt wird. Das Flügelanschlag-Verbindungsglied 428 bewegt den Flügelanschlag 424 zwischen einer Sperrstellung (in 4 gesehen nach oben bewegt) und einer freien Stellung (gezeigt in 4), die ein einfacheres Positionieren und Bewegen der Flügel 420 erlaubt.
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Das Doppelstellglied 422 treibt selektiv gleichermaßen das Flügel-Verbindungsglied 423 und das Flügelanschlag-Verbindungsglied 428 an. Das Doppelstellglied 422 umfasst ein Antriebsrad 450, einen Stift 452 und zwei angetriebene Malteserkreuzräder: ein Flügelrad 454 und ein Anschlagrad 456. Während sich das Antriebsrad 450 im Uhrzeigersinn dreht, tritt der Stift 452 zunächst mit einem der Schlitze des Flügelrads 454 in Eingriff, wodurch dessen Drehung im Gegenuhrzeigersinn bewirkt wird.
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Das Antriebsrad 450 kann, als Beispiel ohne einschränkenden Charakter, durch einen Motor, einen Linearmotor oder einen Schrittmotor angetrieben werden. Ungeachtet des Bauteils, durch welches das Antriebsrad 450 mit mechanischer Antriebsbewegung versorgt wird, treibt das einzelne Antriebsrad 450 gleichermaßen die Bewegung und Stellung der Flügel 420 und des Flügelanschlags 424 an. Die Gestänge, Verbindungen, Drehrichtung und Ausrichtung des in 4 gezeigten Doppelstellglieds 422 dienen nur der Veranschaulichung und bei dem Verschlussaggregat 414 können auch andere Auslegungen zur Verwendung kommen, um die Flügel 420 ausgehend von einem einzelnen Stellglied zu positionieren und in ihrer Lage zu sperren.
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Das Flügelrad 454 schiebt ein Verbindungselement 458, welches mit dem Flügel-Verbindungsglied 423 verbunden ist. Das Flügel-Verbindungsglied 423 wird (in 4 gesehen) nach oben bewegt, um die Flügel 420, welche in einer im Wesentlichen offenen Stellung gezeigt sind, zu positionieren. Das Flügel-Verbindungsglied 423 bewegt sich als Ergebnis einer Bewegung des Antriebsrads 450, bis der Stift 452 mit dem Schlitz in dem Flügelrad 454 außer Eingriff tritt. Nach diesem Punkt sind die Flügel 420 positioniert und der Stift 452 steht nicht mehr in Wechselwirkung mit dem Flügelrad 454, wie in 4 gezeigt. Die Flügel 420 sind jedoch aufgrund des Abstandsmaßes 432, welches zur Berücksichtigung von Fertigungsschwankungen konstruktionsbedingt Teil des Verschlussaggregats 414 ist, in geringfügigem Ausmaß frei beweglich.
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Das Antriebsrad 450 dreht sich im Uhrzeigersinn weiter, bis der Stift 452 mit einem Schlitz in dem Anschlagrad 456 in Eingriff tritt, wodurch eine Bewegung des Anschlagrades 456 im Gegenuhrzeigersinn bewirkt wird. 4 zeigt das Doppelstellglied 422 unmittelbar nachdem der Stift 452 mit dem Anschlagrad 456 in Eingriff getreten ist.
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Das Anschlagrad 456 bewegt das Flügelanschlag-Verbindungsglied 428, wodurch bewirkt wird, dass sich der Flügelanschlag 424 (in 4 gesehen) nach oben bewegt. Der Flügelanschlag 424 bewegt die biegsamen Verbindungselemente 434, 436, 438 falls möglich mit den benachbarten Flügeln 420 in Kontakt. Bei Zustandekommen eines Kontakts mit den biegsamen Verbindungselementen 434, 436, 438 werden die Flügel 420 im Gegenuhrzeigersinn gedreht und können den Abstandsspalt 432 zwischen dem Flügel-Verbindungsglied 423 und manchen oder allen der Flügel 420 schließen. Wenn sich das Antriebsrad 450 im Uhrzeigersinn weiterdreht, nachdem sich der Flügelanschlag 424 in der gesperrten Stellung befindet, tritt der Stift 452 mit dem Schlitz in dem Anschlagrad 456 außer Eingriff und beendet dadurch die Bewegung des Anschlagrades 456.
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Aufgrund des Malteserkreuzmechanismus des Doppelstellglieds 422 drehen sich das Flügelrad 454 und das Anschlagrad 456 nur dann, wenn der Stift 452 mit einem Schlitz des jeweiligen Rades in Eingriff steht. In allen anderen Phasen behalten das Flügelrad 454 und das Anschlagrad 456 jene Stellung bei, die sie zuletzt eingenommen hatten, als sie durch den sich in einem ihrer Schlitze bewegenden Stift 452 angetrieben wurden. Die Flügel 420 werden daher stationär gehalten, während der Flügelanschlag 424 neu positioniert wird. Während eines Abschnitts der Drehung des Antriebsrades 450 zwischen den Stellungen, an denen der Stift 452 mit entweder dem Flügelrad 454 oder dem Anschlagrad 456 ein Eingriff tritt, steht der Stift 452 mit keinem der beiden Räder in Eingriff. Während einer solchen Drehung werden die Flügel 420 und der Flügelanschlag 424 gleichermaßen im Wesentlichen stationär gehalten. Durch die Auslegung des Doppelstellglieds 422 und des Verschlussaggregats 414 kann die relative Stellung des Flügelrades 454 und des Anschlagrades 456 verändert werden, um das Ausmaß an kontaktloser Drehung während des Betriebs zu verändern, falls eine solche überhaupt vorgesehen ist.
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Eine Umkehrung des Antriebsrades 450 – also eine Drehung im Gegenuhrzeigersinn, gemäß der Darstellung in 4 – bewirkt, dass das Anschlagrad 456 den Flügelanschlag 424 in die freie Stellung zurückzieht. Das Antriebsrad 450 bewegt daraufhin den Stift 452 zu dem Flügelrad 454 zurück und zieht das verbindende Flügel-Verbindungsglied 423 zurück. Das Zurückziehen des Flügel-Verbindungsglieds 423 bewirkt, dass die Flügel 420, die nun frei beweglich sind, da sich der Flügelanschlag 424 in der freien Stellung befindet, in die geschlossene Stellung (ungefähr neunzig Grad oder Drehung im Uhrzeigersinn gemäß der Darstellung in 4) zurückkehren. Der Flügelanschlag 424 kann außerdem eine Vorbelastungsfeder (in 4 nicht gezeigt) umfassen, die so ausgelegt ist, dass sie den Flügelanschlag 424 in die freie Stellung vorbelastet.
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In 5 und in 6, auf welche nun nebst weiterer Bezugnahme auf 1–4 Bezug genommen wird, sind veranschaulichende Verschlussaggregate gezeigt, bei denen gemeinsame Stellglieder zur Anwendung kommen, um gleichermaßen ein Flügelaggregat zu positionieren und ein anderes Flügelaggregat festzustellen. 5 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Kühlergrillsystems 510 mit einem gemeinsamen Stellglied 522, welches gleichermaßen ein erstes Verschlussaggregat 514 und außerdem einen zweiten Flügelanschlag 526 für ein zweites Verschlussaggregat 516 bewegt oder positioniert. 6 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Kühlergrillsystems 610 mit einem gemeinsamen Stellglied 622, welches gleichermaßen ein erstes Verschlussaggregat 614 und außerdem einen zweiten Flügelanschlag 626 für ein zweites Verschlussaggregat 616 bewegt oder positioniert. Merkmale und Bauteile, welche in anderen Figuren gezeigt sind, können in die in 5 und 6 gezeigten integriert sein und zusammen mit diesen verwendet werden.
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Das gemeinsame Stellglied 522 treibt die Stellung des ersten Verschlussaggregats 514 durch ein Verbindungsglied 523 an. Es ist nur ein Flügelelement 520 für das erste Verschlussaggregat 514 in 5 gezeigt. Das Flügelelement 520 steht jedoch hier gleichermaßen repräsentativ für das Primärflügelelement 520 und für Sekundärflügelelemente (nicht gezeigt, doch das Flügelelement 520 kann mit einem ganzen Flügelaggregat, wie beispielsweise jenem, das in 1 gezeigt ist, verbunden sein). Das Verbindungsglied 523 kann mit den Sekundärflügelelementen verbunden sein oder ein sekundäres Verbindungsglied (nicht gezeigt) kann die Bewegung von dem Primärflügel zu den Sekundärflügeln übertragen. In ähnlicher Weise ist ein einziges Flügelelement 521 repräsentativ für die Mehrzahl von Flügeln für das zweite Verschlussaggregat 516 gezeigt.
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Das Verbindungsglied 523 oder ein anderes Verbindungsglied verbindet das gemeinsame Stellglied 522 mit einem Energiespeichermechanismus 550. Der Energiespeichermechanismus 550 ist mit einem zweiten Flügelanschlag 526 verbunden, welcher so ausgelegt ist, dass er eine ausreichende Kraft aufbringt, um das zweite Verschlussaggregat 516 falls möglich um das vorbestimmte Abstandsmaß zu bewegen und dadurch ein Rasseln oder Vibrieren bei dem zweiten Verschlussaggregat 516 zu begrenzen.
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Der hier verwendete Begriff 'direkte Verbindungen' bezieht sich auf Gestänge ohne Energiespeichermechanismen, wie beispielsweise Federn oder andere hochflexible Elemente. Daher ist das gemeinsame Stellglied 522 durch das Verbindungsglied 523 direkt mit dem Flügelelement 520 verbunden, ist jedoch weder mit dem Flügelelement 521 noch mit dem zweiten Flügelanschlag 526 direkt verbunden.
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Der Energiespeichermechanismus 550 fungiert als eine flexible Kupplung zwischen dem gemeinsamen Stellglied 522 und dem zweiten Flügelanschlag 526. Daher verfügt das gemeinsame Stellglied 522 über eine starre Verbindung zu dem ersten Verschlussaggregat 514 und über eine federnde Verbindung zu dem zweiten Verschlussaggregat 516.
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Das Verschlussaggregat 514 ist in einer ersten Stellung gezeigt, bei welcher es sich um eine im Wesentlichen geschlossene Stellung handeln kann. Zum weiteren Öffnen des Verschlussaggregats 514 drehen sich die Flügelelemente 520 und 521 im Gegenuhrzeigersinn.
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Der Energiespeichermechanismus 550 umfasst eine Feder 552, die zwischen dem Verbindungsglied 523 und einem Anschlag-Verbindungsglied 554 angeordnet ist. Das Anschlag-Verbindungsglied 554 ist direkt mit dem zweiten Flügelanschlag 526 verbunden. Je nach der relativen Stellung des Verbindungsglieds 523 und des Anschlag-Verbindungsglieds 554 überträgt die Feder 552 eine variable Kraftmenge von dem gemeinsamen Stellglied 522 zu dem zweiten Flügelanschlag 526.
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Während des Betriebs des Kühlergrillsystems 510 bewegt das gemeinsame Stellglied 522 das Verbindungsglied 523, wodurch bewirkt wird, dass sich das Flügelelement 520 im Gegenuhrzeigersinn in eine gewünschte zweite Stellung dreht. Das gemeinsame Stellglied 522 bewegt außerdem den Energiespeichermechanismus 550 dergestalt, dass die Anschlag-Verbindung 554 den zweiten Flügelanschlag 526 entweder mit dem zweiten Verschlussaggregat 516 in Kontakt bringt, oder die Kraft, die durch den zweiten Flügelanschlag 526 auf das zweite Verschlussaggregat 516 aufgewendet wird, erhöht.
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Ein zweites Stellglied 556 positioniert das zweite Verschlussaggregat 516 direkt durch das Flügelelement 521. Daher steht es, während das gemeinsame Stellglied 522 zurückgezogen wird, dem zweiten Stellglied 556 frei, das zweite Verschlussaggregat 516 zu positionieren, wobei von dem zweiten Flügelanschlag 526 eine geringe Kraft aufgewendet wird. Wenn jedoch das gemeinsame Stellglied 522 die dem zweiten Flügelanschlag 526 zugeführte Kraft erhöht, wird das zweite Verschlussaggregat 516 durch den zweiten Flügelanschlag 526 dergestalt vorbelastet, dass es den Abstandsspalt schließt und dadurch die Wahrscheinlichkeit, dass bei dem zweiten Verschlussaggregat 526 ein Rasseln oder eine Vibration auftritt, verringert.
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Der Energiespeichermechanismus 550 ist in 5 als eine lineare Feder, und zwar als Feder 552 gezeigt. Der Energiespeichermechanismus 550 kann jedoch auch ein anderer sein, und zwar, als Beispiel ohne einschränkenden Charakter: eine Torsionsfeder, die zwischen einem drehbeweglichen, gemeinsamen Stellglied 522 (wie beispielsweise einem Elektromotor) wirkt; oder ein bogenförmiges, biegsames Element, das sich mit zunehmender Kraft durchbiegt und Energie durch elastische Verformung speichert.
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Obwohl dies in 5 nicht gezeigt ist, kann das zweite Stellglied 556 auch als ein gemeinsames Stellglied ausgelegt sein, um gleichermaßen das zweite Verschlussaggregat 516 zu positionieren und außerdem einen ersten Flügelanschlag (nicht gezeigt) für die Flügelelemente 520, 521 zu betätigen. Ein anderer Energiespeichermechanismus kann zwischen dem zweiten Stellglied 556 und dem ersten Flügelanschlag angeordnet sein und so ausgelegt sein, dass er im Wesentlichen in derselben Weise funktioniert wie der Energiespeichermechanismus 550 und das gemeinsame Stellglied 522.
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In einer anderen Abänderung des in 5 gezeigten Mechanismus kann das zweite Stellglied 556 auch entfallen. In einer solchen Auslegung treibt das erste Stellglied 522 das erste Flügelelement 520 und das zweite Flügelelement 521 von der offenen Stellung in die geschlossene Stellung an – wobei es sich von einer Extremstellung über Zwischenstellungen in die andere Extremstellung bewegt. Das erste Stellglied 522 treibt außerdem indirekt (beispielsweise durch das federnde Verbindungsglied des Energiespeichermechanismus 550) den Flügelanschlag 526 an, nachdem das erste Flügelelement 520 und das zweite Flügelelement 521 jeweils ihre vollständig offene Stellung erreicht haben.
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6 zeigt ebenfalls eine gemeinsame oder geteilte Betätigung der Stellung eines Verschlussaggregats und die Feststellung des anderen Verschlussaggregats. Das gemeinsame Stellglied 622 treibt die Stellung des ersten Verschlussaggregats 614 durch ein Verbindungsglied 623 und durch einen Energiespeichermechanismus 650, der direkt mit dem ersten Verschlussaggregat 614 verbunden ist, an.
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Es ist nur ein Flügelelement 620 für das erste Verschlussaggregat 614 in 6 gezeigt. Das Flügelelement 620 steht jedoch hier gleichermaßen repräsentativ für das Primärflügelelement 620 und für Sekundärflügelelemente (die hier nicht gezeigt sind, die jedoch den in 1 gezeigten Flügelaggregaten ähnlich sein können). Das Verbindungsglied 623 kann mit den Sekundärflügelelementen verbunden sein oder ein sekundäres Verbindungsglied (nicht gezeigt) kann die Bewegung von dem Primärflügel zu den Sekundärflügeln übertragen. In ähnlicher Weise ist ein einziges Flügelelement 621 repräsentativ für die Mehrzahl von Flügeln für das zweite Verschlussaggregat 616 gezeigt.
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Das Verbindungsglied 623 verbindet das gemeinsame Stellglied 622 mit dem Energiespeichermechanismus 650. Das Verbindungsglied 623 verbindet außerdem das gemeinsame Stellglied 622 mit dem zweiten Flügelanschlag 626.
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Das Verschlussaggregat 614 ist in einer ersten Stellung gezeigt, bei welcher es sich um eine im Wesentlichen geschlossene Stellung handeln kann. Zum weiteren Öffnen des Verschlussaggregats 614 drehen sich die Flügelelemente 620 und 621 im Gegenuhrzeigersinn.
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Ein erster Flügelanschlag 624 ist in dem Rotationspfad des Flügelelements 620 angeordnet, so dass ein Kontakt mit dem ersten Flügelanschlag 624 das Flügelelement 620 gegen die von dem gemeinsamen Stellglied 622 herrührende Kraft vorbelastet und somit ein Rasseln oder eine Vibration des ersten Verschlussaggregats 614 begrenzt. Der Energiespeichermechanismus 650 ist durch eine Feder 652 mit dem ersten Verschlussaggregat 614 verbunden.
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Der Energiespeichermechanismus 650 fungiert als eine flexible Kupplung zwischen dem gemeinsamen Stellglied 622 und dem ersten Verschlussaggregat 614. Daher verfügt das gemeinsame Stellglied 622 über eine federnde Verbindung zu dem ersten Verschlussaggregat 614 und über eine starre Verbindung zu dem zweiten Verschlussaggregat 616. Nach dem Kontaktieren des ersten Flügelanschlags 624 beeinflusst eine weitere Bewegung des gemeinsamen Stellglieds 622 das erste Verschlussaggregat 614 nicht, bewegt jedoch den zweiten Flügelanschlag 626 weiterhin zu dem zweiten Verschlussaggregat 616 hin oder drückt ihn an dieses an.
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Während des Betriebs des Kühlergrillsystems 610 bewegt das gemeinsame Stellglied 622 das Verbindungsglied 623, welches durch den Energiespeichermechanismus 650 bewirkt, dass sich das Flügelelement 620 im Gegenuhrzeigersinn in eine gewünschte zweite Stellung dreht. Eine Bewegung des Flügelelements 620 kann, je nach Steifigkeit der Feder 652, verzögert werden.
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Das gemeinsame Stellglied 622 bewegt außerdem den zweiten Flügelanschlag 626 dergestalt, dass dieser sich zu dem Flügelelement 621 hin bewegt. Sobald der zweite Flügelanschlag 626 mit dem Flügelelement 621 in Kontakt kommt, wird das zweite Verschlussaggregat 616 einer Vorbelastungskraft unterzogen, die durch den zweiten Flügelanschlag 626 aufgewendet wird. Falls das gemeinsame Stellglied 622 auch das Flügelelement 620 des ersten Verschlussaggregats 614 mit dem ersten Flügelanschlag 624 in Kontakt gebracht hat, wird auch das erste Verschlussaggregat 614 über die Abstandsmaße hinweg vorbelastet und es kommt zu einer Begrenzung seiner Vibration oder seines Rasselns.
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Ein zweites Stellglied 656 positioniert das zweite Verschlussaggregat 616 direkt durch das Flügelelement 621. Daher steht es, während das gemeinsame Stellglied 622 zurückgezogen wird, dem zweiten Stellglied 656 frei, das zweite Verschlussaggregat 616 zu positionieren, wobei von dem zweiten Flügelanschlag 626 eine geringe Kraft aufgewendet wird. Wenn jedoch das gemeinsame Stellglied 622 den zweiten Flügelanschlag 626 mit dem Flügelelement 621 in Kontakt bewegt, wird das zweite Verschlussaggregat 616 dergestalt vorbelastet, dass es den Abstandsspalt schließt und dadurch die Wahrscheinlichkeit, dass bei dem zweiten Verschlussaggregat 626 ein Rasseln oder eine Vibration auftritt, verringert.
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In 7, auf welche nun nebst weiterer Bezugnahme auf 1–6 Bezug genommen wird, ist eine schematische Ansicht des Verschlussaggregats 714 gezeigt, welches einen Primärflügel 720 und einen oder mehrere Sekundärflügel 721 aufweist. Merkmale und Bauteile, welche in anderen Figuren gezeigt sind, können in die in 7 gezeigten integriert sein und zusammen mit diesen verwendet werden.
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Das in 7 gezeigte Verschlussaggregat 714 umfasst ein Positionsstellglied 722, welches den Primärflügel 720 antreibt. Das Positionsstellglied 722 treibt außerdem die Sekundärflügel 721 durch ein Verbindungsglied 723 an. Bei dem Positionsstellglied 722 kann es sich um einen Motor oder um eine Magnetspule oder um ein anderes Stellglied handeln, das in der Lage ist, den Primärflügel 720 in eine offene Stellung bzw. eine geschlossene Stellung bzw. eine Zwischenstellung zu positionieren. Alternativ dazu kann das Positionsstellglied mit dem Verbindungsglied 723 funktional verbunden sein und so ausgelegt sein, dass es dieses direkt antreibt.
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Zur Berücksichtigung von Fertigungsschwankungen können die Drehpunkte für den Primärflügel 720 und die Sekundärflügel 721 jeweils um ein vorbestimmtes Abstandsmaß 732 überdimensioniert sein. Die in 7 schematisch gezeigten, vorbestimmten Abstandsmaße 732 können zu Veranschaulichungszwecken übertrieben groß dargestellt sein.
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Ein Flügelanschlag 724 wirkt auf die Sekundärflügel 721 und/oder auf den Primärflügel 720. Der Flügelanschlag 724 ist so ausgelegt, dass er einen der Sekundärflügel 721 um das vorbestimmte Abstandsmaß 732 vorbelastet. Der Flügelanschlag 724 übt die Vorbelastungskraft aus, durch welche eine Bewegung der Sekundärflügel 721 begrenzt wird. Die anderen Sekundärflügel 721 und der Primärflügel 720 können indirekt ebenfalls durch das Verbindungsglied 723 bewegungseingeschränkt werden. Der Flügelanschlag 724 verringert daher insbesondere in Zwischenstellungen die Wahrscheinlichkeit einer Vibration oder eines Rasselns bei den Sekundärflügeln 721 und dem Primärflügel 720.
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Obwohl dies nicht unbedingt erforderlich ist, kann das Verschlussaggregat 714 auch ein Flügelanschlag-Stellglied 728 umfassen. Das Flügelanschlag-Stellglied 728 ist so ausgelegt, dass es den Flügelanschlag 724 zwischen einer Sperrstellung (gezeigt) und einer freien Stellung (nicht gezeigt, in der Ansicht in 7 nach rechts zurückgezogen) bewegt oder zurückzieht. Der Primärflügel 720 und die Sekundärflügel 721 können sich in der offenen Stellung, in der geschlossenen Stellung oder in einer beliebigen Zwischenstellung befinden, wenn sich der Flügelanschlag 724 in der Sperrstellung befindet.
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Wenn er durch das Flügelanschlag-Stellglied 728 in die freie Stellung zurückgezogen ist, wendet der Flügelanschlag 724 eine verringerte Vorbelastungskraft auf den Primärflügel 720 auf. Ein Verringern der Vorbelastungskraft kann die Reibung an den Sekundärflügeln 721 verringern und so ein Bewegen und Positionieren aller Flügel mit relativ geringerem Kraftaufwand seitens des Positionsstellglieds 722 erlauben.
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Mehrere der Figuren konzentrieren sich auf spezifische Merkmale oder Bauteile der Erfindung. Die in Bezug auf eine Figur gezeigten und beschriebenen Merkmale können jedoch mit Merkmalen, die in Bezug auf die anderen Figuren gezeigt und beschrieben worden sind, kombiniert werden, so dass die Erfindung eine Zusammensetzung von Merkmalen umfassen kann, die in keiner der einzelnen Figuren zur Gänze gezeigt ist.
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Es ist anzumerken, dass obwohl in 2–7 nur manche der Verbindungsstellen mit Abständen gezeigt sind, sämtliche Verbindungsstellen in den jeweiligen Systemen Abstände aufweisen können. Die Wirkungsweise der jeweiligen Flügelanschläge ist so ausgelegt, dass sie diese Abstände in ihrer Gesamtheit oder zum Teil verringern. Die Flügelanschläge sind außerdem so ausgelegt, dass dadurch die Steifigkeit der Systeme insgesamt erhöht wird und dass der Reibungswiderstand innerhalb der Systeme erhöht wird, während sich der Flügelanschlag in der gesperrten Stellung befindet. Die Flügelanschläge mildern daher die Ursachen für Vibration, Geräusch und Rauheit in dem System ab.
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Wenn sich der Flügelanschlag in der ungesperrten Stellung befindet, können durch die inhärente Elastizität der Bauteile des Systems die Abstände zum Teil oder in ihrer Gesamtheit wiederhergestellt werden und kann dadurch die Steifigkeit des Systems sowie dessen Reibungswiderstand gegenüber einer relativen Bewegung seiner Bauteile verringert werden. Dies ermöglicht es, die Flügel relativ einfach in ihre Stellung zurückzuversetzen, wenn sich der Flügelanschlag in der ungesperrten Stellung befindet.
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Die detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren haben unterstützenden und beschreibenden Charakter für die Erfindung, der Umfang der Erfindung ist jedoch allein durch die Ansprüche definiert. Es sind hier zwar einige der besten Umsetzungsarten und Ausführungsformen der beanspruchten Erfindung im Detail beschrieben, es existieren jedoch verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen für die Umsetzung der Erfindung, die in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
