-
Die Erfindung betrifft ein Koppelglied
mit zwei Anlenkpunkten, die an zwei zueinander beabstandeten, definiert
beweglichen Bauteilen lagerbar sind, wobei das Koppelglied zwei
Profilkörper
aufweist, denen jeweils ein Anlenkpunkt zugeordnet ist, und die
teleskopartig gegeneinander zwischen zwei Endanschlägen unter
Veränderung
des Abstandes der Anlenkpunkte zueinander linear verschiebbar gelagert
sind, wobei der eine Endanschlag den Minimalabstand der Anlenkpunkte
und der andere Endanschlag den Maximalabstand der Anlenkpunkte definieren.
-
Aus dem US-Patent 1 333 113 ist ein
solches Koppelglied bekannt. Das Koppelglied besteht aus zwei linearbeweglich
ineinander geführten
Bauteilen, wobei das eine Bauteil auf zwei gegenüberliegenden Längsseiten
jeweils rohrförmig
umgeschlagen ist, wodurch zwei Führungskanäle für zwei parallel
zueinander verlaufende und zueinander beabstandete Schraubenfedern
geschaffen werden. Jede Schraubenfeder ist mit ihren gegenüberliegenden
Endpunkten jeweils an beiden Bauteilen angelenkt.
-
Weitere Koppelglieder sind allgemein
bekannt. Die Koppelglieder kommen insbesondere als starre Übertragungsstangen
in Hebelgetrieben zum Einsatz. Ein spezieller Anwendungsfall bekannter Koppelglieder
liegt bei der Ansteuerung von Luftklappen in Verteilergehäusen von
Klimatisierungsanlagen für
Kraftfahrzeuge. Diese Luftklappen werden über Stellantriebe mit Hilfe
von starren Übertragungsstangen
angelenkt, wobei jede Übertragungsstange
mittels eines der jeweiligen Luftklappe zugeordneten Anlenkpunktes
mit der Luftklappe und mittels eines gegenüberliegenden zweiten Anlenkpunktes
mit einem entsprechenden Steuerglied in Verbindung steht. Durch
die starre Gestaltung der Übertragungsstangen
sind die Steuermöglichkeiten
der Luftklappen oder auch anderer beweglicher Bauteile begrenzt.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, ein
Koppelglied der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei einfacher
und kompakter Bauweise geeignete Steuervariationen der angelenkten
Bauteile ermöglicht.
-
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß den Profilkörpern eine
als einzelne Schraubenfeder gestaltete Federanordnung zugeordnet
ist, die auf die Profilkörper
eine Rückstellkraft
in Richtung eines der beiden Endanschläge ausübt, wobei die Schraubenfeder
beide Profilkörper
koaxial übergreift,
und deren Federenden an dem einen Profilkörper und an dem anderen Profilkörper andererseits
festlegbar sind. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird in besonders einfach
herstellender und zu montierender Weise ein kompaktes Koppelglied
geschaffen, das einen zusätzlichen
Längenausgleich
für verbesserte
und variantenreiche Kinematiksteuerungen der angesteuerten Bauteile
ermöglicht.
Durch die teleskopartige Linearverschiebbarkeit der Profilkörper wird
dennoch eine starre und stabile Verbindung zwischen den Anlenkpunkten
erzielt. Durch die Endanschläge wird
eine definierte Dimensionierung des Längenausgleiches geschaffen,
der an die jeweils gewünschte
Kinematiksteuerung angepaßt
ist. Die Federanordnung kann aus elastischen Zug- oder Druckelementen
oder auch aus entsprechenden Stahlfedern aufgebaut sein. Die Federanordnung
gewährleistet
eine definierte, unbelastete Ruhestellung des Koppelgliedes. Die
Gestaltung der Federanordnung als Schraubenfeder ermöglicht ein
koaxiales Umschließen
der Profilkörper,
wodurch eine besonders platzsparende und funktionssichere Anordnung geschaffen
wird.
-
In Ausgestaltung der Erfindung steht
die Federanordnung in der unbelasteten Ruheposition der Profilkörper an
einem der Endanschläge
unter Vorspannung. Dadurch werden To leranzen zwischen den beiden
Profilkörpern
ausgeglichen, die ohne eine Vorspannung zu Klappergeräuschen oder
einem frühzeitigen
Ausschlagen der Führungen
beider Profilkörper
führen
könnten.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung
sind beide Profilkörper
einstückig
aus Kunststoff hergestellt. Dies gewährleistet eine einfache und
kostengünstige
Herstellung, die sich insbesondere für hohe Stückzahlen eignet.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung
weisen beide Profilkörper
zueinander korrespondierende, axial verlaufende Führungsprofilierungen
für die teleskopartige,
verdrehsichere Linearverschiebbarkeit beider Profilkörper gegeneinander
auf. Durch die Ausbildung der Führungsprofilierungen
direkt an den Profilkörpern
werden zusätzliche
Führungselemente und
-teile vermieden.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung
weisen die Führungsprofilierungen
wenigstens einen nach außen
abragenden Füllsteg
auf, der im Übergangsbereich
zwischen den beiden Profilkörpern bündig mit
dem Außenmantel
der Profilkörper
abschließt.
Dadurch wird vermieden, daß im Übergangsbereich
zwischen den beiden Profilkörpern
einzelne Federwindungen der Schraubenfeder eingeklemmt werden.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung
sind die beiden Profilkörper
identisch gestaltet. Dabei sind die Führungsprofilierungen der Profilkörper derart ausgebildet,
daß sich
trotz der baugleichen Gestaltung das teleskopartige Ineinanderstecken
der Profilkörper
verwirklichen läßt. Die
identische Gestaltung gewährleistet
eine kostengünstige
und einfache Herstellbarkeit des erfindungsgemäßen Koppelgliedes.
-
Weitere Vorteile und Merkmale der
Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Nachfolgend ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben und anhand der Zeichnungen dargestellt.
-
1 bis 4 zeigen in einer aufgeschnittenen Darstellung
die Ansteuerung von Luftklappen in einem Verteilerraum eines Gehäuses einer
Klimatisierungsanlage für
ein Kraftfahrzeug, wobei ein Koppelglied zur Ansteuerung einer Luftklappe
als erfindungsgemäße Ausführungsform
gestaltet ist, und wobei die Steuereinrichtung für die Luftklappen in vier unterschiedlichen
Stellpositionen dargestellt ist,
-
5 in
einer Explosionsdarstellung das Koppelglied nach den 1 bis 4, wobei ein rechter Profilkörper geschnitten
dargestellt ist,
-
6 eine
Frontansicht eines Profilkörpers nach 5,
-
7 einen
Schnitt durch den Profilkörper nach 6 entlang der Schnittlinie
VII-VII in 6, und
-
8 eine
Seitenansicht des Profilkörpers nach 6 in Richtung des Pfeiles
VIII in 6.
-
Eine Klimatisierungsanlage, die als
Klima- oder/und als Heizungsanlage gestaltet sein kann, für einen
Innenraum eines Personenkraftwagens oder eines anderen Kraftfahrzeuges
weist in einem an sich bekannten Gehäuse wenigstens einen Verteilerraum 1 auf,
von dem aus die klimatisierte Luft über mehrere Teilstromkanäle in den
Fahrzeuginnenraum geführt
wird. Den Teilstromkanälen 2, 3, 4 sind
im Fahrzeuginnenraum Austrittsdüsen
zugeordnet. Die Teilstromkanäle
können
insbesondere zu Seitendüsen, in
einen Fußraum
und in einen Fondraum des Fahrzeuginnenraumes führen. Jeder Teilstromkanal 2, 3, 4 ist
durch eine Luftklappe 5, 6, 7 in seinem
freien Strömungsquerschnitt
steuerbar. Jede Luftklappe 5, 6, 7 ist
schwenkbeweglich in dem zugehörigen
Teilstromkanal 2, 3, 4 gelagert und zwischen
einer vollkommen geöffneten
Endposition und einer vollkommen geschlossenen Endposition verschwenkbar.
Um die Luftklappen 5, 6, 7 verschwenken
zu können,
ist an jeder Luftklappe 5, 6, 7 ein Schwenkbock
angeformt, der einen Gelenkpunkt für die Ansteuerung durch eine
jeweils als Koppelglied dienende Übertragungsstange 8, 9, 11 bildet.
Alle drei Luftklappen 5, 6, 7 werden
durch eine begrenzt schwenkbewegliche Kurbelwelle 10 gesteuert,
die in dem Verteilerraum 1 um eine Drehachse D schwenkbeweglich
gelagert ist. Die Kurbelwelle 10 weist drei längs der
Drehachse D axial versetzt zueinander sowie auch in Umfangsrichtung
versetzt zueinander angeordnete Kurbelausleger auf, die jeweils
einen weiteren Gelenkpunkt fur die Ansteuerung jeder Luftklappe 5, 6, 7 bilden.
Die Übertragungsstangen 8 und 9 sind
jeweils als starre, einstückige
Ubertragungsstangen gestaltet, die abhängig von der Schwenkbewegung
der Kurbelwelle 10 eine korrespondierende Schwenkbewegung
auf die beiden Luftklappen 5 und 6 ausüben.
-
Die ein erfindungsgemäßes Koppelglied
darstellende Übertragungsstange 11,
hingegen wirkt zwar ebenfalls als starre, stabile Übertragungsstange,
gestattet zusätzlich
jedoch einen Längenausgleich.
Dieser Längenausgleich
ist notwendig, da das Steuerprogramm für die Luftklappe 7 so
gestaltet ist, daß diese über einen
bestimmten Schwenkweg die Kurbelwelle 10 in ihrer geschlossenen
Position verbleiben soll. Da sich aufgrund der weiterlaufenden Schwenkbewegung
der Kurbelwelle 10 jedoch auch der Anlenkpunkt 12 der Übertragungsstange 11 bewegt,
ist der erfindungsgemäße Längenausgleich vorgesehen,
um keine Blockade der Kurbelwelle 10 zu erzwingen. Der
Längenausgleich
ist für
den Schwenkweg der Kurbelwelle 10 über den Schwenkwinkel aus der
Position gemäß 2 im Uhrzeigersinn bis hin
zur Position nach 4 notwendig. Über diesen
Schwenkwinkel durchläuft
der Anlenkpunkt 12 der Übertragungsstange 11 seinen
Scheitelpunkt – auf
die Drehachse D bezogen.
-
Um diesen Längenausgleich zu ermöglichen,
ist die Übertragungsstange 11 aus
zwei Profilkörpern 15 und 16 aufgebaut,
die jeweils identisch zueinander gestaltet sind. Beide Profilkörper 15 und 16 (5 bis 8) sind als einstückiges Kunststoffbauteil hergestellt.
Jeder Profilkörper
weist einen zylinderartigen Grundkörper auf, der zu seinem den
Anlenkpunkt 12,13 bildenden Stirnende hin in einen
bogenförmigen
Rahmen 17 übergeht,
der eine Rastzunge 18 umschließt. Die Rastzunge ist von dem Rahmen 17 durch
eine U-förmige
Aussparung getrennt und rechtwinklig zur Ebene des Rahmens 17 elastisch
beweglich. Die Rastzunge 18 weist an ihrem freien Stirnende
einen Rastknopf auf, der nicht näher
bezeichnet ist. Dieser Rastkopf ragt von der Rastzunge 18 derart
nach außen
ab, daß er
in einer zugehörigen
Rastaussparung des Kurbelauslegers der Kurbelwelle 10 oder
des Schwenkbockes der Luftklappe 7 verrastbar ist. Durch
die elastische Beweglichkeit der Rastzunge 18 ist ein einfaches
manuelles Lösen
der Rastverbindung möglich.
Beide Profilkörper 15, 16 weisen
einen axial von dem dem Rahmen 17 gegenüberliegenden Stirnende des
zylindrischen Grundkörpers
abragenden Führungssteg 19 auf.
Parallel dazu ist im zylindrischen Grundkörper eine axiale Aussparung 26 vorgesehen,
deren Abmessungen an die Abmessung des Führungssteges 19 des
anderen Profilkörpers 15, 16 angepaßt sind. Mittels
der Führungsstege 19 und
der Nutaussparungen 26 sind die beiden Profilkörper 15, 16 ineinandersteckbar
und teleskopartig gegeneinander linearverschiebbar.
-
Da die Führungsstege 19 zu
ihren Innenseiten hin, abgekantet und auf den im montierten Zustand
an einander zugewandten Seiten eben gestaltet sind, bilden diese
gleichzeitig auch eine Verdrehsicherung, so daß eine exakte drehschlüssige Zuordnung
beider Profilkörper 15, 16 zueinander
gewährleistet
ist.
-
Beide Führungsstege 19 weisen
auf ihrer Außenseite
einen rechtwinklig nach außen
abragenden Füllsteg 21 auf,
dessen Oberseite bündig
mit dem Außenmantel
des zylindrischen Grundkörpers
jedes Profilkörpers 15, 16 abschließt. Auf
der gegenüberliegenden
Seite ist an dem zylindrischen Grundkörper eine korrespondierende
Axialnut 24 vorgesehen, die in ihren Dimensionen an die
Abmessungen des Füllsteges 21 angepaßt ist.
Außerdem
ragt von dem vorderen Stirnende des zylindrischen Grundkörpers jedes
Profilkörpers 15, 16 jeweils
ein Rasthaken 20 nach vorne ab, der mit einer radial nach
innen ragenden Rastnase 25 versehen ist. Diesem Rasthaken 20 ist
am zylindrischen Grundkörper
jedes Profilkörpers 15, 16 ein
Raststeg 22 zugeordnet, den die Rastnase 25 des
Rasthakens 20 in der ineinandergesteckten Position beider
Profilkörper 15,16 hintergreift.
Die beiden Rasthaken 20 der Profilkörper 15,16 bilden gleichzeitig
in Verbindung mit den Raststegen 22 einen Endanschlag in
der montierten Position beider Profilkörper 15, 16 fur
den Maximalabstand beider Anlenkpunkte 12, 13 zueinander,
wobei die Länge des
Rasthakens 20 jedes Profilkörpers 15, 16 den maximalen
Linearverschiebungsweg der beiden Profilkörper 15, 16 zueinander
definiert. Der zweite Endanschlag für den Minimalabstand der beiden
Anlenkpunkte 12, 13 zueinander wird durch die
beim Zusammenschieben der aufeinandertreffenden Stirnbereiche der
beiden zylindrischen Grundkörper
geschaffen. Koaxial über
beide Profilkörper 15, 16 wird eine
Schraubenfeder 14 geschoben, die als Zugfeder gestaltet
ist. Um die Federenden der Schraubenfeder 14 in beiden
Profilkörpern 15, 16 einzuhängen, ist
an jedem Profilkörper 15, 16 eine
Einhängenase 23 ausgeformt.
Die Schraubenfeder 14 ist derart gestaltet, daß sie auch
in der zusammengeschobenen Endposition der beiden Profilkörper 15,16 unter
Vorspannung steht, wodurch Toleranzen zwischen den Profilkörpern 15, 16 und
zwischen den verschiedenen Führungselementen
beider Profilkörper 15, 16 ausgeglichen
werden können.
Die Füllstege 21 und
die zugehörigen
Axialnuten 24 verhindern, daß im Bereich der Stirnenden
der zylindrischen Grundkörper beider
Profilkörper 15, 16 einzelne
Federwindungen der Schraubenfeder 14 eingeklemmt werden
können.