DE102013221336A1 - breather - Google Patents

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DE102013221336A1
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Gerhard Camilo
Udo Mertel
Richard Borris
Andreas Rasch
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Volkswagen AG
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Volkswagen AG
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Abstract

Lüftungsvorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug mit einer Klappe (3) zum Steuern eines Luftstroms und einem Antrieb (5) zum Verstellen der Klappe (3), wobei der Antrieb (1) wenigstens einen Formgedächtnisaktor (7) zum Verstellen der Klappe (3) aufweist, wobei der Formgedächtnisaktor (7) geradlinig und parallel zur Rotationsachse (X) der Klappe (3) wirkt.Ventilation device (1) for a motor vehicle having a flap (3) for controlling an air flow and a drive (5) for adjusting the flap (3), the drive (1) having at least one shape memory actuator (7) for adjusting the flap (3) wherein the shape memory actuator (7) acts in a straight line and parallel to the axis of rotation (X) of the flap (3).

Description

Die Erfindung betrifft eine Lüftungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Klappe zum Steuern eines Luftstroms und einem Antrieb zum Verstellen der Klappe, wobei der Antrieb wenigstens einen Formgedächtnisaktor zum Verstellen der Klappe aufweist.The invention relates to a ventilation device for a motor vehicle with a flap for controlling an air flow and a drive for adjusting the flap, wherein the drive has at least one shape memory actuator for adjusting the flap.

In Kraftfahrzeugen werden zunehmend mehr Anwendungen, zum Beispiel Komfort und Sicherheitssysteme vorgesehen, wodurch sich dort der freie Bauraum reduziert. Teilweise ist es aus Platzmangel sogar schwierig, gewünschte Komponenten im Fahrzeug zu integrieren. Es besteht daher der Wunsch, dass alle vorhandenen Systeme besonders kompakt und leicht aufgebaut werden. Dies gilt auch für Lüftungsvorrichtungen, beispielsweise am Klimagerät. In Klimageräten ist eine hohe Anzahl von Lüftungsklappen vorhanden, die für die Lenkung der Luftströme sorgen. Hierbei werden modulare Antriebseinheiten zum Verstellen der Lüftungsklappen verwendet, die Bauraum benötigen. Häufig ist der erwünschte Bauraum für die Antriebseinheiten so gering, dass aufwändige konstruktive Maßnahmen realisiert werden oder eine hinsichtlich der Leistungsfähigkeit suboptimale Lösung gewählt wird.In motor vehicles, more and more applications, for example, comfort and safety systems are being provided, which reduces the free space there. Partly it is even difficult to integrate desired components in the vehicle due to lack of space. There is therefore a desire that all existing systems are made very compact and lightweight. This also applies to ventilation devices, such as the air conditioner. Air conditioning units have a large number of ventilation flaps that control the flow of air. Here, modular drive units are used for adjusting the ventilation flaps, which require space. Frequently, the desired space for the drive units is so low that complex design measures can be realized or a suboptimal in terms of performance solution is selected.

Im Klimagerät werden derzeit verbreitet Elektromotoren zum Antrieb der Lüftungsklappen eingesetzt. Diese Antriebe sind robust und preisgünstig. Das Anbringen des Elektromotors direkt an der Drehachse der Klappe ist aus Bauraumgründen oft schwierig. An vielen Stellen werden Koppelstangen eingesetzt, die Kraft und Weg vom Elektromotor auf die Klappen übertragen. Weiterhin sind die Elektromotoren aufgrund der eingesetzten Magnete und Spulen relativ schwer.The air conditioner is currently widely used electric motors for driving the ventilation flaps. These drives are robust and inexpensive. The attachment of the electric motor directly to the axis of rotation of the flap is often difficult for space reasons. In many places coupling rods are used, which transmit power and way from the electric motor to the flaps. Furthermore, the electric motors are relatively heavy due to the magnets and coils used.

Es existieren erste Konzepte in denen alternative Antriebe für das Bewegen der Lüftungsklappen eingesetzt wurden. Beispielsweise sind Piezomotoren hierfür bekannt. Piezomotoren sind jedoch kostenintensiv.There are first concepts in which alternative drives were used for moving the ventilation flaps. For example, piezo motors are known for this purpose. Piezomotors are costly.

Aus der DE 102 22 320 A1 ist eine Einrichtung zur Betätigung zumindest einer Steuerklappe zur Steuerung eines Luftstroms bei einem Kraftfahrzeug mittels eines eine Formgedächtnislegierung (FGL) umfassenden Aktors bekannt. Der Aktor ist beispielsweise elektrisch beaufschlagbar, wodurch eine Erwärmung und daraus resultierend eine Formänderung der umfassten Formgedächtnislegierung eintritt. From the DE 102 22 320 A1 a device for actuating at least one control flap for controlling an air flow in a motor vehicle by means of a shape memory alloy (FGL) comprehensive actuator is known. The actuator is, for example, electrically acted upon, whereby a heating and, as a result, a change in shape of the encompassed shape memory alloy occurs.

Bei den bis jetzt entworfenen Antrieben mit Formgedächtnisaktoren wurde ein externer modularer Antrieb vorgeschlagen, der nur geringe Bauraumvorteile zeigt. Analog zum Elektromotor besitzen diese Lösungen ein eigenes Gehäuse, Anschlussstellen, usw.In the previously designed drives with shape memory actuators an external modular drive was proposed, which shows only small space advantages. Analogous to the electric motor, these solutions have their own housing, connection points, etc.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Lüftungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug vorzusehen, die insbesondere hinsichtlich des Bauraums optimiert ist.It is therefore an object of the present invention to provide a ventilation device for a motor vehicle, which is optimized in particular with regard to the installation space.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Lüftungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung.According to the invention, this object is achieved by a ventilation device for a motor vehicle having the features of independent patent claim 1. In the subclaims there are advantageous embodiments and improvements of the invention.

Gemäß einem Aspekt weist eine Lüftungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug eine Klappe zum Steuern eines Luftstroms und einen Antrieb zum Verstellen der Klappe auf, wobei der Antrieb wenigstens einen Formgedächtnisaktor zum Verstellen der Klappe aufweist, und der Formgedächtnisaktor geradlinig und parallel zur Rotationsachse der Klappe wirkt. Unter Formgedächtnisaktor wird hier ein eine Formgedächtnislegierung (FGL) umfassender Aktor verstanden. Dadurch, dass der Formgedächtnisaktor geradlinig und parallel zur Rotationsachse der Klappe wirkt, kann er direkt an der Rotationsachse der Klappe angeordnet werden. Ein Auskragen weg von der Rotationsachse zum Unterbringen eines Hubs des Formgedächtnisaktors ist dadurch dann nicht erforderlich. Hierdurch kann der Formgedächtnisaktor platzsparend an der Klappe vorgesehen werden. Mit diesem Einsatz des Formgedächtnisaktors kann eine kleine und leichte Antriebseinheit zum Antrieb der Klappe bereitgestellt werden. Der Formgedächtnisaktor kann dabei direkt in die Klappenstruktur integriert werden. Aus den zwei Komponenten ist dadurch ein einzelnes Bauteil entstanden, welches durch die erwähnte Integration von Antrieb und Klappe eine große Bauraumreduzierung aufweist. Der Formgedächtnisaktor ist besonders bevorzugt aus einer Nickel-Titan-Basislegierung, insbesondere unter Zusatz von Kupfer und/oder Gallium und/oder Molybdän und/oder Niob und/oder Zirkon und/oder Palladium und/oder Hafnium, oder bevorzugt einer Kupferbasislegierung, insbesondere unter Zusatz von Zink und/oder Aluminium und/oder Nickel und/oder Beryllium hergestellt. According to one aspect, a ventilation device for a motor vehicle has a flap for controlling an air flow and a drive for adjusting the flap, wherein the drive has at least one shape memory actuator for adjusting the flap, and the shape memory actuator acts in a straight line and parallel to the axis of rotation of the flap. A shape memory actuator is understood here as an actuator comprising a shape memory alloy (SMA). Characterized in that the shape memory actuator acts in a straight line and parallel to the axis of rotation of the flap, it can be arranged directly on the axis of rotation of the flap. A cantilever away from the axis of rotation for accommodating a stroke of the shape memory actuator is then not required. As a result, the shape memory actuator can be provided to save space on the flap. With this use of the shape memory actuator, a small and lightweight drive unit for driving the flap can be provided. The shape memory actuator can be integrated directly into the valve structure. From the two components, a single component has been created, which has a large space reduction by the mentioned integration of drive and flap. The shape memory actuator is particularly preferably made of a nickel-titanium base alloy, in particular with the addition of copper and / or gallium and / or molybdenum and / or niobium and / or zirconium and / or palladium and / or hafnium, or preferably a copper-based alloy, in particular below Addition of zinc and / or aluminum and / or nickel and / or beryllium produced.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Formgedächtnisaktor über einen Spindeltrieb mit der Klappe gekoppelt, so dass eine lineare Bewegung des Formgedächtnisaktors in eine Schwenkbewegung der Klappe umgesetzt wird. Hier wird unter Spindelstange eine Stange verstanden, die einen Gewindespindelabschnitt, ein Maschinenelement, das zusammen mit anderen Elementen eine drehende Bewegung in eine translatorische Bewegung umwandelt, aufweist. Eine Hülse ist beispielsweise mittels einer Klebeverbindung drehfest mit der Klappe verbunden und weist einen Vorsprung auf, der in das Gewinde der Gewindespindel eingreift Es wird nun mittels des Formgedächtnisaktors die Spindelstange entlang der Schwenkachse der Klappe verlagert, wodurch die Schwenkbewegung der Hülse mit der daran befestigten Klappe erzeugt wird. Auf diese Weise kann eine sehr kompakte Umsetzung der linearen Bewegung des Formgedächtnisaktors in die Schwenkbewegung der Klappe erreicht werden. Ferner ermöglicht dieser Aufbau die platzsparende Anordnung des Formgedächtnisaktors bei der Rotationsachse der Klappe. Außerdem kann mittels der Gewindeübersetzung und Reibung im Gewinde eine Selbsthemmung erreicht werden, so dass die Klappe in einer Stellung hält. Ferner ist die Vorrichtung besonders leicht.According to one embodiment, the shape memory actuator is coupled to the flap via a spindle drive, so that a linear movement of the shape memory actuator is converted into a pivotal movement of the flap. Here, spindle rod is understood to mean a rod which has a threaded spindle section, a machine element which, together with other elements, converts a rotary movement into a translatory movement. A sleeve is rotatably connected, for example by means of an adhesive connection with the flap and has a projection which engages in the thread of the threaded spindle. The spindle rod is now displaced along the pivot axis of the flap by means of the shape memory actuator, whereby the Pivoting movement of the sleeve is generated with the flap attached thereto. In this way, a very compact implementation of the linear movement of the shape memory actuator can be achieved in the pivoting movement of the flap. Furthermore, this structure allows the space-saving arrangement of the shape memory actuator at the rotational axis of the flap. In addition, by means of the thread translation and friction in the thread self-locking can be achieved, so that the flap holds in one position. Furthermore, the device is particularly light.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Klappe mit der Hülse verklebt, verschraubt, vernietet, oder einstückig damit ausgeführt. Eine Verklebung ermöglicht eine strukturell einfache gewichtsmäßig leichte Verbindung mit einer verteilten Krafteinleitung von zu übertragenden Kräften. Eine Schraubverbindung ist lösbar, so dass ein Austausch der Klappe ohne die Spindelstange möglich ist. Eine Nietverbindung hat den Vorteil, dass sie sich unter Normalbelastung nicht lösen kann. Werden beide Komponenten einstückig, beispielsweise aus hochfesten Kunststoff, ausgeführt, kann eine besonders kostengünstige Fertigung realisiert werden.According to a further embodiment, the flap is glued to the sleeve, screwed, riveted, or made in one piece with it. An adhesive bond allows a structurally simple, by weight, light connection with a distributed introduction of forces to be transmitted. A screw is detachable, so that an exchange of the flap without the spindle rod is possible. A riveted joint has the advantage that it can not come loose under normal load. If both components are made in one piece, for example made of high-strength plastic, a particularly cost-effective production can be realized.

Gemäß einer Ausführungsform ist ein zweiter Formgedächtnisaktor so vorgesehen, dass er entgegengesetzt dem Formgedächtnisaktor wirkt. Beispielsweise zieht der Formgedächtnisaktor die Spindelstange, die in die Hülse eingreift, zu der Hülse hin und verursacht damit ein Schwenken der Klappe in eine erste Richtung. Dazu wird der Formgedächtnisaktor beispielsweise mit Strom beaufschlagt, wodurch er sich zusammen zieht. Wird der zweite Formgedächtnisaktor betätigt und entsprechend der Formgedächtnisaktor nicht mehr betätigt, zieht dieser dann die Spindelstange von der Hülse weg, also in die entgegen gesetzte Richtung, wodurch ein Schwenken der Klappe in die andere Richtung erzielt wird. Der jeweils aktivierte Formgedächtnisaktor längt dabei den jeweils anderen Formgedächtnisaktor und schwenkt die Klappe. Das ist ein technisch sehr einfaches Prinzip, was es ermöglicht beide Schwenkrichtungen durch lediglich auf Zug arbeitende Formgedächtnisaktoren zu realisieren. Beide Formgedächtnisaktoren sind dabei eingerichtet, eine Zugbelastung zu erzeugen.According to one embodiment, a second shape memory actuator is provided to act opposite to the shape memory actuator. For example, the shape memory actuator pulls the spindle rod engaging the sleeve toward the sleeve causing the flap to pivot in a first direction. For this purpose, the shape memory actuator, for example, supplied with electricity, causing it to pull together. If the second shape memory actuator is actuated and no longer actuated in accordance with the shape memory actuator, the latter then pulls the spindle rod away from the sleeve, ie in the opposite direction, thereby achieving pivoting of the flap in the other direction. The respectively activated shape memory actuator lengthens the respective other shape memory actuator and pivots the flap. This is a technically very simple principle, which makes it possible to realize both pivoting directions by only working on train shape memory actuators. Both shape memory actuators are set up to generate a tensile load.

Gemäß einer Ausführungsform ist wenigstens einer der Formgedächtnisaktoren unter Anwendung einer Pulsweitenmodulation regelbar. Dadurch kann eine besonders genaue Positionssteuerung der Klappe zur Verfügung gestellt werden. According to one embodiment, at least one of the shape memory actuators can be controlled using pulse width modulation. As a result, a particularly accurate position control of the flap can be provided.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Stellung der Klappe mittels eines Sensors, insbesondere eines Hall-Sensors, oder einer elektrischen Widerstandsänderung des Formgedächtnisaktors erfassbar. Die genaue Erfassung der Stellung der Klappe ermöglicht eine exakte Positionssteuerung der Klappe. Als Regelgröße wird dabei das Signal vom Hall-Sensor oder der elektrische Widerstand der Drähte des Formgedächtnisaktors verwendet. Der Hall-Sensor kann beispielsweise an der Rotationsachse der Klappe angeordnet werden. Er bietet den Vorteil einer von den Formgedächtnisaktoren unabhängigen Stellungserfassung der Klappe. Wird die Widerstandsänderung des Formgedächtnisaktors verwendet, kann im Idealfall auf einen zusätzlichen zu integrierenden Positionssensor verzichtet werden, was den Aufbau der Lüftungsvorrichtung vereinfacht.According to a further embodiment, a position of the flap by means of a sensor, in particular a Hall sensor, or an electrical resistance change of the shape memory actuator can be detected. The accurate detection of the position of the flap allows exact position control of the flap. The controlled variable used here is the signal from the Hall sensor or the electrical resistance of the wires of the shape memory actuator. The Hall sensor can be arranged, for example, on the axis of rotation of the flap. It offers the advantage of a position detection of the flap independent of the shape memory actuators. If the resistance change of the shape memory actuator is used, ideally an additional position sensor to be integrated can be dispensed with, which simplifies the construction of the ventilation device.

Gemäß einer Ausführungsform ist eine Bremse zum Einschränken der Beweglichkeit der Klappe vorgesehen. Dadurch kann ergänzend zu der Haltekraft des Formgedächtnisaktors eine zusätzliche Haltekraft zur Verfügung gestellt werden. Die Bremse ist beispielsweise eine Kraftschluss-Bremseinheit. According to one embodiment, a brake is provided for restricting the mobility of the flap. As a result, an additional holding force can be provided in addition to the holding force of the shape memory actuator. The brake is for example a traction-brake unit.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein dritter Formgedächtnisaktor zum Betätigen der Bremse vorgesehen. Zum Beispiel wird dabei vom Formgedächtnisaktor ein Konus durch eine Feder gegen ein entsprechendes Gegenprofil gezogen, so dass die Bremse im passiven Zustand des Formgedächtnisaktors bremst. Zum Lösen wird der dritte Formgedächtnisaktor aktiviert und drückt den Konus von der Feder weg, so dass die Bremse gelöst wird.According to a further embodiment, a third shape memory actuator is provided for actuating the brake. For example, a cone is pulled by the shape memory actuator by a spring against a corresponding counter profile, so that the brake brakes in the passive state of the shape memory actuator. To release the third shape memory actuator is activated and pushes the cone away from the spring, so that the brake is released.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren der Zeichnung weiter erläutert.The invention will be further elucidated on the basis of exemplary embodiments with reference to the enclosed figures of the drawing.

Es zeigt schematisch:It shows schematically:

1 eine Lüftungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einer Schnittdarstellung; und 1 a ventilation device according to a first embodiment in a sectional view; and

2 einen Ausschnitt aus der Lüftungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einer Schnittdarstellung. 2 a section of the ventilation device according to the first embodiment in a sectional view.

1 zeigt eine Lüftungsvorrichtung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einer Schnittdarstellung. Ein Ausschnitt A ist in 1 durch ein Rechteck markiert, der anhand von 2 weiter im Detail beschrieben wird. Die Lüftungsvorrichtung 1 weist eine Klappe 3 zum Steuern eines Luftstroms, beispielsweise aus einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, auf. Die Klappe 3 verläuft im Bild lang gestreckt von links nach rechts. Zum Steuern des Luftstroms kann die Klappe 3 um eine Achse X, die hier strichgepunktet im Bild horizontal verlaufend dargestellt ist, geschwenkt werden. 1 shows a ventilation device 1 according to a first embodiment in a sectional view. A section A is in 1 marked by a rectangle based on 2 will be further described in detail. The ventilation device 1 has a flap 3 for controlling an air flow, for example from an air conditioning system of a motor vehicle. The flap 3 runs in the picture stretched long from left to right. To control the air flow, the flap 3 about an axis X, which is dash-dotted line in the image shown horizontally, are pivoted.

Ein Antrieb 5 ist vorgesehen, um zum Schwenken der Klappe 3 ein Drehmoment zur Verfügung zu stellen. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Antrieb 5 einen Formgedächtnisaktor 7 auf, der geradlinig und parallel zur Rotationsachse X der Klappe 3 wirkt. Wirken bedeutet hier, dass der Formgedächtnisaktor 7 eingerichtet ist, eine Verlagerung parallel zur Rotationsachse X der Klappe 3 zu bewirken. Dazu kann bei diesem Ausführungsbeispiel durch das Anlegen bzw. Verändern einer Spannung am Formgedächtnisaktor 7 die Längserstreckung des Formgedächtnisaktors 7 in Richtung der Rotationsachse X verändert werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel verkürzt sich der als Draht ausgeführte Formgedächtnisaktor 7 beim Anlegen einer ausreichend großen elektrischen Spannung.A drive 5 is intended to pivot the flap 3 to provide a torque. In this embodiment has the drive 5 a shape memory actuator 7 on, the straight and parallel to the axis of rotation X of the flap 3 acts. Action here means that the shape memory factor 7 is set up, a displacement parallel to the axis of rotation X of the flap 3 to effect. This can be done in this embodiment by applying or changing a voltage on the shape memory actuator 7 the longitudinal extension of the shape memory actuator 7 be changed in the direction of the axis of rotation X. In this embodiment, the shape memory actuator designed as a wire shortens 7 when applying a sufficiently large electrical voltage.

Eine Hülse 17 ist bei diesem Ausführungsbeispiel drehfest mit der Klappe 3 verbunden. Die Hülse 17 wird mehr im Detail anhand des Ausschnitts A in 2 beschrieben. Mittels der Hülse 17 wird die translatorische lineare Bewegung des Formgedächtnisaktors 7 in Richtung der Achse X in eine Schwenkbewegung der Klappe 3 um die Achse X umgewandelt. Dazu greift ein Vorsprung 11 an der Hülse 17 in eine entsprechende Wendelnut 13 in einer durch den Formgedächtnisaktor 7 linear verschiebbaren Spindelstange 9 ein. Die Hülse 17 ist demnach zur Realisierung eines Spindeltriebes über einen innerem Eingriff mit der Spindelstange 9 gekoppelt. Der Spindeltrieb ermöglicht eine Übersetzung der translatorischen Bewegung der Spindelstange 9 in die rotatorische Bewegung der Hülse 17 mit der daran befestigten Klappe 3. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Formgedächtnisaktor 7 lediglich eingerichtet eine Zugkraft zum linearen verschieben der Spindelstange 9 auszuüben. A sleeve 17 is rotationally fixed with the flap in this embodiment 3 connected. The sleeve 17 becomes more in detail on the basis of the section A in 2 described. By means of the sleeve 17 becomes the translational linear motion of the shape memory actuator 7 in the direction of the axis X in a pivoting movement of the flap 3 converted to the X axis. For this purpose, a head start 11 on the sleeve 17 in a corresponding spiral groove 13 in one by the shape memory actuator 7 linearly displaceable spindle rod 9 one. The sleeve 17 is therefore for the realization of a spindle drive via an internal engagement with the spindle rod 9 coupled. The spindle drive allows a translation of the translational movement of the spindle rod 9 in the rotational movement of the sleeve 17 with the flap attached to it 3 , In this embodiment, the shape memory actuator is 7 merely furnished a tensile force for linear displacement of the spindle rod 9 exercise.

Daher ist ein zweiter Formgedächtnisaktor 15 vorgesehen, der eingerichtet ist, eine Kraft entgegen gerichtet dem ersten Formgedächtnisaktor 7 in Spindelstange 9 einzuleiten. Der erste Formgedächtnisaktor 7 und der zweite Formgedächtnisaktor 15 bewirken, wenn sie geschaltet werden, ein lineares Verschieben der Spindelstange 9. Durch die mit der Spindelstange 9 gekoppelte schwenkbare Hülse 17 kann die Klappe 3 in eine gewünschte Richtung geschwenkt werden, je nachdem welcher der Formgedächtnisaktoren 7, 15 geschaltet wird. Therefore, a second shape memory actuator 15 provided, which is arranged, a force directed against the first shape memory actuator 7 in spindle rod 9 initiate. The first shape memory factor 7 and the second shape memory actuator 15 cause, when switched, a linear displacement of the spindle rod 9 , By the with the spindle rod 9 coupled swiveling sleeve 17 Can the flap 3 be pivoted in a desired direction, depending on which of the shape memory actuators 7 . 15 is switched.

Links im Bild ist ferner eine Bremse 19 der Lüftungsvorrichtung 1 dargestellt. Die Bremse 19 ist so gestaltet, dass ein Konus 25 der Bremse 19 durch eine Feder 23 gegen ein entsprechendes Gegenprofil gedrückt wird. Dadurch wird ein Schwenken der Klappe 3 gebremst, bzw. verhindert. An der Bremse 19 ist ein dritter Formgedächtnisaktor 21 von kurzer Länge vorgesehen, der ziehend gegen die Feder 23 wirkt. Mittels des dritten Formgedächtnisaktors 21 kann die Bremse 19 gelöst werden. Im deaktivierten Zustand des dritten Formgedächtnisaktors 21 ist die Bremse 19 daher betätigt. Mittels der Bremse 19 kann kraftschlüssig eine besonders hohe Haltekraft für die Klappe 3 ohne eine elektrische Dauerbestromung des Systems erzielt werden.On the left in the picture is also a brake 19 the ventilation device 1 shown. The brake 19 is designed to be a cone 25 the brake 19 by a spring 23 is pressed against a corresponding counter-profile. This will cause the flap to pivot 3 braked, or prevented. At the brake 19 is a third shape memory factor 21 provided of short length, pulling against the spring 23 acts. By means of the third shape memory actuator 21 can the brake 19 be solved. In the deactivated state of the third shape memory actuator 21 is the brake 19 therefore actuated. By means of the brake 19 can force fit a particularly high holding force for the flap 3 be achieved without a continuous electrical power of the system.

2 zeigt einen Ausschnitt aus der Lüftungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einer Schnittdarstellung. Die Klappe 3 ist oben im Hintergrund erkennbar. Davor ist die Spindelstange 9 mit dem Gewindeabschnitt 10 erkennbar. Die durch die Formgedächtnisaktoren 7, 15 verdrehbare Hülse 17 umschließt die verschiebbare Spindelstange 9 und den Gewindeabschnitt 10 von links kommend teilweise. Der Vorsprung 11 an der Hülse 17 greift in die Nut 13 des Gewindeabschnitts 10 ein. Wird die Spindelstange 9 nun entlang der Rotationsachse X verschoben, bewirkt der in die Nut 13 eingreifende Vorsprung 11 ein Verdrehen der Hülse 17 mit der daran drehfest angeordneten Klappe 3. Wird die Spindelstange 9 im Bild nach rechts verschoben, wird die Klappe 3 von links gesehen gegen den Uhrzeigersinn geschwenkt. Entsprechend bewirkt ein Verlagern der Spindelstange 9 nach links ein Schwenken der Klappe 3 im Uhrzeigersinn. Insgesamt kann diese nahe an der Rotationsachse X der Klappe 3 vorgesehene kompakte Kinematik das Schwenken der Klappe 3 umsetzen. Dabei kann durch das Prinzip des Eingreifens von dem Vorsprung 11 in die Nut 13 eine Selbsthemmung erreicht werden, wodurch eine Schwenkstellung der Klappe 3 erhalten bleibt, auch wenn Kräfte auf die Klappe 3 wirken. Natürlich kann die als Wendel ausgeführte Nut ebenso innen an der Hülse 17 vorgesehen werden, wobei dann ein entsprechender in die Nut eingreifender Vorsprung außen an der Spindelstange angeordnet wird. 2 shows a section of the ventilation device 1 according to the first embodiment in a sectional view. The flap 3 is recognizable in the background. Before that is the spindle rod 9 with the threaded section 10 recognizable. The through the shape memory actuators 7 . 15 rotatable sleeve 17 encloses the sliding spindle rod 9 and the threaded portion 10 coming from the left partially. The lead 11 on the sleeve 17 reaches into the groove 13 of the threaded portion 10 one. Will the spindle rod 9 now moved along the axis of rotation X, which causes in the groove 13 engaging projection 11 a twisting of the sleeve 17 with the flap rotatably mounted thereon 3 , Will the spindle rod 9 in the picture shifted to the right, the flap 3 Pivoted counterclockwise when viewed from the left. Accordingly, a displacement of the spindle rod causes 9 swinging the flap to the left 3 clockwise. Overall, this can be close to the axis of rotation X of the flap 3 provided compact kinematics pivoting the flap 3 implement. It can by the principle of the intervention of the projection 11 in the groove 13 a self-locking can be achieved, creating a pivoting position of the flap 3 is maintained, even if forces on the flap 3 Act. Of course, the groove designed as a helix may also be inside the sleeve 17 be provided, in which case a corresponding engaging in the groove projection is arranged outside of the spindle rod.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Lüftungsvorrichtung breather
33
Klappe flap
55
Antrieb drive
77
Formgedächtnisaktor Formgedächtnisaktor
99
Spindelstange spindle rod
1111
Vorsprung head Start
1313
Nut groove
1515
Zweiter Formgedächtnisaktor Second shape memory factor
1717
Hülse shell
1919
Bremse brake
2121
Dritter Formgedächtnisaktor Third shape memory factor
2323
Feder feather
2525
Konus cone
AA
Auschnitt Auschnitt
XX
Rotationsachse axis of rotation

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10222320 A1 [0005] DE 10222320 A1 [0005]

Claims (9)

Lüftungsvorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug mit einer Klappe (3) zum Steuern eines Luftstroms und einem Antrieb (5) zum Verstellen der Klappe (3), wobei der Antrieb (1) wenigstens einen Formgedächtnisaktor (7) zum Verstellen der Klappe (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Formgedächtnisaktor (7) geradlinig und parallel zur Rotationsachse (X) der Klappe (3) wirkt.Ventilation device ( 1 ) for a motor vehicle with a flap ( 3 ) for controlling an air flow and a drive ( 5 ) for adjusting the flap ( 3 ), whereby the drive ( 1 ) at least one shape memory factor ( 7 ) for adjusting the flap ( 3 ), characterized in that the shape memory actuator ( 7 ) in a straight line and parallel to the axis of rotation (X) of the flap ( 3 ) acts. Lüftungsvorrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Formgedächtnisaktor (7) über einen Spindeltrieb mit der Klappe (3) gekoppelt ist, so dass eine lineare Bewegung des Formgedächtnisaktors (7) in eine Schwenkbewegung der Klappe (3) umgesetzt wird.Ventilation device ( 1 ) according to the preceding claim, characterized in that the shape memory actuator ( 7 ) via a spindle drive with the flap ( 3 ), so that a linear movement of the shape memory actuator ( 7 ) in a pivoting movement of the flap ( 3 ) is implemented. Lüftungsvorrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (3) an einer Hülse (17) mit innerem Eingriff einer Spindelstange (9) des Spindeltriebs befestigt ist, insbesondere mit der Hülse (17) verklebt, verschraubt oder vernietet ist, oder einstückig mit der Hülse (17) ausgeführt ist.Ventilation device ( 1 ) according to the preceding claim, characterized in that the flap ( 3 ) on a sleeve ( 17 ) with internal engagement of a spindle rod ( 9 ) of the spindle drive, in particular with the sleeve ( 17 ) is glued, screwed or riveted, or integral with the sleeve ( 17 ) is executed. Lüftungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Formgedächtnisaktor (15) so vorgesehen ist, dass er entgegengesetzt dem Formgedächtnisaktor (7), insbesondere auf die Spindelstange (9), wirkt. Ventilation device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a second shape memory actuator ( 15 ) is provided so that it is opposite to the shape memory actuator ( 7 ), in particular on the spindle rod ( 9 ), works. Lüftungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Formgedächtnisaktor (7) und/oder der zweite Formgedächtnisaktor (15) eingerichtet sind eine Zugbelastung zu erzeugen.Ventilation device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the shape memory actuator ( 7 ) and / or the second shape memory actuator ( 15 ) are set up to generate a tensile load. Lüftungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Formgedächtnisaktoren (7, 15) unter Anwendung einer Pulsweitenmodulation regelbar ist.Ventilation device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the shape memory actuators ( 7 . 15 ) is controllable using pulse width modulation. Lüftungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stellung der Klappe (3) mittels eines Sensors, insbesondere eines Hall-Sensors, oder einer Widerstandsänderung des Formgedächtnisaktors (7, 15) erfassbar ist. Ventilation device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a position of the flap ( 3 ) by means of a sensor, in particular a Hall sensor, or a change in resistance of the shape memory actuator ( 7 . 15 ) is detectable. Lüftungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Selbsthemmung oder eine Bremse (19) zum Einschränken der Beweglichkeit der Klappe (3) vorgesehen ist damit stromlos jede Klappenposition gehalten werden kann.Ventilation device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that self-locking or a brake ( 19 ) for restricting the mobility of the flap ( 3 ) is provided so that each valve position can be held without current. Lüftungsvorrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein dritter Formgedächtnisaktor (21) zum Betätigen der Bremse (19) vorgesehen ist.Ventilation device ( 1 ) according to the preceding claim, characterized in that a third shape memory actuator ( 21 ) for actuating the brake ( 19 ) is provided.
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