DE19643233A1

DE19643233A1 - Vorrichtung zur Ansteuerung von wenigstens zwei Stellorganen

Info

Publication number: DE19643233A1
Application number: DE1996143233
Authority: DE
Inventors: Hossein Soltanmoradi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-10-19
Filing date: 1996-10-19
Publication date: 1998-04-23

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ansteuerung von wenigstens zwei Stellorganen mittels eines Antriebes über wenigstens eine Kurvenscheibe, die mindestens eine Steuerkurve für Stellhebel aufweist, welche mit den Stellorganen im Eingriff stehen.

Es ist bekannt, zur Verstellung der Lüftungsklappen in Lüftungssystemen von Fahrzeugen mittels eines Antriebes eine oder zwei Steuerscheiben mit jeweils ein bis zwei Steuerkurven derart zu betreiben, daß sich bei einem unterschiedlichen Drehwinkel der Steuerscheiben ein unterschiedlicher Betätigungsweg für die Klappen ergibt. Da die Steuerscheiben in einer drehfesten Verbindung zum Antrieb stehen, sind auch die Stellbewegungen, die von den Steuerscheiben auf die Stellorgane übertragen werden, stets abhängig voneinander.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine unabhängige Betätigung mehrerer Stellorgane mittels eines einzigen Antriebes zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß der Antrieb mit wenigstens zwei Steuerscheiben über wenigstens eine Freilaufkupplung verbunden ist, so daß je nach Drehrichtung des Antriebes nur eine der Steuerscheiben angetrieben wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Durch die unterschiedliche Ansteuerung von zu beiden Seiten der Freilaufkupplung angeordneten Steuerscheiben wird die Anzahl der mittels eines einzigen Antriebes betätigbaren Steuerkurven verdoppelt, wobei jeweils eine Hälfte unabhängig von der anderen Hälfte betreibbar ist. Dadurch kann die Zahl der Antriebe reduziert werden. Dies führt zu einer Kosten- und auch Gewichtsreduzierung.

Vorteilhafterweise weist jede der Steuerscheiben wenigstens zwei Steuerkurven auf. Durch diese Maßnahme können dann in an sich bekannter Weise zwei verschiedene Stellorgane gleichzeitig oder auch zeitlich versetzt gegeneinander angesteuert werden.

Weiterhin sind die Steuerkurven vorteilhafterweise auf gegenüberliegenden Seiten der Steuerscheiben angeordnet. Auch diese Maßnahme ist an sich aus dem Stand der Technik für die Steuerung von Klappen bei Belüftungssystemen von Fahrzeugen bekannt. Durch die Anordnung auf gegenüberliegenden Seiten wird eine gleichmäßige Krafteinleitung erreicht und die Steuerkurven sind bezüglich der Hebelverhältnisse günstiger auszulegen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung ein Gehäuse auf, an dem der Antrieb, die Steuerscheiben und die Verbindung zwischen den Steuerscheiben und den Stellorganen herstellende Stellhebel gelagert sind. Hierdurch wird ein sehr kompakter Aufbau der Vorrichtung ermöglicht.

Durch eine bevorzugte Ausführungsform sind die beiden Endstellungen eines Stellorgans durch einen Verdrehwinkel der Steuerscheiben von etwa 30° bis 90° einstellbar. Bei einem Verdrehwinkel von 90° können insgesamt pro Steuerscheibe bis zu vier Steuerkurven versetzt zueinander ihre Endlagen durchlaufen; bei einem Verdrehwinkel von nur 30° können auf einer Steuerscheibe theoretisch bis zu zwölf verschiedene Steuerkurven angeordnet sein, die alle zeitlich versetzt nacheinander oder alternativ dazu auch teilweise überlagert ihre Endlagen durchlaufen. Bei noch kleineren Verdrehwinkeln werden die Hebelverhältnisse zum Ansteuern der Stellorgane ungünstig und auch die genaue Einstellbarkeit von Zwischenpositionen leidet darunter.

Die Stellhebel sind vorzugsweise als zweiseitige Hebel ausgebildet, die jeweils mit einem zu einer Seite eines Lagerzapfens angeordneten Steuerstift mit einer der Steuerkurven im Eingriff stehen und die jeweils über einen zur anderen Seite des Lagerzapfens angeordneten Kupplungszapfen mit einem Stellorgan verbunden sind. Durch zweiseitige Hebel lassen sich genügend lange Kraftarme beim Abtasten der Steuerkurven und Lastarme für die Übertragung auf die Stellorgane bereitstellen.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 2 eine Explosionsdarstellung der Vorrichtung.

Die in Fig. 1 insgesamt mit 1 bezeichnete Vorrichtung weist ein Gehäuse 2 auf, an dessen einer Stirnwand 3 mittels einer Flanschplatte 4 ein vorzugsweise als Elektromotor 5 ausgebildeter Antrieb befestigt ist. Mit dem Elektromotor 5 ist über eine Welle 6 eine Schnecke 7 drehfest verbunden. Das andere Ende der Welle 6 stützt sich in einer Lagerbohrung 36 in einem Gegenlager 8 ab, das an der gegenüberliegenden Stirnwand 3 des Gehäuses befestigt wird.

Im Inneren des Gehäuses 2 sind zwei Querwände 9A, 9B parallel zur Welle 6 angeordnet. Die Querwände 9A, 9B sind mittels eines Steges 9C miteinander verbunden. Der Steg 9C weist eine Lagerbohrung 36 für die Welle 6 auf.

Die Querwände 9A und 9B weisen jeweils eine Bohrung 10A und 10B auf, welche zur Aufnahme einer Spreizfeder (13a, 13b) dienen. Mit einer Querwelle 11 ist ein Schneckenrad 11A drehfest verbunden, welches mit der Schnecke 7 im kämmenden Eingriff steht.

Auf der Querwelle 11 sind ferner zu beiden Seiten Steuerstücke 12A bzw. 12B mittels eines Freilaufs 35A bzw. 35B in einer Richtung drehfest angeordnet, die an ihren außenliegenden Stirnseiten mit kreisringsegmentförmigen Ansätzen 34A bzw. 34B versehen sind. An diesen Ansätzen 34A bzw. 34B greifen die Spreizfedern 13A bzw. 13B an und entriegeln die Steuerscheibe 15A bzw. 15B. Die Steuerscheibe 15A, 15B ist mit der Spreizfeder 13A bzw. 13B so angeordnet, daß bei einer Krafteinwirkung von Seiten der Steuerscheibe 15A, 15B die Spreizfeder 13A bzw. 13B an die Bohrung 10A, 10B drückt und somit eine Selbsthemmung gewährleistet ist.

Auf den äußeren Enden der Querwelle 11 ist drehbar zu beiden Seiten je eine Kurvenscheibe 15A bzw. 15B angeordnet. Die Kurvenscheiben 15A, 15B weisen an ihren Innenseiten Steuersegmente 14A bzw. 14B, welche ebenfalls über kreisringsegmentförmige Ansätze verfügen, die komplementär zu den Ansätzen der Steuerstücke 12A bzw. 12B ausgebildet sind.

Zwischen den Steuerstücken 12A bzw. 12B und den Steuersegmenten 14A bzw. 14B sind zu beiden Seiten auf der Querwelle 11 Spreizfedern 13A bzw. 13B angeordnet, deren Enden radial nach innen abgebogen sind und mit den Ansätzen 34A, 34B an den Steuerstücken 12A bzw. 12B und den Ansätzen an den Kurvenscheiben 15A bzw. 15B einseitig klemmende Kupplungen bilden. Die Kupplungswirkung wird dabei in an sich bekannter Weise durch eine Durchmesserzunahme bzw. -Reduzierung infolge einer Drehmomentbeaufschlagung der Spreizfedern 13A bzw. 13B je nach Drehrichtung der Querwelle 11 erzeugt. Eine solche Spreizfederkupplung ist beispielsweise aus der DE 28 06 917 C2 oder aus der DE 37 06 635 A1 im Zusammenhang mit ausstellbaren Fahrzeugscheiben bekannt
An der Kurvenscheibe 15A ist eine außenliegende Steuerkurve 16A und eine innenliegende Steuerkurve 17A, welche aufgrund der Perspektivdarstellung nicht sichtbar ist, angeordnet. An der in der Fig. 2 rechtsliegenden Kurvenscheibe 15B ist die innenliegende Steuerkurve 17B erkennbar, während die außenliegende Steuerkurve 16B dort nicht sichtbar ist. Mit den Außensteuerkurven 16A bzw. 16B steht jeweils ein außenliegender Stellhebel 18A bzw. 18B mittels eines Steuerstiftes 22A bzw. 22B im Eingriff.

Die außenliegenden Stellhebel 18A bzw. 18B sind im Gehäuse 2 in dort vorgesehenen Lagerbohrungen 28A bzw. 28B mittels Lagerzapfen 20A bzw. 20B gelagert.

Mit den Innensteuerkurven 17A bzw. 17B stehen innenliegende Innenstellhebel 19A bzw. 19B mittels Steuerstifte 23A bzw. 23B im Eingriff. Die Innenstellhebel 19A bzw. 19B sind mittels Lagerzapfen 21A bzw. 21B in Lagerbohrungen 27A bzw. 27B (nicht dargestellt) an den Querwänden 9A bzw. 9B des Gehäuses 2 gelagert.

Die Innen- und Außenstellhebel 19A, 19B bzw. 18A und 18B sind jeweils als zweiseitige Hebel ausgebildet und weisen an ihren den Steuerstiften 23A und 23B bzw. 22A und 22B gegenüberliegenden Enden Kupplungszapfen 25A und 25B bzw. 24A und 24B auf.

Diese Kupplungszapfen 24A, 24B, 25A und 25B stehen mit Stellorganen unmittelbar oder mittelbar im Eingriff, welche für verschiedene Stellbewegungen vorzugsweise in einem Fahrzeug verwendet werden. Beispielsweise ist mit dem Kupplungszapfen 24A eine Frischluft/Umluft-Steuerklappe in einem Belüftungssystem eines Personenkraftwagens verbunden. Der Kupplungszapfen 25A ist beispielsweise mit einer Steuerklappe verbunden, welche die Luft auf die Defrosterdüsen und/oder die oberen Ausströmer und/oder die Ausströmer im Fußbereich des Innenraumes eines Fahrzeuges aufteilt.

Mit den Kupplungszapfen 25B bzw. 24B der von der rechten Kurvenscheibe 15B betätigten Stellhebel 19B bzw. 18B können beispielsweise dieselben Funktionen unabhängig von den soeben beschriebenen für die rechte Fahrzeugseite getrennt dargestellt werden. Mit diesen Kupplungszapfen können jedoch auch andere Stellorgane verbunden sein, wie beispielsweise die Durchflußregelung eines Fahrzeugwärmetauschers oder eines Verdampfers einer Klimaanlage.

Wie bereits angedeutet, können die Kupplungszapfen 24A, 24B, 25A und 25B entweder direkt mit Stellorganen verbunden sein oder aber, wie in Fig. 1 an einem Beispiel für den Kupplungszapfen 25B demonstriert, mittelbar mittels eines Bowdenzuges 29 und eines Schwenkhebels 30, dessen Schwenkachse vorzugsweise koaxial zur Schwenkachse einer Klappe 32 angeordnet ist, zur mittelbaren Ansteuerung der Stellung der Klappe 32 als Beispiel eines Stellorganes, die hier einen Luftdurchgang in einem Luftkanal 33 steuert.

Im vorliegenden Falle wurde als Beispiel die Ansteuerung unterschiedlicher Komponenten eines Belüftungs- bzw. Klimatisierungssystemes eines Fahrzeuges angeführt. Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich jedoch auch andere Stellorgange, bevorzugt in Fahrzeugen, betätigen, wie beispielsweise die Einstellung eines Fahrersitzes, die ansonsten über mehrere Servomotoren erfolgen muß. Dabei kann an einem der Kupplungszapfen die Sitzhöhenverstellung, an einem anderen die Sitzflächenneigungsverstellung, an einem dritten die Sitzverfahrung nach vorne oder hinten und an dem vierten die Verstellung der Lehnenneigung angekoppelt sein.

Vorteilhaft ist in jedem Falle, daß durch die unterschiedliche Drehrichtung mittels eines einzigen Antriebsmotors 5 wenigstens zwei Steuerkurven vollkommen unabhängig voneinander angesteuert werden können. Die weiteren Steuerkurven sind jeweils je nach Auswahl des Verdrehwinkels und der verwendeten Leerwege in ihrer Verstellung unabhängig oder bei teilweiser Überlappung auch phasenweise abhängig voneinander.

Bezugszeichenliste

1

Vorrichtung

2

Gehäuse

3

Stirnwand (von

2

)

4

Flanschplatte

5

Elektromotor

6

Welle

7

Schnecke

8

Gegenlager

9

A,

9

B Querwand

9

C Steg

10

A,

10

B Bohrung (für Spreizfeder

13

)

11

Querwelle

11

A Schneckenrad

12

A,

12

B Steuerstück

13

A,

13

B Spreizfeder

14

A,

14

B Steuersegment

15

A,

15

B Kurvenscheibe

16

A,

16

B Außensteuerkurve

17

A,

17

B Innensteuerkurve

18

A,

18

B Außenstellhebel

19

A,

19

B Innenstellhebel

20

A,

20

B Lagerzapfen (an

18

)

21

A,

21

B Lagerzapfen (an

19

)

22

A,

22

B Steuerstifte (an

18

)

23

A,

23

B Steuerstifte (an

19

)

24

A,

24

B Kupplungszapfen (an

18

)

25

A,

25

B Kupplungszapfen (an

19

)

26

A,

26

B Lagerbohrung (für

11

)

27

A,

27

B Lagerbohrung (für

21

A,

21

B)

28

A,

28

B Lagerbohrung (für

20

A,

20

B)

29

Bowdenzug

30

Schwenkhebel

31

Schwenkachse

32

Klappe

33

Luftkanal

34

A,

34

B Ansatz (an

12

)

35

A,

35

B Freilauf

36

Lagerbohrung (für

6

)

Claims

1. Vorrichtung zur Ansteuerung von wenigstens zwei Stellorganen mittels eines Antriebes über eine Kurvenscheibe, die wenigstens eine Steuerkurve für Stellhebel aufweist, welche mit den Stellorganen im Eingriff stehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (5) mit wenigstens zwei Steuerscheiben (15A, 15B) über wenigstens eine Freilaufkupplung (12, 13, 14; 35A, 35B) verbunden ist, so daß je nach Drehrichtung des Antriebs (5) nur eine der Steuerscheiben (15A bzw. 15B) angetrieben wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Steuerscheiben (15A, 15B) wenigstens zwei Steuerkurven (16A, 17A bzw. 16B, 17B) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkurven (16A, 17A bzw. 16B, 17B) auf gegenüberliegenden Seiten der Steuerscheiben (15A bzw. 15B) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellorgane mit den Steuerscheiben über Stellhebel (18A, 18B, 19A, 19B) im Eingriff stehen, die gemeinsam mit den Steuerscheiben und dem Antrieb an einem Gehäuse (2) der Vorrichtung gelagert sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Endstellungen eines Stellorgans durch einen Verdrehwinkel der Steuerscheiben von etwa 30° bis 90° einstellbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellhebel (18A, 18B, 19A, 19B) als zweiseitige Hebel ausgebildet sind, die jeweils mit einem zu einer Seite eines Lagerzapfens (20A, 20B, 21A, 21B) angeordneten Steuerstift (22A, 22B, 23A, 23B) mit einer der Steuerkurven (16A, 16B, 17A, 17B) im Eingriff stehen und die jeweils über einen zur anderen Seite des Lagerzapfens (20A, 20B, 21A, 21B) angeordneten Kupplungszapfen (24A, 24B, 25A, 25B) mit einem Stellorgan (Klappe 32) verbunden sind.

7. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Ansteuerung von Stellorganen eines Klimatisierungssystems in einem Kraftfahrzeug.