DE10356698B4

DE10356698B4 - Klappenanordnung für einen Gasströmungskanal und Verfahren zum Zusammenbau einer Klappenanordnung

Info

Publication number: DE10356698B4
Application number: DE2003156698
Authority: DE
Inventors: Bernhard Schadler
Original assignee: Magna Auteca AG
Current assignee: Magna Auteca At GmbH
Priority date: 2003-11-28
Filing date: 2003-11-28
Publication date: 2005-11-17
Anticipated expiration: 2023-11-29
Also published as: DE10356698A1

Abstract

Klappenanordnung für einen Gasströmungskanal zur Steuerung des Durchflusses mit einem plattenförmigen Schwenkelement, das um eine Achse drehbar ist, und einem Antrieb für die Verstellung des Schwenkelementes, wobei der Antrieb in einer Ausnehmung des Schwenkelementes zumindest teilweise aufgenommen ist, die zu einem Rand des Schwenkelementes offen ist, und wobei der Antrieb mittels einer formschlüssigen Verbindung in der Ausnehmung gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenfläche des Antriebs (13) in axialer Richtung seiner Drehachse Vorsprünge (18) mit Abstand zueinander angeordnet sind, die im eingebauten Zustand des Antriebs (13) in die Nuten (8) an den Begrenzungsrändern der Ausnehmung eingreifen, wobei die Vorsprünge so gestaltet und beabstandet sind, dass der Antrieb (13) durch Schwenken und gleichzeitiges Einschieben in die Ausnehmung schräg zur Drehachse (5) des Schwenkelements (3) einfädelbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Klappenanordnung für einen Gasströmungskanal nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs sowie ein Verfahren zum Zusammenbau einer Klappenanordnung.

Aus der DE 100 24 691 ist eine Klappe zur Steuerung der Durchströmmenge in einem Luftführungskanal, insbesondere für eine Heizungs- oder Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug bekannt, die als plattenförmiges Schwenkelement ausgebildet ist, das um eine Drehachse schwenkbar ist. Die Klappe weist in axialer Richtung eine zur Stirnwand offene Ausnehmung auf, die zur Aufnahme eines Antriebes dient, über den die Schwenkbewegung der Klappe erzeugbar ist. Der Antrieb, bestehend aus Hülse und Antriebselement, wird in axialer Richtung in die Ausnehmung der Klappe geschoben, wobei die Hülse diametral entgegengesetzte, in axia ler Richtung ausgerichtete Nuten aufweist. Beim Einschieben treten die Nuten mit den Seitenrändern der Ausnehmung in Eingriff. Das der Ausnehmung entfernt liegende Ende der Klappe weist einen Lagerzapfen auf, und der Antrieb ist mit einer nach außen von der Klappe gesehen herausragenden Abtriebswelle versehen, die zusammen mit dem Lagerzapfen zur Schwenklagerung der Klappe dient und drehfest in einer zugeordneten Lagerwandung, insbesondere eines Einbaurahmens gehalten wird.

Aus der nicht vorveröffentlichten EP 1 418 069 ist eine ähnliche Klappe bekannt, bei der der Antrieb einen axial und diametral verlaufenden kontinuierlichen Vorsprung aufweist, der mit Nuten in den Rändern der Ausnehmung in der Klappe für den Antrieb in Eingriff tritt.

Es hat sich gezeigt, dass bei dem Einbau der Klappenanordnung, insbesondere in Kraftfahrzeuge wenig Raum vorhanden ist, so dass das Einfädeln des Antriebs in die Ausnehmung des plattenförmigen Schwenkelementes äußerst schwierig ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Klappenanordnung für einen Gasströmungskanal zu schaffen, bei der der Einbau oder Ausbau des Antriebes in das plattenförmige Schwenkelement weniger Raum benötigt, so dass der Antrieb im eingebauten Zustand des Strömungskanals möglich wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs sowie durch die Merkmale des nebengeordneten Verfahrensanspruchs gelöst.

Dadurch, dass an der Außenfläche des Antriebes in axialer Richtung der Drehachse des Schwenkelementes Vorsprünge oder Nasen mit Abstand zueinander angeordnet sind und die Seitenränder der Ausnehmung Nuten aufweisen, ist es möglich, den Antrieb so in die Ausnehmung einzufädeln, dass der Antrieb schräg zu der Drehachse des Schwenkelementes von unten oder oben herkommend in die Nuten der Ausnehmung eingesetzt werden kann, da zuerst nur die nasenartigen Vorsprünge, die diametral an dem Antrieb angeordnet sind, in die Nuten eingreifen durch Schwenken des Antriebs und gleichzeitiges Einschieben in die Ausnehmung kann der Antrieb eingefädelt werden, bis er in Richtung der Drehachse liegt, in der die mit Abstand zu den schon in Eingriff mit den Nuten stehenden Vorsprüngen befindlichen nasenartigen Vorsprünge gleichfalls in die Nuten eingeschoben werden können. Der Antrieb muss nicht in Verlängerung zu der Drehachse ausgerichtet sein, damit die Vorsprünge in formschlüssigen Eingriff mit den Nuten treten können, sondern zu Beginn brauchen nur die an den Enden angeordneten nasenartigen Vorsprünge eingefädelt werden, was auch in schräger Stellung des Antriebs zu der Drehachse des Schwenkelementes geschehen kann. Dabei sind über die Länge des Antriebs gesehen jeweils nur zwei zueinander beabstandete Nasen vorgesehen.

Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich.

Die an den Seitenrändern der Ausnehmung im plattenförmigen Schwenkelement in axialer Richtung angeordneten Nuten können jeweils durchgehend bzw. kontinuierlich ausgebildet sein, es können aber auch zwei oder mehrere mit Abstand zueinander vorgesehene Nuten an den Rändern ausgebildet sein. Es sind somit mehr designerische Freiheiten gegeben.

Vorzugsweise weisen die nasenartigen Vorsprünge Rundungen oder einen kreisförmigen Querschnitt auf, damit die im Eingriff mit den Nuten stehenden Vorsprün ge am Ende des Antriebs zusammen mit dem Antrieb eine Dreh- bzw. Schwenkbewegung ausführen können.

In vorteilhafter Weise ist das plattenförmige Schwenkelement an den Enden seiner Drehachse in einer Klappenhalterung drehbar gelagert, wobei die Lagerung an der Seite der Ausnehmung des Schwenkelementes als Ring ausgebildet ist, der am Schwenkelement angeformt ist und in einer Durchgangsöffnung in der Klappenhalterung gelagert ist. Auf diese Weise kann das plattenförmige Schwenkelement schon drehbar eingebaut werden, bevor der Antrieb eingesetzt ist. Dieser kann dann leicht durch die Durchgangsöffnung eingeschoben oder eingefädelt oder auch zum Austausch wieder herausgezogen werden.

Vorteilhafterweise weist der Antrieb ein zylinderförmiges Gehäuse mit angeformtem Flansch auf, wobei der Flansch beispielsweise durch Schrauben mit dem Randbereich der Durchgangsöffnung in der Klappenhalterung verbindbar ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Klappenanordnung ohne Antrieb in einer Klappenhalterung, die Bestandteil eines Strömungskanals ist in perspektivischer Ansicht;
2 eine Seitenansicht der Klappenanordnung nach 1, bei der der Antrieb in die Ausnehmung eingeschoben wird; und
3 eine perspektivische Ansicht der Klappen anordnung mit eingebautem Antrieb.
In 1 ist eine Klappenanordnung vor dem Einbau eines Antriebs dargestellt. Die Klappenanordnung ist in einem Strömungskanal 1 einer Heizungs- und Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug angeordnet, wobei der Strömungskanal in einem in das Kraftfahrzeug eingebauten Formteil ausgebildet ist, das gleichzeitig eine Klappenhalterung 2 der Klappenanordnung darstellt. Die Klappenanordnung weist ein plattenförmiges Schwenkelement 3 auf, das aus Kunststoff gespritzt ist und Verstärkungsrippen 4 und eine Drehachse 5 umfasst. Das plattenförmige Schwenkelement 3 ist im wesentlichen rechteckig ausgebildet und seine Ränder, die mit den Begrenzungsflächen des Strömungskanals 1 zusammen arbeiten, können mit Dichtlippen 6 versehen sein, die aus einem weicheren Material bestehen.
Das plattenförmige Schwenkelement weist eine im wesentlichen rechteckförmige Öffnung oder Ausnehmung 7 auf, die von der einen schmalen Seite her eingearbeitet und zu dieser schmalen Seite hin offen ist, wobei diese Ausnehmung 7 symmetrisch zur Drehachse 5 des Schwenkelementes 3 ist. An den Seitenrändern der Ausnehmung 7, die parallel zur Drehachse 5 liegen, sind jeweils Längsnuten 8 angeformt, deren Funktionen später beschrieben wird. Weiterhin ist am geschlossenen Ende der Ausnehmung 7 ein trichterartiges Zentrierelement 9 vorgesehen.
An den Enden des plattenförmigen Schwenkelementes 3, d.h. an den schmalen Seitenflächen sind Lagerstellen in Verlängerung der Drehachse angeformt, wobei die Lagerstellen 10 kreis- oder ringförmig ausgebildet sind und in Öffnungen 11 der Klappenhalterung 2, die gleichzeitig eine Begrenzungswand für den Strömungs kanal 1 bildet, drehbar aufgenommen sind. An der Seite der Ausnehmung 7 ist die Lagerstelle 10 als Ring 12 ausgebildet, dessen Innendurchmesser mindestens so groß ist, wie die Breite der Ausnehmung 7 quer zur Drehachse 5, vorzugsweise etwas größer. Der Ring 12 ist in der Öffnung 11 der die Klappenhalterung 2 bildenden Wand mit seinem Außenumfang drüber gelagert.
In 2 ist dargestellt, wie ein Antrieb, der das plattenförmige Schwenkelement 3 zur Drehung antreibt, in die Ausnehmung 7 "eingefädelt" bzw. wieder herausgezogen wird. Der Antrieb 13 weist ein zylinderförmiges Gehäuse 14 mit einem Flansch 15 und einer Zentriernase 16 an der dem Flansch entgegengesetzten Stirnwand auf. In dem Gehäuse 14 sind die Elemente des eigentlichen Stellantriebes gelagert, die ein Getriebe, einen Elektromotor, eine Ansteuer- und Positionierungselektronik sowie einen Versorgungsstecker 17 aufweisende Spannungsversorgungselemente umfasst. Diese Elemente sind vorzugsweise in der genannten Reihenfolge 14 des Antriebes 13 aufgenommen, wobei das Getriebe mit der Welle des Elektromotors in Verbindung stehende Getriebeelemente und mit dem Gehäuse 14 fest verbundende Getriebeelemente umfasst. An dem zylinderförmigen Gehäuse 14 sind auf seiner Außenfläche diametral gegenüber liegende nasenförmige Vorsprünge 18 angeformt, wobei auf jeder diametralen Seite zwei nasenförmige Vorsprünge 18 vorgesehen sind, die in Richtung der Drehachse 5 beabstandet sind. Die nasenartigen Vorsprünge weisen vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt auf, sie können auch einen anderen Querschnitt haben, jedoch sollten sie mit Rundungen versehen sein.
Anhand der 2 soll nun das "Einfädeln" bzw. das Einsetzen des Antriebes 13 in die Ausnehmung 7 be schrieben werden. Das Herausziehen geschieht in umgekehrter Reihenfolge. Wie auf der linken Seite der 2 zu erkennen ist, wird der Antrieb 13 schräg nach unten (oder nach oben) weisend mit seinem die Zentriernase 16 tragenden Ende vor der Durchgangsöffnung 10 in der Klappenhalterung 2 und dem Ring 12 angeordnet und mit seinem den Versorgungsstecker 17 aufweisenden Ende in Richtung der Verlängerung der Drehachse 5 nach oben (bzw. nach unten) gekippt bzw. geschwenkt, wobei gleichzeitig das die Zentriernase 16 aufweisende Ende des Antriebs 13 durch die Öffnung 10 hindurch geschoben wird. Dies ist durch die Phantomlinien 19 für den Antrieb in den unterschiedlichen Stellungen auf der linken Seite der 2 dargestellt. Wenn der Antrieb 13 ausreichend tief durch die Öffnung 10 hindurch greift, treten die zwei diametral gegenüber liegenden nasenartigen Vorsprünge 18 mit den Nuten 8 in den Seitenrändern der Ausnehmung 7 in Eingriff. Dieser Eingriff dient zur weiteren Führung des Antriebes beim Vorschieben, wobei der Antrieb immer noch schräg zur Drehachse 5 liegen kann, da die zweiten Vorsprünge noch nicht im Eingriffsbereich der Nuten 8 sind. Eine solche Stellung ist wiederum durch die Phantomlinien 19 im Bereich der Ausnehmung 7 dargestellt. Beim weiteren Vorschieben des Antriebs in die Nuten 8 der Seitenränder greifen die in der Nähe des Flansches 15 angeordneten nasenförmigen Vorsprünge 18 gleichfalls in die Nuten 8 ein, so dass dann der Antrieb 13 mit der Drehachse 5 ausgerichtet ist und die Zentriernase 16 in den Zentriertrichter 9 eingreift. Dies ist in 3 dargestellt, wobei der Flansch 15 des Antriebes 13 auf einer entsprechenden Erhebung der Klappenhalterung 2 aufliegt und mit der Wand der Klappenhalterung 2 verschraubbar ist.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Ausnehmung 7 rechteckförmig, wobei hier auch andere Formen denkbar sind entsprechend den Außenabmessungen des Antriebes 13. Weiterhin ist auch denkbar, dass in den Seitenrändern der Ausnehmung 7 keine durchgehenden Nuten angeformt sind, sondern Nutenabschnitte.

Claims

Klappenanordnung für einen Gasströmungskanal zur Steuerung des Durchflusses mit einem plattenförmigen Schwenkelement, das um eine Achse drehbar ist, und einem Antrieb für die Verstellung des Schwenkelementes, wobei der Antrieb in einer Ausnehmung des Schwenkelementes zumindest teilweise aufgenommen ist, die zu einem Rand des Schwenkelementes offen ist, und wobei der Antrieb mittels einer formschlüssigen Verbindung in der Ausnehmung gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenfläche des Antriebs (13) in axialer Richtung seiner Drehachse Vorsprünge (18) mit Abstand zueinander angeordnet sind, die im eingebauten Zustand des Antriebs (13) in die Nuten (8) an den Begrenzungsrändern der Ausnehmung eingreifen, wobei die Vorsprünge so gestaltet und beabstandet sind, dass der Antrieb (13) durch Schwenken und gleichzeitiges Einschieben in die Ausnehmung schräg zur Drehachse (5) des Schwenkelements (3) einfädelbar ist.
Klappenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das plattenförmige Schwenkelement rechteckförmig ist, wobei die Drehachse in Richtung der langen Seite ausgebildet ist und dass die Ausnehmung (7) zu einer schmalen Seite hin offen ist.
Klappenanordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an den Begrenzungsrändern der Ausnehmung 7 in axialer Richtung jeweils eine durchgehende Nut 8 angeordnet ist.
Klappenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an den Begrenzungsrändern der Ausnehmung (7) in axialer Richtung jeweils Nutenabschnitte mit Abstand zueinander angeordnet sind.
Klappenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb ein Gehäuse umfasst, in dem die Stellantriebselemente aufgenommen sind und dass an der Außenfläche des Gehäuses diametral gegenüber liegend jeweils die Vorsprünge (18), vorzugsweise zwei Vorsprünge (18) mit axialem Abstand zueinander angeordnet sind.
Klappenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (18) Rundungen aufweisen, derart, dass eine Schwenkbewegung der Vorsprünge (18) in der Nut möglich ist.
Klappenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das plattenförmige Schwenkelement (3) an den Enden der Drehachse (5) in einer Klappenhalterung (2) drehbar gelagert ist, wobei an der Seite der Ausnehmung ein Ring (12) an das Schwenkelement (3) angeformt ist, der als Lagerung dient.
Klappenanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappenhalterung (2) eine kreisförmige Durchgangsöffnung (10) aufweist, in der der Ring (12) drehbar aufgenommen ist.
Klappenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (14) des Antriebes (13) zylinderförmig ist und einen Flansch (17) aufweist, und dass das zylinderförmige Ge häuse (14) die Durchgangsöffnung (10) durchgreift und in der Ausnehmung (7) aufgenommen ist.
Klappenanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (17) an dem Randbereich der Durchgangsöffnung (10) mit der Klappenhalterung (2) verbindbar ist.
Klappenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnung (10) in der Klappenhalterung sowie der Innendurchmesser des Ringes (12) einen größeren Durchmesser aufweisen, als das zylinderförmige Gehäuse (14) des Antriebes (13).
Klappenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass am geschlossenen Ende der Ausnehmung (7) ein Zentrierelement (9) angeordnet ist, das mit einer am Antrieb angeformten Zentriernase (16) zusammenarbeitet.
Verfahren zum Zusammenbau einer Klappenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (13) schräg zur Richtung der Drehachse (5) vor der Ausnehmung (7) platziert wird, dass der Antrieb (13) in die Richtung der Drehachse unter gleichzeitigem Vorschub geschwenkt wird, derart, dass die in der Nähe des Einschubendes des Antriebes angeformten Vorsprünge in die Nuten (8) der Ausnehmung (7) eingreifen können und dass der Antrieb weiter in schräger Ausrichtung vorgeschoben und in Richtung der Drehachse geschwenkt wird, bis die entfernt zu dem Einschubende liegenden Vorsprünge (18) in die Nuten (8) der Ausnehmung eingreifen und der Antrieb mit der Drehachse (5) ausgerichtet ist.