DE102020114181A1

DE102020114181A1 - Belüftungsvorrichtung für einen Automobilinnenraum

Info

Publication number: DE102020114181A1
Application number: DE102020114181.5A
Authority: DE
Inventors: Oskar Käfer
Original assignee: Fischer Automotive Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Fischer Automotive Systems GmbH and Co KG
Priority date: 2019-06-26
Filing date: 2020-05-27
Publication date: 2020-12-31
Also published as: US20200406723A1; US11560044B2; CN112140846A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Belüftungsvorrichtung (1) für einen Automobilinnenraum. Die Belüftungsvorrichtung (1) weist eine Steuermechanik (2) mit einer Antriebswelle (8) und einer ersten und einer zweiten Abtriebswelle (10, 12) zum Steuern einer ersten Lüftungsklappe (3) auf. Die erste und die zweite Abtriebswelle (10, 12) sind über ein Kupplungselement (14) mit der Antriebswelle (8) verbunden, wobei das Kupplungselement (14) als Differential ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Belüftungsvorrichtung für einen Automobilinnenraum mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Belüftungsvorrichtungen für Automobilinnenräume sind seit geraumer Zeit bekannt und folglich in diversen Variationen verfügbar. Mit der stetig voranschreitenden Weiterentwicklung im Automobilbau steigen die Anforderungen sowohl an die Belüftungsvorrichtungen, als auch an die darin verbauten Steuermechaniken. Die Belüftungsvorrichtungen sollen platzsparend konstruiert sein und zudem zuverlässig und möglichst geräuscharm arbeiten. Diverse Steuermechaniken sind bekannt, um beispielsweise mehrere Horizontallamellen und mehrere Vertikallamellen einer Belüftungsvorrichtung zu steuern. So ist beispielsweise aus der deutschen Patentanmeldung DE 28 14 191 A1 eine Belüftungsvorrichtung bekannt, bei welcher ein Bedienelement gleitend und schwenkbar auf einer Horizontallamelle angeordnet ist. Durch die Schwenkbewegung lässt sich die Richtung aller Horizontallamellen und durch die Gleitbewegung die Richtung aller meist hinter den Horizontallamellen angeordneten Vertikallamellen einstellen. Auf diese Weise ist die Richtung eines in einen Automobilinnenraum einströmenden Luftstroms einstellbar. Auch motorisiert angesteuerte Belüftungsvorrichtungen gehören mittlerweile zum Stand der Technik. Nachteilig an den meisten Steuermechaniken des Stands der Technik ist deren zumeist komplexer Aufbau.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Belüftungsvorrichtung mit einer einfach aufgebauten Steuermechanik zur Steuerung mindestens einer Lüftungsklappe der Belüftungsvorrichtung vorzuschlagen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Belüftungsvorrichtung für einen Automobilinnenraum umfasst eine Steuermechanik zum Steuern einer ersten Lüftungsklappe. Die erste Lüftungsklappe kann vielfältig, beispielsweise als Vertikallamelle (V-Lamelle), Horizontallamelle (H-Lamelle), Drosselklappe oder dergleichen ausgestaltet sein. Die erste Lüftungsklappe ist insbesondere aus einem Kunststoff durch ein Spritzgussverfahren hergestellt. Weiter kann die erste Lüftungsklappe eine Art Kombination aus H-Lamelle und V-Lamelle sein. Dies kann dadurch realisiert sein, dass die erste Lüftungsklappe rotierbar ausgestaltet ist und folglich auch Zwischenstellungen zwischen einer horizontalen und einer vertikalen Orientierung erlaubt. Die Lüftungsklappe dient dazu, den Luftstrom von einer Lufteintrittsseite der Belüftungsvorrichtung in Richtung einer Luftaustrittsseite der Belüftungsvorrichtung zu beeinflussen, also in eine oder mehrere Richtungen in den Automobilinnenraum zu lenken oder die in den Automobilinnenraum eintretende Luftmenge zu regulieren.
Die Steuermechanik umfasst eine, insbesondere als Elektromotor ausgestaltete, Antriebseinheit mit einer Antriebswelle. Die Antriebseinheit kann auch rein mechanisch, beispielsweise als Drehknopf ausgestaltet sein, wobei eine elektrische Lösung bevorzugt ist. Die Antriebswelle ist insbesondere um eine Antriebswellenachse drehsymmetrisch ausgestaltet und erstreckt sich entlang der Antriebswellenachse. Die Antriebswelle ist um die Antriebswellenachse in eine erste Drehrichtung und in ein zweite, zur ersten Drehrichtung gegenläufigen Drehrichtung drehbar. Zudem umfasst die Steuermechanik eine erste und eine zweite Abtriebswelle, die jeweils über die Antriebswelle drehbar angetrieben, beziehungsweise antreibbar sind. Die erste Abtriebswelle dient der Drehung um eine erste Drehachse und die zweite Abtriebswelle der Drehung eines Elements der Belüftungsvorrichtung um eine zweite Drehachse, wobei die Abtriebswellen über weitere Elemente, beispielsweise ein Kegelradgetriebe, die Drehungen um die Drehachsen bewirken können und somit die Drehachsen auch nicht koaxial oder parallel zu den jeweiligen Abtriebswellenachsen stehen müssen. Die erste und die zweite Abtriebswelle sind hierbei über ein Kupplungselement mit der Antriebswelle verbunden. Unter „Kupplungselement“ soll jedes Element verstanden werden, mit welchem eine Drehung der Antriebswelle auf die erste und die zweite Abtriebswelle übertragbar ist. Insbesondere weist das Kupplungselement hierzu Zahnräder, Zahnradsegmente, Gelenkelemente oder dergleichen auf. Die erste Lüftungsklappe ist durch die erste Abtriebswelle um eine erste Drehachse drehbar. Mit der zweiten Abtriebswelle ist entweder die erste Lüftungsklappe oder eine zweite Lüftungsklappe oder ein anderes Element, beispielsweise eine Verschlussblende, um die zweite Drehachse drehbar. Insbesondere sind hierbei die erste und die zweite Drehachse orthogonal zueinander orientiert. Generell ist unter einer „Welle“ im Sinne der Erfindung nicht zwangsläufig ein längliches und sich drehendes Maschinenelement zu verstehen. Insbesondere handelt es sich bei der ersten und der zweiten Abtriebswelle um gedachte Wellen, um welche insbesondere die erste Lüftungsklappe drehbar ist. Die zweite Drehachse ist insbesondere deckungsgleich mit der Antriebswellenachse. Zudem ist die erste Lüftungsklappe insbesondere um die erste Drehachse nur über einen begrenzten Winkelbereich schwenkbar. Die zweite Drehachse liegt insbesondere in einem Zentrum der ersten Lüftungsklappe, wodurch die erste Lüftungsklappe insbesondere um dieses Zentrum rotierbar ist.
Kennzeichnend für die Erfindung ist, dass das Kupplungselement als Differential ausgebildet ist oder anders formuliert, als Differential wirkt. Unter „Differential“ soll generell, wie beispielsweise beim Automobil bekannt, ein Mechanismus zur Leistungsverzweigung verstanden werden, der in der Lage ist, Drehzahlunterschiede zwischen der ersten und der zweiten Abtriebswelle auszugleichen. Anders formuliert kann sich die Antriebswelle mit einer konstanten Drehgeschwindigkeit in die erste oder die zweite Drehrichtung drehen und hierbei die erste und die zweite Abtriebswelle jeweils mit identischen Geschwindigkeiten antreiben. Jedoch ist es auch möglich, dass sich bei einer konstanten Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle, die erste Abtriebswelle schneller als die zweite Abtriebswelle oder die zweite Abtriebswelle schneller als die erste Abtriebswelle dreht. Bildlich ist dieses Verhalten bei einer klassischen Kurvenfahrt eines Kraftfahrzeugs vorstellbar, wofür ein Differential ursprünglich entwickelt wurde. Bei diesem klassischen Beispiel drehen sich die Räder am Kurvenäußeren schneller als die Räder am Kurveninneren. Das Differential gleicht somit die Drehzahlunterschiede aus. Im Grenzfall, welcher für die vorliegende Erfindung am relevantesten ist, kann eine der beiden Abtriebswellen stehen während die jeweils andere Abtriebswelle durch die Antriebswelle weitergedreht wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist durch Drehung der Antriebswelle in die erste Drehrichtung die erste Lüftungsklappe bis zu einer ersten, durch ein erstes Anschlagelement vorbestimmten, Position um die erste Drehachse drehbar, insbesondere schwenkbar. Insbesondere legt hierbei das erste Anschlagelement eine Maximalstellung, insbesondere einen maximalen Schwenkwinkel, der ersten Lüftungsklappe um die erste Drehachse fest. Das erste Anschlagelement ist hierbei insbesondere zwischen der ersten Lüftungsklappe und einem Widerlager, beispielsweise einer Umhüllung der Belüftungsvorrichtung, angeordnet. Zudem können auch Teile der Umhüllung der Belüftungsvorrichtung selbst das Widerlager sein. Als erstes Anschlagelement kann jedes Element dienen, welches die Drehbewegung der ersten Lüftungsklappe um die erste Drehachse begrenzt. Erst ab der durch das erste Anschlagelement vorbestimmten Position der ersten Lüftungsklappe wird bei einer weiteren Drehung der Antriebswelle in die erste Drehrichtung die Drehung um die zweite Drehachse bewirkt. Wie erwähnt, kann die Drehung um die zweite Drehachse die erste Lüftungsklappe, eine zweite Lüftungsklappe oder ein anderes Element betreffen. Die zweite Lüftungsklappe kann eine beliebige Klappe in der Belüftungsvorrichtung sein. So kann die zweite Lüftungsklappe sowohl zum Lenken des auf der Lufteintrittsseite eintretenden Luftstroms als auch zur Drosselung desselbigen dienen. Anders formuliert, wird die erste Lüftungsklappe oder die zweite Lüftungsklappe insbesondere erst um die zweite Drehachse gedreht, wenn sich die erste Lüftungsklappe am Anschlag befindet.
Aus Gründen der Einfachheit wird im Folgenden im Wesentlichen die Belüftungsvorrichtung mit Drehungen der ersten Lüftungsklappe um die erste und die zweite Drehachse weiter erläutert, wobei dies ohne Weiteres auf eine Belüftungsvorrichtung mit einer zweiten Lüftungsklappe oder einem anderen Element übertragen werden kann, das um die zweite Drehachse dreht.
Wird die Antriebswelle in die zweite Drehrichtung gedreht, die gegenläufig zur ersten Drehrichtung ist, wird in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die erste Lüftungsklappe bis zu einer zweiten, durch ein zweites Anschlagelement vorbestimmten, Position um die erste Drehachse geschwenkt. Insbesondere legt hierbei das zweite Anschlagelement eine weitere Maximalstellung der ersten Lüftungsklappe fest. Das erste und das zweite Anschlagelement begrenzen hierbei insbesondere die Schwenkbewegung der ersten Lüftungsklappe auf einen definierten Winkelbereich um die erste Drehachse. Wie das erste Anschlagelement auch, ist das zweite Anschlagelement insbesondere zwischen der ersten Lüftungsklappe und einem Widerlager, beispielsweise der Umhüllung der Belüftungsvorrichtung, angeordnet, wobei Teile der Umhüllung selbst Widerlager sein können. Wird also die Antriebswelle in die zweite Drehrichtung gedreht, „verlässt“ die erste Lüftungsklappe die erste vorbestimmte Position und dreht in Richtung der zweiten vorbestimmten Position. Erst ab der zweiten vorbestimmten Position der ersten Lüftungsklappe wird durch eine weitere Drehung der Antriebswelle in die zweite Drehrichtung die erste Lüftungsklappe um die zweite Drehachse gedreht.
Um eine möglichst präzise und geräuscharme Bewegung der ersten Lüftungsklappe um die erste und/oder die zweite Antriebswelle zu ermöglichen und um die Wirkung des Differentials zu unterstützen, umfasst in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Belüftungsvorrichtung mindestens ein Bremselement, welches mit der ersten und/oder der zweiten Abtriebswelle in Wirkverbindung steht. So ist es beispielsweise möglich, die Drehbewegung der ersten Lüftungsklappe um die zweite Drehachse solange aktiv durch Bremsen der zweiten Abtriebswelle zu hemmen, bis die erste Lüftungsklappe die erste oder die zweite vorbestimmte Position erreicht hat. Ab dem Erreichen einer der vorbestimmten Positionen kann die Bremse beispielsweise aktiv gelöst werden, wodurch die Drehung der ersten Lüftungsklappe um die zweite Drehachse möglich wird. Das Bremselement kann als Reibungsbremselement ausgestaltet sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Belüftungsvorrichtung ein bezüglich der Antriebswelle koaxial angeordnetes und insbesondere ringartiges Lagerelement auf, wobei die erste Lüftungsklappe, insbesondere um die erste Drehachse, drehbar in dem Lagerelement gelagert ist. Das Lagerelement kann aus Kunststoff durch ein Spritzgussverfahren hergestellt sein.
Die Antriebswelle und die erste und die zweite Abtriebswelle sind insbesondere derart zueinander angeordnet, dass die zweite Abtriebswelle eine gerade Verlängerung zur Antriebswelle darstellt und zudem die erste Abtriebswelle orthogonal zur Antriebswelle und zur zweiten Abtriebswelle orientiert ist. Wie bereits ausgeführt sind hierbei die Abtriebswellen mit der Antriebswelle über das Kupplungselement gekoppelt. Auch ist es möglich, dass die Antriebswelle keine gerade Verlängerung zur zweiten Abtriebswelle darstellt, sondern einen Winkel zu dieser einschließt. Zudem kann die erste Abtriebswelle einen Winkel kleiner oder größer als 90° zur Antriebswelle und zur zweiten Abtriebswelle einschließen.
Insbesondere weist die erste Lüftungsklappe einen ersten und einen zweiten Lagerzapfen auf, die in eine erste und eine zweite Lagerbuchse im Lagerelement eingreifen, wodurch die erste Lüftungsklappe im Lagerelement gelagert ist. Die Lagerzapfen und die Lagerbuchsen korrespondieren hierbei insbesondere mit der um die erste Drehachse drehbaren ersten Abtriebswelle. Die ringartige Ausgestaltung des Lagerelements ist bevorzugt, jedoch ist die Erfindung nicht hierauf limitiert. So kann das Lagerelement auch eine quadratische Gestalt aufweisen. Vorteilhafterweise tritt mindestens ein Bremselement mit dem Lagerelement in Wirkverbindung und bremst dieses insbesondere an einem Außenumfang. Eine Bremsung des Lagerelements kommt einem direkten Bremsen der zweiten Abtriebswelle gleich. Zudem kann ein Bremsen der ersten Abtriebswelle und somit eine Bremsung der Drehbewegung der ersten Lüftungsklappe um die erste Drehachse auch dadurch realisiert sein, dass ein Bremselement, beispielsweise ausgestaltet als eine Art Gummiring, zwischen einer Lagerbuchse und einem entsprechenden Lagerzapfen angeordnet ist. Ein derart ausgestaltetes und angeordnetes Bremselement würde somit als dauerhafte Reibungsbremse fungieren.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist durch die Antriebswelle das Lagerelement indirekt über die erste Lüftungsklappe um die zweite Drehachse drehbar. Dadurch greift die Antriebswelle insbesondere nicht unmittelbar am Lagerelement an, sondern überträgt die Drehenergie der Antriebseinheit über die Lagerzapfen der ersten Lüftungsklappe auf die Lagerbuchsen im Lagerelement und somit auf das Lagerelement selbst. Hierdurch ist eine einfache Bedienbarkeit des Lagerelements gewährleistet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Lagerelement mindestens ein Widerlagerelement für das erste und das zweite Anschlagelement auf. Das Widerlagerelement ist hierbei insbesondere als ein sich orthogonal zur zweiten Drehachse erstreckender, insbesondere speichenartiger, Steg des Lagerelements ausgestaltet. Der Steg teilt hierbei insbesondere das Lagerelement in zwei Kreissegmente und ist hierbei propellerartig um die zweite Drehachse drehbar. Insbesondere ist ein maximaler Schwenkweg der ersten Lüftungsklappe um die erste Drehachse, also insbesondere durch die mit dem Steg in Kontakt tretenden zwei Anschlagelemente, begrenzt. Insbesondere sind das erste und das zweite Anschlagelement auf der ersten Lüftungsklappe angeordnet, insbesondere einstückig mit dieser verbunden, und insbesondere an die erste Lüftungsklappe angespritzt. Insbesondere ist hierbei das erste Anschlagelement auf einer Oberseite und das zweite Anschlagelement auf einer Unterseite der Lüftungsklappe angeordnet. Zudem sind das erste und das zweite Anschlagelement insbesondere drehsymmetrisch bezüglich der zweiten Drehachse auf der ersten Lüftungsklappe angeordnet. Insbesondere sind das erste und das zweite Anschlagelement identisch ausgestaltet und stehen punktförmige oder stegartige Erhebungen auf der ersten Lüftungsklappe dar. Zudem weisen beide Anschlagelemente eine ähnliche Breite wie der Steg auf. Dadurch ist gewährleistet, dass beide Anschlagelemente sicher mit dem Steg in Kontakt treten können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Lagerelement bezüglich der zweiten Drehachse ein größeres Trägheitsmoment als die erste Lüftungsklappe bezüglich der ersten Drehachse auf. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass das Lagerelement beispielweise aus Metall und die erste Lüftungsklappe aus Kunststoff hergestellt, respektive gespritzt ist. Der Vorteil der Ausgestaltung ist darin zu sehen, dass selbst ohne eine aktive Bremsung der Abtriebswellen oder des Lagerelements, bei einer Drehung der Antriebswelle um die zweite Drehachse, aufgrund der Trägheitsmomentverhältnisse zuerst die erste Lüftungsklappe um die erste Drehachse bis zu einer vorbestimmten Position gedreht, insbesondere geschwenkt wird. Erst anschließend wird bei weiterer Drehung der Antriebswelle das Lagerelement um die zweite Drehachse gedreht. Anders formuliert verhält sich aufgrund der unterschiedlichen Trägheitsmomente das Lagerelement „schwerer“ als die erste Lüftungsklappe.
Um möglichst einfach und effizient die Drehenergie der Antriebseinheit, respektive der Antriebswelle, auf die erste Lüftungsklappe zu übertragen, ist in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung an der Antriebswelle ein Antriebszahnrad und an der ersten Lüftungsklappe ein Abtriebszahnrad angeordnet. Das Antriebszahnrad ist insbesondere koaxial zur zweiten Abtriebswelle angeordnet und das Abtriebszahnrad ist insbesondere koaxial zur ersten Abtriebswelle angeordnet. Insbesondere sind das Antriebs- und das Abtriebszahnrad orthogonal zueinander orientiert und greifen kämmend ineinander. Möglich ist auch, dass das Antriebs- und/oder das Abtriebszahnrad lediglich als Zahnradsegmente ausgestaltet sind.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, Ausführungen und Ausgestaltungen der Erfindung, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in einer Figur gezeichneten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen oder gezeichneten Kombination, sondern auch in grundsätzlich beliebigen anderen Kombinationen oder aber einzeln verwendbar. Es sind Ausführungen der Erfindung möglich, die nicht alle Merkmale eines abhängigen Anspruchs aufweisen. Auch können einzelne Merkmale eines Anspruchs durch andere offenbarte Merkmale oder Merkmalskombinationen ersetzt werden. Ausführungen der Erfindung, die nicht alle Merkmale des oder der Ausführungsbeispiele, sondern einen grundsätzlich beliebigen Teil der gekennzeichneten Merkmale eines Ausführungsbeispiels gegebenenfalls in Kombination mit einem, mehreren oder allen Merkmalen eines oder mehrerer weiteren Ausführungsbeispiele aufweisen, sind möglich.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele erklärt.
Es zeigen:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Darstellung;
2 das erste Ausführungsbeispiel aus 1 in einer weiteren perspektivischen Darstellung; und
3 eine schematische Skizze eines zweiten Ausführungsbeispiels.

In den 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Belüftungsvorrichtung 1 dargestellt. Die Belüftungsvorrichtung 1 weist eine Steuermechanik 2 zum Steuern einer ersten Lüftungsklappe 3 auf. Die erste Lüftungsklappe 3 ist aus einem Kunststoff gespritzt und dient dazu, einen Luftstrom, der auf einer Lufteintrittsseite E in die Belüftungsvorrichtung 1 eintritt, in Richtung einer Luftaustrittsseite A zu lenken. Die erste Lüftungsklappe 3 weist ein erstes Anschlagelement 4 und auf einer gegenüberliegenden Seite der ersten Lüftungsklappe 3 ein zweites Anschlagelement 5 auf. Das erste und das zweite Anschlagelement 4, 5 sind an die erste Lüftungsklappe 3 angespitzt und weisen jeweils eine Schrägfläche auf. Zur Steuerung der ersten Lüftungsklappe 3 weist die Belüftungsvorrichtung 1 eine Antriebseinheit 6 in Form eines Elektromotors 7 auf. Der Elektromotor 7 treibt eine Antriebswelle 8 an, welche um eine Antriebswellenachse 9 in eine erste Drehrichtung D₁ und eine entgegengesetzte Drehrichtung D₂ drehbar ist. Die erste Lüftungsklappe 3 ist über eine erste Abtriebswelle 10 und eine zweite Abtriebswelle 12 steuerbar. Die erste Abtriebswelle 10 ist hierbei um eine erste Drehachse 11 und die zweite Abtriebswelle 12 um eine zweite Drehachse 13 drehbar. Die erste und die zweite Abtriebswelle 10, 12 sowie die erste und die zweite Drehachse 11, 13 sind jeweils orthogonal zueinander orientiert. Ein Kupplungselement 14 überträgt die Drehenergie der Antriebswelle 8, respektive des Elektromotors 7, auf die erste und die zweite Abtriebswelle 10, 12, zur Steuerung der ersten Lüftungsklappe 3. Ein Antriebszahnrad 15 ist koaxial auf der Antriebswelle 8 angeordnet. Das Antriebszahnrad 15 greift kämmend in ein Abtriebszahnrad 16 ein, welches an der ersten Lüftungsklappe 3 angeordnet ist. Das Antriebszahnrad 15 und das Abtriebszahnrad 16 sind hierbei orthogonal zueinander orientiert. Die erste Lüftungsklappe 3 ist in einem kreisrunden Lagerelement 17 drehbar gelagert. Das Lagerelement 17 weist einen Steg 18 auf, der speichenartig mittig im Lagerelement 17 angeordnet ist. Die erste Lüftungsklappe 3 weist einen ersten und einen zweiten Lagerzapfen 19, 20 auf, welche in eine erste und eine zweite korrespondierende Lagerbuchse 21, 22 im Lagerelement 17 eingreifen. Am Lagerelement 17 greift ein erstes Bremselement 23 an welches eine Drehung des Lagerelements 17 um die zweite Drehachse 13 bremst oder gänzlich stoppt. Dadurch wird zwangsläufig auch eine Drehung der ersten Lüftungsklappe 3 um die zweite Drehachse 13 gebremst oder gestoppt. Ein zweites Bremselement 24 ist als Gummiring 25 ausgebildet und zwischen der ersten Lagerbuchse 21 und dem ersten Lagerzapfen 19 angeordnet. Durch den Gummiring 25 wird eine Drehung der ersten Lüftungsklappe 3 um die erste Drehachse 11 gedämpft, wodurch eine kontrollierte und geräuscharme Drehung der ersten Lüftungsklappe 3 um die erste Drehachse 11 möglich wird.
Wird die Antriebswelle 8 in die erste Drehrichtung D₁ gedreht, schwenkt die erste Lüftungsklappe 3 um die erste Drehachse 11, bis das erste Anschlagelement 4 in Kontakt mit dem Steg 18 tritt, wodurch die Drehbewegung der ersten Lüftungsklappe 3 in diese Richtung beendet wird. Durch das erste Bremselement 23, welches das Lagerelement 17 bremst, dreht sich, während sich das erste Anschlagelement 4 der ersten Lüftungsklappe 3 dem Steg 18 nähert, das Lagerelement 17, respektive die erste Lüftungsklappe 3, aufgrund des ersten Bremselements 23 nicht um die zweite Drehachse 13. Ist das erste Anschlagelement 4 hingegen in Kontakt mit dem Steg 18, wird bei weiterer Drehung der Antriebswelle 8 in die erste Drehrichtung D₁ die Bremskraft des ersten Bremselements 23 überwunden. Ab diesem Moment wird die erste Lüftungsklappe 3 mitsamt dem Lagerelement 17 um die zweite Drehachse 13 in Richtung D₁ gedreht, bis die gewünschte Drehposition erreicht ist. Wird die Antriebswelle 8 hingegen in die zweite Drehrichtung D₂ gedreht, dreht die erste Lüftungsklappe 3 um die erste Drehachse 11 derart, dass sich das erste Anschlagelement 4 von dem Steg 18 entfernt, und sich das zweite Anschlagelement 5 dem Steg 18 nähert. Sobald das zweite Anschlagelement 5 den Steg 18 erreicht hat, ist die Drehbewegung der ersten Lüftungsklappe 3 um die erste Drehachse 11 beendet. Bei einer weiteren Drehung der Antriebswelle 8 in die zweite Drehrichtung D₂ wird das Lagerelement 17 mitsamt der ersten Lüftungsklappe 3 in Richtung D₂ um die zweite Drehachse 13 gedreht. Die Bremskraft des ersten Bremselements 23 ist hierbei größer als die Bremskraft des zweiten Bremselements 24. Dadurch ist gewährleistet, dass sich bei einer Drehbewegung der Antriebswelle 8 zuerst die erste Lüftungsklappe 3 schwenkt und erst, sobald das erste oder das zweite Anschlagelement 4, 5 in Kontakt mit dem Steg 8 ist, sich das Lagerelement 17, respektive die erste Lüftungsklappe 3, um die zweite Drehachse 13 drehen kann. Auf diese Weise kann mittels einer abwechselnden Bewegung in den beiden Drehrichtungen D₁ , D₂ jede gewünschte Stellung erreicht werden.
In 3 ist schematisch die Funktion einer Belüftungsvorrichtung 1a mit einer Steuermechanik 2a dargestellt. 3 soll hierbei hauptsächlich dazu dienen, die Funktion des Differentials D zu erläutern. Eine Antriebseinheit 6a ist als ein Elektromotor 7a ausgebildet. Der Elektromotor 7a treibt eine Antriebswelle 8a an. Die Antriebswelle 8a kann sich hierbei in einer ersten Drehrichtung D₁ und in einer dazu gegenläufigen Drehrichtung D₂ drehen. Die Drehung der Antriebswelle 8a wird auf ein Kupplungselement 14a, das als Differential D ausgebildet ist, übertragen. Über das Differential D werden eine erste Abtriebswelle 10a und eine zweite Abtriebswelle 12a angesteuert. Die Abtriebswellen 10a und 12a können sich hierbei mit identischen oder unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen. Über die erste Abtriebswelle 10a ist über ein Kegelradgetriebe 27a eine erste Lüftungsklappe 3a um eine erste Drehachse 11a drehbar. Über die zweite Abtriebswelle 12a ist eine zweite Lüftungsklappe 26a um eine zweite Drehachse 13a drehbar.
Die zweite Abtriebswelle 12a ist durch ein zweites Bremselement 24a bis zum Stillstand bremsbar. In diesem Fall dreht sich nur die erste Abtriebswelle 10a. Durch die Drehung der Antriebswelle 8a wird auch die Abtriebswelle 10a und somit die erste Lüftungsklappe 3a gedreht, und zwar solange, bis ein erstes Anschlagelement 4a mit einem ersten Widerlager 28a in Kontakt tritt. Ab diesem Punkt ist eine weitere Drehung der ersten Lüftungsklappe 3a blockiert. Wird die Antriebswelle 8a weiter in Richtung D₁ gedreht beginnt auch die zweite Abtriebswelle 12a und somit die zweite Lüftungsklappe 26a sich zu drehen, da die Bremskraft des zweiten Bremselements 24a überwunden wird. Wird der Elektromotor 7a deaktiviert und anschließend die Antriebswelle 8a in die zweite Drehrichtung D₂ gedreht, beginnt die erste Abtriebswelle 10a und somit die erste Lüftungsklappe 3a sich zu drehen, wodurch das erste Anschlagelement 4a in Richtung des zweiten Widerlagers 29a läuft. Sobald dieses erreicht ist, ist die Bewegung der ersten Lüftungsklappe 3a in Richtung D₂ blockiert und folglich beginnt die zweite Abtriebswelle 12a und somit die zweite Lüftungsklappe 26a sich zu drehen.
Bezugszeichenliste

1, 1a: Belüftungsvorrichtung
2, 2a: Steuermechanik
3, 3a: erste Lüftungsklappe
4, 4a: erstes Anschlagelement
5: zweites Anschlagelement
6, 6a: Antriebseinheit
7, 7a: Elektromotor
8, 8a: Antriebswelle
9: Antriebswellenachse
10, 10a: erste Abtriebswelle
11, 11a: erste Drehachse
12, 12a: zweite Abtriebswelle
13, 13a: zweite Drehachse
14, 14a: Kupplungselement
15: Antriebszahnrad
16: Abtriebszahnrad
17: Lagerelement
18: Steg
19: erster Lagerzapfen
20: zweiter Lagerzapfen
21: erste Lagerbuchse
22: zweite Lagerbuchse
23: erstes Bremselement
24, 24a: zweites Bremselement
25: Gummiring
26a: zweite Lüftungsklappe
27a: Kegelradgetriebe
28a: erstes Widerlager
29a: zweites Widerlager
E: Lufteintrittsseite
A: Luftaustrittsseite
D₁: erste Drehrichtung der Antriebswelle 8
D₂: zweite Drehrichtung der Antriebswelle 8
D: Differential

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 2814191 A1 [0002]

Claims

Belüftungsvorrichtung (1, 1a) für einen Automobilinnenraum, wobei die Belüftungsvorrichtung (1, 1a) eine Steuermechanik (2, 2a) zum Steuern einer ersten Lüftungsklappe (3, 3a) umfasst, wobei die Steuermechanik (2, 2a) eine, insbesondere als Elektromotor (7, 7a) ausgestaltete, Antriebseinheit (6, 6a) mit einer Antriebswelle (8, 8a) umfasst, wobei die Antriebswelle (8, 8a) in eine erste Drehrichtung (D₁) und in eine zweite, zur ersten Drehrichtung (D₁) gegenläufige, Drehrichtung (D₂) drehbar ist, wobei die Steuermechanik (2, 2a) eine erste und eine zweite Abtriebswelle (10, 10a, 12, 12a) für eine Drehung um eine erste und eine zweite Drehachse (11, 11a, 13, 13a) aufweist, die jeweils über die Antriebswelle (8, 8a) drehbar angetrieben sind, wobei die erste und die zweite Abtriebswelle (10, 10a 12, 12a) über ein Kupplungselement (14, 14a) mit der Antriebswelle (8, 8a) verbunden sind, wobei die erste Lüftungsklappe (3, 3a) durch die erste Abtriebswelle (10, 10a) um die erste Drehachse (11, 11a) drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (14, 14a) als Differential ausgebildet ist.
Belüftungsvorrichtung (1, 1a) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch Drehung der Antriebswelle (8, 8a) in die erste Drehrichtung (D₁) die erste Lüftungsklappe (3, 3a) bis zu einer ersten, durch ein erstes Anschlagelement (4, 4a) vorbestimmten, Position um die erste Drehachse (11, 11a) drehbar ist, und dass erst ab der ersten vorbestimmten Position der ersten Lüftungsklappe (3, 3a), durch eine weitere Drehung der Antriebswelle (8, 8a) in die erste Drehrichtung (D₁), die erste Lüftungsklappe (3, 3a) oder eine zweite Lüftungsklappe (26a) um die zweite Drehachse (13, 13a) drehbar ist.
Belüftungsvorrichtung (1, 1a) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch Drehung der Antriebswelle (8, 8a) in die zweite Drehrichtung (D₂) die erste Lüftungsklappe (3, 3a) bis zu einer zweiten, durch ein zweites Anschlagelement (5) vorbestimmten, Position um die erste Drehachse (11, 11a) schwenkbar ist und dass erst ab der zweiten vorbestimmten Position der ersten Lüftungsklappe (3, 3a), durch eine weitere Drehung der Antriebswelle (8, 8a) in die zweite Drehrichtung (D₂), die erste oder die zweite Lüftungsklappe (3, 3a, 26a) um die zweite Drehachse (13, 13a) drehbar ist.
Belüftungsvorrichtung (1, 1a) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftungsvorrichtung (1, 1a) mindestens ein Bremselement (23; 24, 24a) umfasst, welches mit der ersten und/oder der zweiten Abtriebswelle (10, 10a, 12, 12a) in Wirkverbindung steht.
Belüftungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftungsvorrichtung (1) ein bezüglich der Antriebswelle (8) koaxial angeordnetes und insbesondere ringartiges Lagerelement (17) aufweist, wobei die erste Lüftungsklappe (3) drehbar in dem Lagerelement (17) gelagert ist.
Belüftungsvorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Antriebswelle (8) das Lagerelement (17) indirekt über die erste Lüftungsklappe (3) um die zweite Drehachse (13, 13a) drehbar ist.
Belüftungsvorrichtung (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (17) mindestens ein Widerlagerelement für das erste und das zweite Anschlagelement (4, 5) aufweist, wobei das Widerlagerelement als ein sich orthogonal zur zweiten Drehachse (13) erstreckender, insbesondere speichenartiger, Steg (18) des Lagerelements (17) ausgestaltet ist.
Belüftungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Anschlagelement (4, 5) auf der ersten Lüftungsklappe (3) angeordnet, insbesondere einstückig mit dieser verbunden, sind.
Belüftungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (17) bezüglich der zweiten Drehachse (13) ein größeres Trägheitsmoment als die erste Lüftungsklappe (3) bezüglich der ersten Drehachse (11) aufweist.
Belüftungsvorrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Antriebswelle (8) ein Antriebszahnrad (15) und an der ersten Lüftungsklappe (3) ein Abtriebszahnrad (16) angeordnet ist und dass das Antriebs- und das Abtriebszahnrad (15, 16) insbesondere orthogonal zueinander orientiert sind.
Belüftungsvorrichtung (1a) nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftungsvorrichtung (1a) eine zweite Lüftungsklappe (26a) umfasst, wobei die erste Lüftungsklappe (3a) durch die erste Abtriebswelle (10a) um die erste Drehachse (11a) und die zweite Lüftungsklappe (26a) durch die zweite Abtriebswelle (12a) um die zweite Drehachse (13a) drehbar ist.