DE19845455C5 - Device for actuating an airflow control element of a ventilation, heating or air conditioning system of a motor vehicle - Google Patents

Device for actuating an airflow control element of a ventilation, heating or air conditioning system of a motor vehicle Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zum Betätigen eines Luftstromsteuerelements (12) einer Lüftungs-, Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges mit einer Übertragungswelle (20), an die ein Betätigungselement (14) und das Steuerelement (12) ankoppelbar sind, so dass durch Drehen der Übertragungswelle (20) mittels des Betätigungselements (14) das Steuerelement (12) verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (14) und die Übertragungswelle (20) durch ein Übersetzungsgetriebe (18) und die Übertragungswelle (20) und das Steuerelement (12) durch ein Untessetzungsgetriebe (22) gekoppelt sind, wobei die Übertragungswelle (20) biegsam ist.contraption to operate an air flow control element (12) of a ventilation, heating or air conditioning a motor vehicle with a transmission shaft (20) to which an actuator (14) and the control element (12) can be coupled, so that by turning the transmission shaft (20) by means of the actuating element (14) the control element (12) is adjustable, characterized that the actuating element (14) and the transmission wave (20) by a transmission gear (18) and the transmission wave (20) and the control element (12) by an understory gear (22) coupled, wherein the transmission shaft (20) is flexible.

Figure 00000001
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betätigen eines Luftstromsteuerelements einer Lüftungs-, Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a device for actuating an airflow control element a ventilation, Heating or air conditioning a motor vehicle according to the preamble of claim 1.

Zur Betätigung einer Luftklappe einer Lüftungs-, Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges sind elektrische Stellmotoren oder mechanische Antriebe, wie Bowdenzüge oder biegsame Übertragungswellen bekannt. Die Betätigung mittels elektrischer Stellmotoren ist relativ kostenaufwendig, weshalb in kostengünstigen Klimaanlagen; deren Luftklappen nicht automatisch, sondern manuell verstellbar sind, mechanische Betätigungsvorrichtungen eingesetzt werden. Neben Bowdenzugvorrichtungen, wie sie beispielsweise aus der EP 0 830 961 A2 bekannt sind und deren Montage relativ aufwendig sein kann, werden auch Betätigungsvorrichtungen eingesetzt, bei der eine Drehbewegung von dem Drehknopf der Bedieneinheit über eine Übertragungswelle auf die Luftklappe übertragen wird. Druckschriftlicher Stand der Technik ist hierzu nicht bekannt. Der Drehknopf und die Übertragungswelle sind dabei fest miteinander verbunden, so daß die Drehbewegung unmittelbar auf die Übertragungswelle und von der Übertragungswelle, beispielsweise über ein Getriebe, auf die Luftklappe übertragen wird. Da in der Regel keine lineare Verbindung zwischen dem Drehknopf und der Luftklappe möglich ist, sind die bekannten Übertragungswellen biegsam ausgebildet, so daß sie in einem gebogenen Verlauf im Bereich der Anlage geführt ein können. Nachteilig an diesen bekannten Betätigungsvorrichtungen ist, daß sie eine relativ große Hysterese aufweisen, da die Wellen aufgrund ihrer Biegsamkeit nur eine geringe Torsionssteifigkeit aufweisen. Aufgrund der großen Hysterese ist eine exakte Positionierung der Luftklappen über das Bediengerät nur unzureichend möglich.For actuating an air damper of a ventilation, heating or air conditioning system of a motor vehicle electrical servomotors or mechanical drives, such as Bowden cables or flexible transmission shafts are known. The operation by means of electrical servomotors is relatively expensive, which is why in cost-effective air conditioners; their louvers are not automatically, but manually adjustable, mechanical actuators are used. In addition to Bowden cable devices, such as those from the EP 0 830 961 A2 are known and their installation can be relatively expensive, and actuators are used in which a rotary motion is transmitted from the knob of the control unit via a transmission shaft to the air damper. Prior art is not known for this purpose. The knob and the transmission shaft are firmly connected to each other, so that the rotational movement is transmitted directly to the transmission shaft and from the transmission shaft, for example via a gear on the air damper. As a rule, no linear connection between the knob and the air damper is possible, the known transmission waves are flexible, so that they can be guided in a curved course in the area of the system. A disadvantage of these known actuators that they have a relatively large hysteresis, since the waves have only a small torsional stiffness due to their flexibility. Due to the large hysteresis, an exact positioning of the louvers via the HMI device is only insufficiently possible.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Betätigungsvorrichtung der gattungsgemäßen Art bereitzustellen, die eine geringe Hysterese aufweist, so daß eine exaktere Positionierung der Luftklappe mittels des Bedienelements möglich ist und dadurch stets die am Bedienelement eingestellte Position der Luftklappe von dieser auch eingenommen wird, so daß die Einstellbarkeit der Lüftungs-, Heizungs- oder Klmaanlage verbessert und damit der Komfort für den Fahrzeuginsassen und Bediener der Anlage erhöht ist.outgoing From this prior art, it is an object of the invention, a improved actuator of the generic type to provide a low hysteresis, so that a more accurate Positioning of the air damper by means of the control element is possible and thereby always the set on the control element position Air damper is also taken by this, so adjustability the ventilation, Heating or air conditioning system improves and thus the comfort for the vehicle occupants and operator of the plant is increased.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.These Task is solved by a device having the features of claim 1.

Erfindungsgemäß ist das Betätigungselement, also der Drehknopf an dem Bediengerät, und die Ubertragungswelle durch ein Übersetzungsgetriebe gekoppelt und die Übertragungswelle und das Luftstromsteuerelement, also die Luftklappe, durch ein Untersetzungsgetriebe gekoppelt. Dadurch wird eine geringe Drehbewegung des Betätigungselements in eine große Drehbewegung der Übertragungswelle übersetzt und von dieser durch das Untersetzungsgetriebe wieder in eine geringere Drehbewegung des Steuerelements weiterübersetzt. Da die Übertragungswelle bei einer geringen Drehbewegung des Drehknopfes und der Luftklappe eine große Drehbewegung ausübt, also die Drehzahl der Übertragungswelle erheblich höher ist als die des Betätigungselements und der Luftklappe wird bei einer Drehbewegung auf die Welle ein entsprechend geringes Drehmoment ausgeübt, so daß die elastische Verformung aufgrund der auftretenden Drehmomente erheblich kleiner ausfällt als bei den bekannten Betätigungsvorrichtungen mit Übertragungswelle. Die Hysterese ist damit um ein Vielfaches verringert, so daß die Luftklappe über das Betätigungselement trotz des Antriebes mit einer Übertragungswelle exakt positionierbar ist.This is according to the invention Actuator So the knob on the control unit, and the Ubertragungswelle through a transmission gear coupled and the transmission wave and the air flow control element, so the air damper, by a reduction gear coupled. As a result, a small rotational movement of the actuating element in a big one Rotational movement of the transmission shaft translated and from this through the reduction gear again in a lower Rotational movement of the control further translated. Because the transmission wave at a small rotational movement of the knob and the air damper a big turning movement exerts So the speed of the transmission shaft considerably higher is than that of the actuator and the damper is engaged with a rotary motion on the shaft exerted correspondingly low torque, so that the elastic deformation due to the torques occurring significantly smaller than in the known actuators with transmission shaft. The hysteresis is thus reduced by a multiple, so that the air damper over the Actuator despite of the drive with a transmission shaft is exactly positioned.

Vorteilhafterweise ist das Übersetzungsgetriebe ein Schneckengetriebe mit vorzugsweise mehrgängiger Schnecke, da ein Schneckengetriebe bessere Eigenschaften bezüglich der Selbsthemmung aufweist als ein Stirn- oder Kegelradgetriebe. Die einmal mit dem Betätigungselement positionierte Luftklappe kann sich dann, beispielsweise aufgrund eines auftretenden Luftdruckes oder dergleichen, nicht selbsttätig bewegen.advantageously, is the transmission gear a worm gear with preferably multi-start screw because a worm gear better Properties re the self-locking has as a front or bevel gear. The once with the actuator positioned air damper can then, for example due to a occurring air pressure or the like, do not move automatically.

In einer einfachen Ausgestaltung der Erfindung ist das Übersetzungsgetriebe zwischen dem Betätigungselement und der Übertragungswelle ein Zahnradgetriebe.In a simple embodiment of the invention is the transmission gear between the actuator and the transmission wave a gear transmission.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist mit besonderem Vorteil bei biegsamen Übertragungswellen einsetzbar, da in der erfindungsgemäßen Ausgestaltung auf die Übertragungswelle nur relativ geringe Drehmomente wirken, so daß selbst bei biegsamen Übertragungswellen eine exakte Positionierung des Luftstromsteuerelements mittels des Betätigungselements möglich ist.The inventive device can be used with particular advantage in flexible transmission shafts, there in the embodiment of the invention on the transmission shaft only relatively small torques act, so that even with flexible transmission shafts an exact positioning of the air flow control element by means of actuating element possible is.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert.in the The following is the invention with reference to an embodiment with reference explained in detail on the drawing.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zum Betätigen eines Luftstromsteuerelements 12, das als Luftklappe einer Lüftungs-, Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges ausgebildet ist. Die Vorrichtung 10 weist ein Betätigungselement 14, beispielsweise einen Drehknopf 16 eines nicht näher dargestellten Bediengerätes der Lüftungs-, Heizungs- oder Klmaanlage auf. Über ein Übersetzungsgetriebe 18 ist der Drehknopf 16 mit einer vorzugsweise biegsamen Übertragungswelle 20 gekoppelt, die wiederum über ein Untessetzungsgetriebe 22 mit der Luftklappe 12 gekoppelt ist.The sole figure of the drawing shows a device according to the invention 10 for actuating an airflow control element 12 , which is designed as a vent of a ventilation, heating or air conditioning of a motor vehicle. The device 10 has an actuator 14 For example, a knob 16 a control unit, not shown, the ventilation, heating or air conditioning on. About a transmission gear 18 is the knob 16 with a preferably flexible transmission shaft 20 coupled, in turn, via a sub gearbox 22 with the air damper 12 is coupled.

Das Übersetzungsgetriebe 18 ist gebildet aus einem fest mit dem Drehknopf 16 verbundenen Zahnrad 24 und einem koaxial mit der Übertragungswelle 20 verbundenen Zahnrad 26, das mit dem Zahnrad 24 in Eingriff steht. Das Übersetzungsgetriebe 18 ist derart ausgelegt, daß das Verhältnis zwischen der Drehzahl des Drehknopfs 16 und der Übertragungswellendrehzahl kleiner als 1 ist.The transmission gearbox 18 is formed from a fixed with the knob 16 connected gear 24 and one coaxial with the transmission shaft 20 connected gear 26 that with the gear 24 engaged. The transmission gearbox 18 is designed so that the ratio between the rotational speed of the knob 16 and the transmission shaft speed is less than 1.

Das Untersetzungsgetriebe 22 ist vorzugsweise ein Schneckengetriebe, das eine fest mit der Übertragungswelle verbundene mehrgängige Schnecke 28 aufweist, die in Eingriff steht mit einem Schneckenrad 30, das fest mit einer Lagerwelle 32 der Luftklappe 12 verbunden ist. Das Untersetzungsgetriebe 22 weist ein Verhältnis zwischen der Drehzahl der treibenden Übertragungswelle 20 und der Drehzahl der getriebenen Lagerwelle 32 von größer als 1 auf.The reduction gear 22 is preferably a worm gear, which is a multi-start screw fixedly connected to the transmission shaft 28 which engages with a worm wheel 30 firmly with a bearing shaft 32 the air damper 12 connected is. The reduction gear 22 indicates a ratio between the rotational speed of the driving transmission shaft 20 and the speed of the driven bearing shaft 32 from greater than 1 up.

Vorzugsweise ist das Schneckengetriebe 22 derart ausgelegt, daß eine Selbsthemmung auftritt, so daß die Luftklappe 12 sich nicht selbsttätig, beispielsweise durch die in der Klimaanlage strömende Luft, verstellen kann.Preferably, the worm gear 22 designed such that a self-locking occurs, so that the air damper 12 can not adjust automatically, for example, by the air flowing in the air conditioning.

Claims (3)

Vorrichtung zum Betätigen eines Luftstromsteuerelements (12) einer Lüftungs-, Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges mit einer Übertragungswelle (20), an die ein Betätigungselement (14) und das Steuerelement (12) ankoppelbar sind, so dass durch Drehen der Übertragungswelle (20) mittels des Betätigungselements (14) das Steuerelement (12) verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (14) und die Übertragungswelle (20) durch ein Übersetzungsgetriebe (18) und die Übertragungswelle (20) und das Steuerelement (12) durch ein Untessetzungsgetriebe (22) gekoppelt sind, wobei die Übertragungswelle (20) biegsam ist.Device for actuating an airflow control element ( 12 ) a ventilation, heating or air conditioning system of a motor vehicle with a transmission shaft ( 20 ) to which an actuating element ( 14 ) and the control ( 12 ) are coupled, so that by turning the transmission shaft ( 20 ) by means of the actuating element ( 14 ) the control ( 12 ) is adjustable, characterized in that the actuating element ( 14 ) and the transmission wave ( 20 ) by a transmission gear ( 18 ) and the transmission wave ( 20 ) and the control ( 12 ) by an understory gear ( 22 ), the transmission wave ( 20 ) is flexible. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Untersetzungsgetriebe (22) ein Schneckengetriebe ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the reduction gear ( 22 ) is a worm gear. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Übersetzungsgetriebe (18) ein Zahnradgetriebe ist.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the transmission gear ( 18 ) is a gear transmission.
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