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Es werden eine Kupplungseinrichtung, insbesondere eine Rutschkupplung, für einen Antrieb und ein Luftausströmer mit einer Kupplungseinrichtung beschrieben.
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Hintergrund
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Rutschkupplungen ermöglichen ein Trennen der Antriebskomponente von der Abtriebskomponente bei der Übertragung von Bewegungen, um bspw. eine Verletzung von Personen oder Beschädigung von Bauteilen zu verhindern.
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Luftausströmer bei Kraftfahrzeugen werden vermehrt motorisch angesteuert. Hierzu werden Verstellmotoren eingesetzt, die bspw. auf verschwenkbar gelagerte Lamellen oder Schließklappen wirken.
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Stand der Technik
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Bei motorisch angesteuerten Luftausströmern besteht das Problem des Missbrauchsfalls. Durch die Selbsthemmung im Motor, ist ein händisches Verstellen nicht möglich. Diese Tatsache hat zur Folge, dass z.B. beim Hineinstecken eines Gegenstandes (z.B. Stift) oder eines Fingers in den Luftausströmer dauerhafte Beschädigungen der Bauteile des Luftausströmers auftreten können. Zudem kann es passieren, dass beim Verstellen von Lamellen Personen z.B. Finger zwischen die Lamellen stecken und sich dadurch verletzen.
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Die
DE 10 2018 211 476 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Drehmoments, bestehend aus zwei axial zueinander ausgerichteten Wellen. Ein in eine Welle eingeleitetes Drehmoment ist über eine Kupplung auf die andere Welle übertragbar. Dazu weist die Kupplung an der einen Welle eine axialverzahnte Antriebskontur und an der anderen Welle eine korrespondierende Gegenantriebskontur auf. Die Wellen sind axial zueinander verschiebbar und durch eine Feder aufeinander gepresst. Die Federkraft in Kombination mit der Flankensteigung der Axialverzahnung beschränkt das maximal übertragbare Drehmoment.
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In der
US 7 503 443 B1 ist eine Vorrichtung zur Drehmomentbegrenzung gezeigt. Zwei Kupplungsteile werden über ein Federpaket aufeinander gedrückt. In einem Kupplungsteil sind mehrere Kugeln in Bohrungen aufgenommen, die geringfügig aus dem Kupplungsteil hervorstehen. Die hervorstehenden Kugelflächen stützen sich in Bohrungen des anderen Kupplungsteils ab. Wird ein Kupplungsteil mit einem Drehmoment beaufschlagt, wird dieses über die Kugeln auf das andere Kupplungsteil übertragen. Bei Erreichen eines von der Federkraft vorgegebenen Drehmoments verdrehen sich die Kupplungsteile über die Kugeln und begrenzen so das Drehmoment.
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Aufgabe
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Es besteht demgegenüber die Aufgabe eine Kupplung und einen Luftausströmer anzugeben, welche den vorstehend genannten Nachteilen des Standes der Technik Rechnung tragen und diese beheben. Zudem soll eine alternative Lösung einer Kupplungseinrichtung, insbesondere einer Rutschkupplung, angegeben werden.
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Lösung
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Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch eine Kupplungseinrichtung für einen Antrieb gelöst, mindestens aufweisend ein Verbindungsteil für den Antrieb, einen Hebel, eine Feder und ein Befestigungselement, wobei
- - das Verbindungsteil einen Verbindungsabschnitt für eine verdrehsichere Verbindung mit einem Antrieb und einen Anlageabschnitt für den Hebel aufweist,
- - der Anlageabschnitt einen Rastabschnitt für den Hebel aufweist,
- - der Hebel einen korrespondierenden Rastabschnitt für den Anlageabschnitt des Verbindungsteils und einen Aufnahmeraum für die Feder aufweist,
- - der Aufnahmeraum eine Öffnung aufweist, durch die das Befestigungselement geführt ist, welches verdrehfest mit dem Verbindungsteil verbunden ist,
- - die Feder über das Befestigungselement im Inneren des Aufnahmeraums gehalten ist, und
- - der Hebel um das Befestigungselement relativ zum Verbindungsteil verdrehbar ist.
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Die Kupplungseinrichtung ist einfach ausgebildet und ermöglicht eine Entkopplung zwischen dem Antrieb, der beispielsweise ein Verstellmotor sein kann, und einem bewegbaren Bauteil eines Luftausströmers, wie beispielsweise einer Lamelle. Der Hebel ist relativ zu dem Verbindungsteil um den Anlageabschnitt verdrehbar. Die gemeinsame Drehachse läuft durch das Befestigungselement, welches mit dem Verbindungsteil fest verbunden ist. Der Hebel ist um das Befestigungselement drehbar gelagert, wobei das Befestigungselement durch die Öffnung im Aufnahmeraum geführt ist. Der Aufnahmeraum dient zur Aufnahme der Feder, die beispielsweise, wie nachfolgend in den Ausführungsvarianten angegeben, eine Schraubenfeder sein kann. Die Feder wird über das Befestigungselement in dem Aufnahmeraum gehalten. Die Feder ist in diesem Zustand vorgespannt.
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In einer normalen Betriebsart ist der Rastabschnitt des Hebels in der Aufnahme des korrespondierenden Abschnitts des Verbindungsteils (dem korrespondierenden Rastabschnitt) aufgenommen. In alternativen Ausführungsformen kann dies auch andersherum ausgeführt sein. Dabei wird über die Koppelung der beiden Rastabschnitte der Hebel gemeinsam mit dem Verbindungsteil verdreht. Gelangt nunmehr ein Finger oder ein Stift zwischen ein bewegliches Teil und ein weiteres Teil oder zwischen bewegliche Teile, wie beispielsweise Lamellen, so ermöglicht die Rutschkupplung bzw. die Kupplungseinrichtung ein Verdrehen des Verbindungsteils, ohne dass es zu einem Verdrehen des Hebels kommt. Dabei wird die Feder zusammengedrückt, da der Hebel mit seinem Rastabschnitt nicht mehr in Anlage mit dem Rastabschnitt des Verbindungsteils steht. Es kommt dabei zu einem Anheben des Hebels, was wiederum zu einer Komprimierung bzw. einem Spannen der Feder führt. Es ist daher eine Mindestkraft erforderlich, um ein entsprechendes Moment auf den Hebel auszuüben, welches zu einem Entkoppeln führt. Dadurch wird sichergestellt, dass der normale Betrieb einer Vorrichtung, bspw. eines Luftausströmers, möglich ist, ohne dass es ohne äußere Einwirkungen zu einem Entkoppeln kommt.
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Die Kupplungseinrichtung ist einfach ausgeführt. Die Bestandteile der Kupplungseinrichtung können aus Kunststoff, bspw. in einem Spritzgussverfahren, einfach und kostengünstig gefertigt werden. Nur die Feder, z.B. eine Spiralfeder, kann aus einem Federdraht gefertigt werden.
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Die Höhe des Aufnahmeraums und die Ausbildung der Feder legen fest, welche Missbrauchskraft auftreten muss, damit es zu einer Entkopplung kommt.
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In weiteren Ausführungen weist der Verbindungsabschnitt ein Verbindungsprofil auf. Das Verbindungsprofil kann bspw. sternförmig ausgeführt sein und ermöglicht eine verdrehsichere Verbindung mit einem Antrieb, wie bspw. einem Verstellmotor.
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In weiteren Ausführungen weist der Verbindungsabschnitt einen Anschlag als Begrenzung für einen Antrieb auf. Der Anschlag kann den Drehweg des Motors bzw. Antriebs begrenzen.
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In weiteren Ausführungen kann der Rastabschnitt des Verbindungsteils oder des Hebels eine Rastnocke aufweisen. Eine Rastnocke als Erhebung ist dann in der normalen Betriebsart in einer korrespondierenden Aufnahme aufgenommen. Bei Überschreiten einer auswählbaren Mindestkraft kommt es zu einer Entkopplung, wobei die Feder zusätzlich gestaucht bzw. zusammengedrückt und der Hebel vom Anlageabschnitt abgehoben wird, da die Rastnocke bspw. an der Unterseite des Anlagebereichs des Hebels anliegt und nicht mehr in der korrespondierenden Aufnahme aufgenommen ist. Hierzu können die Rastnocke und die korrespondierende Aufnahme Anlaufschrägen aufweisen. Die Anlaufschrägen erleichtern das Auskoppeln und das Einkoppeln der Rastnocke in die Aufnahme. Die Steilheit der Anlaufschrägen, in Zusammenspiel mit der über die Feder aufgebrachten Kraft, legt fest, wie leicht ein Einrasten erfolgen kann. Damit es nicht zu einem leichten Aus- und Einrasten kommt, können die Rastnocke und die Aufnahme zusätzlich eine Raststelle aufweisen. Eine solche Raststelle kann bspw. durch eine Vertiefung und eine korrespondierende Erhebung am anderen Teil gebildet werden.
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Die Feder ist als Druckfeder ausgebildet. Zum Verdrehen des Verbindungsteils relativ zum Hebel um das Befestigungselement muss daher die Feder zusammengedrückt werden. Die Auslegung der Federhärte spielt somit für die erforderliche Missbrauchskraft zur Entkopplung ebenfalls eine Rolle.
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In weiteren Ausführungen kann die Feder eine Spiralfeder oder eine Schraubenfeder sein, die um das Befestigungselement verlaufen und sich entlang des Befestigungselement im Aufnahmeraum des Hebels erstrecken.
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In weiteren Ausführungen weist der Hebel einen zweiten Verbindungsabschnitt auf, der entfernt von der Drehachse angeordnet ist. Über den zweiten Verbindungsabschnitt kann der Hebel mit mindestens einer Lamelle einer Lamellenanordnung, z.B. über eine Koppelstange, oder einer Schließ- bzw. Drosselklappe gekoppelt sein. Der zweite Verbindungsabschnitt kann eine Öffnung oder einen Stift mit einer Rastvorrichtung aufweisen.
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In weiteren Ausführungen kann die Feder über einen Abschnitt des Befestigungselements in dem Aufnahmeraum gehalten sein, welcher relativ verlagerbar ist, um den Aufnahmeraum für die Feder zu vergrößern und/oder zu verkleinern. Dadurch lässt sich die erforderliche Mindestkraft zur Entkopplung einstellen und verändern. Bspw. kann die Feder sich in einer Ausführung an der Unterseite eines Schraubenkopfs einer Schraube, die als Befestigungselement dient, abstützen. Wenn die Schraube weiter eingedreht wird, verringert sich der Abstand zwischen der Unterseite des Schraubenkopfs und einer gegenüberliegenden Anlagefläche für die Feder im Aufnahmeraum, wodurch die reale Größe des Aufnahmeraums für die Feder entsprechend kleiner wird. Damit ist die Feder stärker gespannt, so dass ein Entkoppeln des Hebels vom Verbindungsteil größere Missbrauchskräfte erforderlich macht. Entsprechend kann so auch der Aufnahmeraum entlang der Drehachse vergrößert werden. Dies bietet die Möglichkeit eine Feineinstellung und eine Anpassung der erforderlichen Missbrauchskraft vorzunehmen.
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In weiteren Ausführungen weist das Verbindungsteil ein Verbindungselement für das Befestigungselement auf. Das Verbindungsteil kann hierüber fest mit dem Befestigungselement verbunden werden. Es ist hierüber aber auch möglich, die Eindringtiefe des Befestigungselements in das Verbindungsteil zu verändern, um bspw. die Mindestkraft zur Entkopplung zu verändern. Das Verbindungselement kann bspw. als Innengewinde ausgeführt sein. In alternativen Ausführungen ist das Verbindungselement eine Gewindebuchse, die in eine entsprechende Öffnung des Verbindungsteils fest eingebracht ist.
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In weiteren Ausführungen kann das Befestigungselement eine Schraube, ein Schweißniet, ein Spreizniet, ein Stift mit Rastnasen, ein Stift mit Bajonett oder ein am Verbindungsteil ausgebildeter Stift sein. Eine Schraube kann bspw. in ein Verbindungsteil aus Kunststoff eingedreht werden. Ein Verbindungsteil aus Kunststoff kann auch mit einem Stift, bspw. in einem Spritzgussprozess, einstückig ausgebildet werden.
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Die vorstehend genannte Aufgabe wird ebenfalls durch einen Luftausströmer mit einer Kupplungseinrichtung gemäß einer der vorstehend angegebenen Varianten, einem Antrieb und einem Gehäuse gelöst, in dem mindestens ein Luftleitelement verschwenkbar gelagert und mit dem Antrieb gekoppelt ist, wobei der Antrieb einen Motor aufweist, der über die Kupplungseinrichtung mit dem mindestens einen Luftleitelement gekoppelt ist. Die Kupplungseinrichtung verhindert die Beschädigung von Bestandteilen des Luftausströmers und Verletzungen von Personen, wenn Gegenstände oder Körperteile, z.B. Finger, zwischen die beweglichen Teile gelangen.
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Durch die Erfindung wird verhindert, dass durch Missbrauch z.B. gewaltsames Verstellen von H- bzw. V-Lamellen die kinematischen Bauteile beschädigt werden und es zu einem Ausfall des gesamten Luftausströmers kommt.
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Die Rutschkupplung besteht in jeder Variante aus einem Hebel, einem Verbindungsteil, bspw. mit einem Sternprofil, und einer Feder (z.B. Spiralfeder - Schraubenfeder). Zum Befestigen der Bauteile zueinander kann eine Schraube, ein Spreizniet, ein verschweißter Niet, ein angespritzter Stift oder ein Stößel mit Rastklips, Bajonettverschluss etc. verwendet werden. Durch die Feder und formschlüssige Nocke werden der Hebel und das Sternprofil zusammengepresst und in Position gehalten. Sollten durch das Drehmoment größere Kräfte als die Federspannkraft auftreten, werden beide Teile voneinander weggedrückt und können sich frei zueinander drehen. Sobald die Position von Nocke und Nut wieder gleich ist, rasten die Teile wieder zusammen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Ausgestaltungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen.
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Figurenliste
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In den Zeichnungen zeigt:
- 1 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer Kupplungseinrichtung;
- 2 eine schematische Explosionszeichnung der Kupplungseinrichtung von 1;
- 3 eine Schnittdarstellung durch die Kupplungseinrichtung von 1;
- 4 eine weitere perspektivische Darstellung der Kupplungseinrichtung von 1 im gekoppelten Zustand;
- 5 eine perspektivische Darstellung der Kupplungseinrichtung von 1 im entkoppelten Zustand; und
- 6 schematische Darstellungen weiterer Ausführungen von Kupplungseinrichtungen in verschiedenen Ansichten.
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In den Zeichnungen mit gleichen Bezugszeichen versehene Elemente entsprechen im Wesentlichen einander, sofern nichts anderes angegeben ist. Darüber hinaus wird darauf verzichtet, Bestandteile zu zeigen und zu beschreiben, welche nicht wesentlich zum Verständnis der hierin offenbarten technischen Lehre sind. Im Weiteren werden nicht für alle bereits eingeführten und dargestellten Elemente die Bezugszeichen wiederholt, sofern die Elemente selbst und deren Funktion bereits beschrieben wurden oder für einen Fachmann bekannt sind.
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Ausführliche Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Erste Ausführungsform
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In den 1-5 ist eine erste Ausführungsform einer Kupplungseinrichtung 100 gezeigt. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Kupplungseinrichtung 100 in der ersten Ausführungsform.
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Die Kupplungseinrichtung 100 besteht aus einem Verbindungsteil 130, das mit einer Antriebseinheit verbunden oder verbindbar ist, einem Hebel 110 zur Übertragung einer Drehbewegung von der Antriebseinheit auf mit dem Hebel 110 verbindbare Komponenten, einem Befestigungselement, im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Schraube 140, und eine in den 2 und 3 gezeigte Schraubenfeder 120.
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Das Verbindungsteil 130 und der Hebel 110 bestehen in dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus Kunststoff und können in einem Spritzgussprozess in hoher Stückzahl schnell und kostengünstig gefertigt werden. Die Schraube 140 besteht aus Metall. Die Schraubenfeder 120 besteht aus einem geeigneten Federdraht und weist im Hinblick auf die einzustellende Mindestmissbrauchskraft und die räumlichen Voraussetzungen entsprechende Maße und Eigenschaften (z.B. Federhärte) auf.
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Das Verbindungsteil 130 weist einen Verbindungsabschnitt 131 mit einem Verbindungsprofil 135 auf. Das Verbindungsprofil 135 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel sternförmig ausgestaltet. Über den Verbindungsabschnitt 131 mit dem Verbindungsprofil 135 kann die Verbindung mit einem Antriebsrad eines Elektromotors bestehen oder hergestellt werden, wobei das Antriebsrad ein korrespondierendes Profil aufweist, das an dem Verbindungsprofil 135 anliegt bzw. das Verbindungsprofil 135 umgibt.
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An dem Verbindungsabschnitt 131 ist ein Anschlag 132 vorgesehen. Der Anschlag 132 begrenzt einen Verstellweg des Elektromotors, so dass der Elektromotor maximal um einen bestimmbaren Winkelbereich verdreht werden kann.
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Der Verbindungsabschnitt 131 weist an einem oberen Ende einen Anlageabschnitt 133 auf (siehe 2), auf dem ein zylinderförmiges Drehteil 112 des Hebels 110 aufliegt.
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Der Hebel 110 ist über eine Schraube 140 und die Schraubenfeder 120 mit dem Verbindungsteil 130 verbunden. Über die Schraubenfeder 120 sind der Hebel 110 und das Verbindungsteil 130 zueinander verspannt. Der Hebel 110 und das Verbindungsteil 130 sind über die Schraubenfeder 120 und die Schraube 140 so miteinander gekoppelt, dass eine Rotation des Verbindungsteils 130, das mit dem Elektromotor oder einer anderen Antriebseinheit verbunden ist, eine entsprechende Rotation des Hebels 110 um die Drehachse D hervorruft, wenn das Verbindungsteil 130 rotiert wird, sodass eine Verlagerung eines zweiten Verbindungsabschnitts 118 am Hebel 110 auftritt. Die Rotation des Hebels 110 wird aufrechterhalten, solange es zu keiner Blockade oder einer anderen Einwirkung auf den Hebel 110 kommt.
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Die Kupplungseinrichtung 100 kann beispielsweise zur Übertragung einer Drehbewegung eines Elektromotors auf Lamellen oder eine Schließklappe in einem Luftausströmer eines Fahrzeugs dienen. Hierzu kann der zweite Verbindungsabschnitt 118 des Hebels mit einer Koppelstange für Lamellen oder direkt mit Lamellen oder einer Schließklappe verbunden sein. Eine Auslenkung des Hebels 110 durch Rotation um die Drehachse D ruft eine entsprechende Verlagerung des zweiten Verbindungsabschnitts 118 und auch der damit gekoppelten Elemente, wie Lamellen oder Schließklappen hervor.
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Im Betrieb eines Luftausströmers kann es zu Einwirkungen auf die kinematischen Bauteile, insbesondere die Lamellen oder Schließklappen, kommen. Bspw. kann ein Finger einer Person oder ein Gegenstand, wie z.B. ein Stift, in den Luftausströmer gesteckt werden, wodurch die Lamellen in ihrer Bewegung behindert werden. Auf die Lamellen wird hierbei eine Kraft ausgeübt, die als Missbrauchskraft bezeichnet wird. Bspw. kann bei einem elektrisch ansteuerbaren Motor ein manuelles Eingreifen auf die Lamellen auftreten. Bei der Bewegung der motorisch angetriebenen Lamellen über eine Antriebseinheit, wie einen Elektromotor, kann die Verstellung der Lamellen über den Finger oder den Gegenstand behindert werden. Die Lamellen sind somit über den Finger oder den Gegenstand blockiert. Um zu verhindern, dass es zu einer Verletzung des Fingers kommt, wenn der Elektromotor die Lamellen weiter verdreht, oder die kinematischen Bauteile und der Elektromotor beschädigt werden, ist die Kupplungseinrichtung 100 so ausgebildet, dass es bei einer Blockade oder dem Auftreten eines Missbrauchs des Luftausströmers zu einem Entkoppeln von Verbindungsteil 130 und Hebel 110 kommt.
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Die Entkopplung zwischen Hebel 110 und Verbindungsteil 130 erfolgt über die Ausgestaltung der Kupplungseinrichtung 100, die nachfolgend beschrieben wird.
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2 zeigt eine schematische Explosionszeichnung der Kupplungseinrichtung 100 von 1. Das Verbindungsteil 130 weist im Anlageabschnitt 133 für einen korrespondierenden weiteren Anlageabschnitt 113 des Drehteils 112 eine Rastnocke 134 auf. Die Rastnocke 134 ist als Erhebung ausgebildet und weist Anlaufschrägen auf. Der weitere Anlageabschnitt 113 liegt dem Anlageabschnitt 133 gegenüber. Der weitere Anlageabschnitt 113 weist weiter eine Aufnahme 114 auf. In der Aufnahme 114 ist im gekoppelten Zustand des Hebels 110 und des Verbindungsteils 130 die Rastnocke 134 aufgenommen. Der gekoppelte Zustand liegt vor, wenn keine Einwirkung auf Komponenten auftritt, die mit dem zweiten Verbindungsabschnitt 118 gekoppelt sind, so dass das Verbindungsteil 130 und der Hebel 110 miteinander gemeinsam verdrehbar sind.
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Im gekoppelten Zustand des Hebels 110 und des Verbindungsteils 130 erfolgt bei einer Rotation des Verbindungsteils 130 eine entsprechende Verlagerung der mit dem zweiten Verbindungsabschnitt 118 gekoppelten Komponenten, wie beispielsweise der Lamellen eines Luftausströmers.
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Wie in der Schnittansicht durch die Kupplungseinrichtung 100 von 3 gezeigt, sind die Schraube 140 und die Schraubenfeder 120 in einem Aufnahmeraum 115 des Hebels 110 aufgenommen. Der Aufnahmeraum 115 erstreckt sich bis zu einer Anlagefläche 117. In der Anlagefläche 117 befindet sich eine Öffnung 116. Durch die Öffnung 116 ist ein unterer Abschnitt der Schraube 140 geführt. In diesem Abschnitt weist die Schraube 140 einen Gewindeabschnitt 142 auf. Der Gewindeabschnitt 142 ist mit einem korrespondierenden Innengewinde 137 des Verbindungsteils 130 verbunden. Das Innengewinde 137 befindet sich in einer Bohrung 136 des Verbindungsteils 130. In alternativen Ausführungsformen kann die Schraube 140 in den Kunststoff eingedreht werden und dabei ein Gewinde schneiden.
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Die Schraubenfeder 120 wird über den Schraubenkopf 144 der Schraube 140 im Aufnahmeraum 115 gehalten. Hierzu stützt sich die Schraubenfeder 120 an einem Ende an der Unterseite 145 des Schraubenkopfs 144 und an dem gegenüberliegenden Ende an der Anlagefläche 117 ab. Kommt es zu einer Verlagerung des Hebels 110 relativ zum Verbindungsteil 130 um die Drehachse D, wird der Hebel 110 gegenüber dem Verbindungsteil 130 entlang der Drehachse D verlagert, was zu einem Zusammendrücken der Schraubenfeder 120 führt. Das Zusammendrücken der Schraubenfeder 120 resultiert aus dem Anheben des Hebels 110 um die Höhe h, weil die Rastnocke 134 nicht mehr in der Aufnahme 114 gehalten wird, sondern entlang der Anlaufschrägen der Aufnahme 114 verfahren wird und danach in Kontakt mit dem weiteren Anlageabschnitt 113 gelangt. Der weitere Anlageabschnitt 113 weist eine Fläche auf, die parallel zur Fläche des Anlageabschnitts 133 verläuft und gegenüber der Aufnahme 114 um die Höhe h weiter nach unten ragt, wie in 3 angedeutet. Das Auskoppeln erfolgt durch eine Krafteinwirkung auf den Hebel 110. Hierzu ist das Aufbringen einer Mindestkraft erforderlich. Die dafür erforderliche Mindestkraft wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Missbrauchskraft bezeichnet.
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Die erforderliche Mindestkraft kann beispielsweise durch ein weiteres Eindrehen der Schraube 140 in die Bohrung 136 verändert werden, weil die Schraube 140 als Bestandteil der Kupplungseinrichtung 100 dafür sorgt, dass der Hebel 110 gegen das Verbindungsteil 130 gedrückt wird. Der Druck über die Schraubenfeder 120 ist dabei maßgeblich für das Moment, das auf den Hebel 110 wirken muss, damit es zu einem Entkoppeln kommt. Über die Höhe des Aufnahmeraums 115 lässt sich der Druck über die Schraubenfeder 120 einstellen, wobei hierzu der Abstand zwischen der Unterseite 145 des Schraubenkopfs 144 und der Anlagefläche 117 verändert werden kann. Hierüber kann eine Feineinstellung oder eine Anpassung erfolgen.
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In Abhängigkeit der verwendeten Schraubenfeder 120 und des Drehmoments des Hebels 110 lässt sich zusätzlich die erforderliche Mindestkraft einstellen. Die Verlagerung der Rastnocke 134 aus der Aufnahme 114 erfolgt gegen die Kraft, die über die Schraubenfeder 120 dazu führt, dass der Hebel 110 und des Verbindungsteil 130 gemeinsam verdrehbar sind.
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Werden die mit dem zweiten Verbindungsabschnitt 118 gekoppelten Komponenten, beispielsweise die Lamellen des Luftausströmers, blockiert, erfolgt ein Entkoppeln des Hebels 110 von dem Verbindungsteil 130. Dabei wird das Verbindungsteil 130 über die Antriebseinheit, die beispielsweise ein Elektromotor ist, weiter um die Drehachse D rotiert. Der Hebel 110 wird durch die Blockade nicht weiter rotiert, sodass die Rastnocke 134 aus der Aufnahme 114 bewegt wird. Hierbei gleiten die Anlaufschrägen der Rastnocke 134 und der Aufnahme 114 aneinander bis die Rastnocke 134 an der Fläche des weiteren Anlageabschnitts 113 anliegt.
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In dem Ausführungsbeispiel für die Verwendung der Kupplungseinrichtung 100 bei einem Luftausströmer wird das Verbindungsteil 130 nur um einen geringen Winkelbereich kleiner 360° verdreht, sodass es nicht zu einem mehrfachen Ein- und Auskoppeln der Rastnocke 134 in die Aufnahme 114 kommt. Es würde jedoch jedes Mal dann ein Aus- und Einkoppeln auftreten, solange die Beeinträchtigung durch eine Blockade oder dergleichen vorliegt.
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Im Ausführungsbeispiel des Luftausströmers kann das Verbindungsteil 130 bei einer Blockade weiterrotiert werden, ohne dass der Hebel 110 mitgedreht wird. Wird das Verbindungsteil 130 zurück verlagert oder die mit dem Hebel 110 bewegliche Komponente manuell verstellt, sodass es zu einer Rotation des Hebels 110 um die Drehachse D kommt, kann ein Einkoppeln der Rastnocke 134 in die Aufnahme 114 erfolgen, sodass der Hebel 110 und das Verbindungsteil 130 wieder gemeinsam verdreht werden können. Dies setzt voraus, dass die Blockade nicht mehr vorliegt.
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4 zeigt eine weitere perspektivische Darstellung der Kupplungseinrichtung 100 von 1 im gekoppelten Zustand. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Anschlag 132 im gekoppelten Zustand des Hebels 110 mit dem Verbindungsteil 130 in Verlängerung zum Hebel 110. Der zweite Verbindungsabschnitt 118 weist einen Haken auf, der von einem Zapfen absteht. Der Haken dient als Sicherung gegen ein Auskoppeln des Zapfens aus einer Öffnung eines Mitnehmers eine Schließklappe oder mindestens eine Lamelle.
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5 zeigt eine perspektivische Darstellung der Kupplungseinrichtung 100 von 1 im entkoppelten Zustand. Die Rastnocke 134 ist aus der Aufnahme 114 geführt, was aufgrund der Ausbildung der Rastnocke 134 mit den Anlaufschrägen, wobei die Rastnocke 134 als Erhebung von der Fläche des Anlageabschnitts 133 absteht, und der Ausbildung der Aufnahme 114 mit den Anlaufschrägen zu einem Anheben des Hebels 110 um die Höhe h (siehe 3) führt. Die Rastnocke 134 steht im entkoppelten Zustand in Kontakt mit der Fläche des weiteren Anlageabschnitts 113.
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Weitere Ausführungsformen
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6 zeigt schematische Darstellungen weiterer Ausführungen von Kupplungseinrichtungen 100 in verschiedenen Ansichten.
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Die Kupplungseinrichtung von 6a) weist anstelle einer Schraube 140 einen Schweißniet 150 auf. Der Schweißniet 150 wird von oben in den Aufnahmeraum 115 des Hebels 110 eingebracht und durch die Öffnung 116 in die Bohrung 136 des Verbindungsteils 130 eingesetzt. Das untere Ende des Schweißniets 150 ragt an der Unterseite des Verbindungsteils 130 aus der Bohrung 136 hervor und wird mechanisch verformt, sodass der Schweißniet 150 in der Kupplungseinrichtung 100 gehalten wird. Ein Ende der Schraubenfeder 120 stützt sich an der Unterseite des Kopfes des Schweißniets 150 ab. Das andere Ende der Schraubenfeder 120 stützt sich an der Anlagefläche 117 des Aufnahmeraums 115 ab. Die Schraubenfeder 120 wird hierüber im Aufnahmeraum 115 vorgespannt gehalten. Die Schraubenfeder 120 sorgt damit dafür, dass der Schweißniet 150 nicht weiter nach unten verlagert werden kann. Die Funktion der Kupplungseinrichtung 100 entspricht der Funktion der ersten Ausführungsform, sodass zum Entkoppeln des Hebels 110 ein bestimmtes Mindestmoment auf den Hebel 110 wirken muss, damit es zu einem Anheben des Hebels 110 und damit einem Entkoppeln des Hebels 110 von dem Verbindungsteil 130 kommt.
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Die Kupplungseinrichtung 100 von 6b) weist einen Spreizniet 160 auf. Das Verbindungsteil 130 weist in der Bohrung 136 im unteren Bereich einen vergrößerten Abschnitt auf, der zur Aufnahme des breiteren Abschnitts des Spreizniets 160 dient. Die Verbindung des Hebels 110 und des Verbindungsteils 130 über die Schraubenfeder 120 und den Spreizniet 160 wird dadurch hergestellt, dass zuerst die Komponenten eingesetzt werden und anschließend der obere Stift des Spreizniets 160 nach unten gedrückt wird, sodass der Spreizniet 160 durch ein Aufspreizen des unteren Abschnitts im Verbindungsteil 130 gehalten wird.
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Die Kupplungseinrichtung 100 von 6c) weist einen Stift 170 mit Rastnasen auf. Wieder weist das Verbindungsteil 130 in der Bohrung 136 einen Abschnitt mit einem breiteren Durchmesser auf, der zur Aufnahme der Rastnasen des Stifts 170 dient. Der Stift 170 mit den Rastnasen wird von oben in den Aufnahmeraum 115 eingesetzt und durch die Bohrung 136 getrieben, bis die Rastnasen die Stirnflächen der breiteren Öffnung der Bohrung 136 hintergreifen. Der Stift 170 hält hierüber die Schraubenfeder 120 unter Spannung im Aufnahmeraum 115 und die Kupplungseinrichtung 100 von 6c) ermöglicht wie die anderen Kupplungseinrichtungen 100 der 1 und 6a) und 6b) ein Ein- und Auskoppeln einer Rastnocke 134 bei Überschreiten eines Mindestdrehmoments, das auf den Hebel 110 wirkt.
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Die Kupplungseinrichtung 100 von 6d) weist einen Stift 180 mit einer Bajonett-Verbindung auf. Hierzu weisen die Öffnung 116 und die Bohrung 136 Führungen für die seitlich abstehenden Bajonetthaken auf. In einer ersten Ausrichtung kann der Stift 180 damit in Bestandteile der Kupplungsvorrichtung 100 eingesetzt und durch die Öffnung 116 und die Bohrung 136 geführt werden. Anschließend wird der Stift 180 um seine Längsachse verdreht, sodass die Bajonetthaken am unteren Ende des Stift 180 die Stirnflächen eines breiteren Abschnitts der Bohrung 136 im Verbindungsteil 130 hintergreifen. Hierüber wird die Schraubenfeder 120 unter Spannung gehalten, sodass ein Ein- und Auskoppeln in der vorstehend beschriebenen Weise erfolgen kann.
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Die Kupplungseinrichtung 100 von 6e) weist einen Stift 190 auf, der an dem Verbindungsteil 130 ausgebildet ist. Der Stift 190 erstreckt sich von der Fläche des Anlageabschnitts 133 nach oben. Der Stift 190 weist an seinem oberen Ende federnde Halteelemente auf. Beim Zusammenbau der Kupplungseinrichtung 100 wird der Hebel 110 mit der Schraubenfeder 120 auf das Verbindungsteil 130 aufgesetzt, so dass der Stift 190 in dem Aufnahmeraum 115 aufgenommen ist und die Schraubenfeder 120 über die federnden Halteelemente gehalten wird, wie in 6e) gezeigt. Der Stift 190 kann beispielsweise einstückig mit dem Verbindungsteil 130 in einem Spritzgussprozess aus Kunststoff gefertigt werden. In der Ausführungsform nach 6e) erfolgt ein Ein- und Auskoppeln in der vorstehend für die verschiedenen Ausführungsformen beschriebenen Weise.
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Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform können die Befestigungselemente, Schweißniet 150, Spreizniet 160, Stift 170, Stift 180 und Stift 190, nicht in ihrer Eindringtiefe verändert werden, sodass der Abstand zwischen der Unterseite des Kopfes der jeweiligen Befestigungselemente und der Anlagefläche 117 gleichbleibt.
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Bei den hierin beschriebenen Kupplungseinrichtungen 100 werden zwei durch eine Rastnocke 134 zueinander verdrehsicher positionierte Bauteile durch eine Feder zusammengepresst. Bei ansteigendem Drehmoment rasten die Bauteile aus und die Bauteile können sich frei zueinander drehen. Hierdurch wird eine Beschädigung von Bauteilen und eine Verletzung von Personen verhindert.
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In weiteren Ausführungsformen können die Merkmale der gezeigten Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um eine Kupplungseinrichtung bereitzustellen, die ein Auskoppeln beim Überschreiten eines Mindestdrehmoments bereitstellt.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Kupplungseinrichtung
- 110
- Hebel
- 112
- Drehteil
- 113
- weiterer Anlageabschnitt
- 114
- Aufnahme
- 115
- Aufnahmeraum
- 116
- Öffnung
- 117
- Anlagefläche
- 118
- zweiter Verbindungsabschnitt
- 120
- Schraubenfeder
- 130
- Verbindungsteil
- 131
- Verbindungsabschnitt
- 132
- Anschlag
- 133
- Anlageabschnitt
- 134
- Rastnocke
- 135
- Verbindungsprofil
- 136
- Bohrung
- 137
- Innengewinde
- 140
- Schraube
- 142
- Gewindeabschnitt
- 144
- Schraubenkopf
- 145
- Unterseite
- 150
- Schweißniet
- 160
- Spreizniet
- 170
- Stift
- 180
- Stift
- 190
- Stift
- 192
- Verlängerung
- D
- Drehachse
- h
- Höhe
