DE4403505C1

DE4403505C1 - Belüftungsanlage für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE4403505C1
Application number: DE19944403505
Authority: DE
Inventors: Klaus Arold
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1994-02-04
Filing date: 1994-02-04
Publication date: 1995-03-30
Anticipated expiration: 2014-02-05

Description

Die Erfindung betrifft eine Belüftungsanlage für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer bekannten Belüftungsanlage dieser Art (EP 0 337 382 B1) ist die Stellwelle auf zwei von der Außenfläche des Luftführungsgehäuses wegstehenden Laschen gelagert, so daß sie sich etwa parallel zur Gehäusewand des Luftführungsgehäuses erstreckt. Ein Ende der Stellwelle ist als eine profilierte Aufnahme ausgebildet, in welcher das Ende einer zum Einstellglied führenden biegsamen Welle formschlüssig eingesteckt ist. Das Umlenkgetriebe weist ein drehfest auf der Stellwelle sitzendes Antriebskegelrad und ein damit kämmendes, drehfest mit der Antriebsscheibe verbundenes Abtriebskegelrad auf. Die Antriebsscheibe sitzt drehfest auf einem Wellenzapfen, der in einer an der Gehäusewand angeformten Lagerbuchse drehbeweglich und axial spiellos aufgenommen ist. Die Achse des Wellenzapfens verläuft damit senkrecht zur Gehäusewand des Luftführungsgehäuses, also rechtwinklig zur Achse der Zwischenwelle, so daß die Achsen der beiden miteinander kämmenden Kegelräder ebenfalls um 90° gegeneinander gedreht sind. Die Antriebsscheibe ist als Kurvenscheibe mit einer Kurvenführung ausgebildet, an der am Luftführungsgehäuse drehbar gelagerte Winkelhebel mit einem an dem einen Hebelarm angeordneten Führungszapfen anliegen. Der andere Hebelarm der Winkelhebel ist jeweils an einer der Luftklappen angelenkt. Durch die Drehbewegung des Einstellglieds wird über die Stellwelle und das Kegelradgetriebe die Kurvenscheibe in die eine oder andere Richtung gedreht, wobei über die Kurvenführung und die Führungszapfen die auf der Gehäusewand drehbar angeordneten Winkelhebel geschwenkt werden. Die Schwenkbewegung der Winkelhebel führt zu einer entsprechenden Schwenkung der Luftklappen um deren Schwenkachsen.

Obwohl bei der bekannten Belüftungsanlage die Montage und Justierung gegenüber anderen bekannten Konstruktionen verbessert ist, verbleibt dennoch ein nicht unerheblicher Konstruktions- und Justieraufwand für die Luftklappensteuerung vor Ort, da Antriebsscheibe, Stellwelle und Winkelhebel einzeln in die Belüftungslage eingesetzt werden müssen und ihr Zusammenspiel justiert werden muß, wenn auch durch vorbereitete Lagerbuchsen und Clipshalterungen die Montage wesentlich beschleunigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Belüftungsanlage für Kraftfahrzeuge der eingangs genannten Art hinsichtlich der Endmontage so zu verbessern, daß der Steuermechanismus für die Luftklappen schnell und problemlos montiert und an die im Luftführungsgehäuse schwenkbar gelagerten Luftklappen ohne die Notwendigkeit irgendeiner Justage angeschlossen werden kann.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Belüftungsanlage hat den Vorteil, daß der gesamte Übertragungsmechanismus zur Umsetzung der Drehbewegung des Einstellglieds in eine korrespondierende Schwenkbewegung der mindestens einen Luftklappe als komplett vormontierte und justierte Baueinheit angeliefert werden kann, die in nur noch wenigen Montageschritten funktionsfähig mit Einstellglied und Luftklappe verbunden werden muß. Die Montagezeit am Fahrzeug wird damit erheblich reduziert. Die komplette Baueinheit wird einfach an das Luftführungsgehäuse, vorzugsweise auf dessen Außenseite, angesetzt und mit diesem vorzugsweise durch einfaches Einclipsen fest verbunden. Zur Sicherung kann zusätzlich eine Schraubverbindung vorgesehen werden. Durch das Kardangelenk an der Stellwelle ist ein beträchtlicher Versatz in der räumlichen Zuordnung von Einstellglied und Grundplatte möglich, so daß keine Einbautoleranzen vorgegeben werden müssen. Durch die komplette Vormontage des Übertragungsmechanismus ist auch jegliche Beschädigungsgefahr, wie sie bei Anlieferung und Bereitstellung von dessen Einzelteilen auftritt, vermieden.

Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Belüftungsanlage mit zweckmäßigen Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen angegeben.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Koppelgestänge zwischen Antriebsscheibe und Luftklappe eine an der Scheibenfläche der Antriebsscheibe angelenkte Schubstange auf, die in ihrer axialen Länge einstellbar ist. An der Schubstange ist das eine Ende eines Bowdenzugs befestigt, dessen anderes Ende im Abstand vom Schwenkpunkt der Luftklappe mit dieser verbunden ist. Bei Ankoppelung von zwei Luftklappen an die Antriebsscheibe, liegen die beiden Anlenkpunkte der Schubstangen an der Antriebsscheibe einander diametral gegenüber. Die beiden Schubstangen streben von der Antriebsscheibe weg, und zwar jeweils in einander entgegengesetzten Richtungen. Vorzugsweise sind dabei die Schubstangen in etwa rechtwinklig zur Transmissionswelle ausgerichtet. Durch diese konstruktiven Maßnahmen wird eine einfache Übertragung der Drehbewegung der Antriebsscheibe auf die Luftklappe bzw. Luftklappen erreicht, die montagefreundlich ist und keine räumlichen Einbautoleranzen in der Zuordnung von Grundplatte und Luftklappe bzw. Luftklappen erfordert. Die Drehbewegung der Antriebsscheibe wird durch die Schubstange bzw. die Schubstangen in eine Zug- oder Schubbewegung umgesetzt, als deren Folge die Luftklappe bzw. die Luftklappen über den Bowdenzug bzw. die Bowdenzüge in die eine oder andere Richtung gedreht wird bzw. werden. Durch die Einstellbarkeit der axialen Länge der Schubstange bzw. Schubstangen kann ein evtl. Übertragungsspiel in dem Bowdenzug bzw. in den Bowdenzügen kompensiert werden.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht eines Luftführungsgehäuses mit montiertem Übertragungsmechanismus in einer Belüftungsanlage für Kraftfahrzeuge, teilweise geschnitten,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1.

Die in Fig. 1 und 2 ausschnittweise dargestellte Belüftungsanlage für ein Kraftfahrzeug weist ein Luftführungsgehäuse 10 mit zwei Luftkanälen 11, 12 und mit zwei an den Mündungen der Luftkanäle 11, 12 schwenkbar angeordneten Luftklappen 13, 14 auf, die je nach Schwenkstellung einen mehr oder weniger großen Luftdurchtrittsquerschnitt des zugeordneten Luftkanals 11, 12 zwischen einer Schließstellung (in Fig. 1 ausgezogen dargestellt) und einer Offenstellung (in Fig. 1 strichpunktiert dargestellt) freigeben. In der Schließstellung der Luftklappen 13, 14 strömt die Luft in der in Fig. 1 angedeuteten Pfeilrichtung 15 zu jeweils einem Luftauslaß 16 bzw. 17 und in der Offenstellung der Luftklappen 13, 14 strömt die Luft im wesentlichen an den Luftauslässen 16, 17 vorbei. Das Luftführungsgehäuse 10 ist in Fig. 1 teilweise geschnitten dargestellt, wobei die Gehäusewand mit 101 gekennzeichnet ist.

Zur Einstellung der Luftklappen 13, 14 ist ein von Hand zu drehendes Einstellglied 18 in Form eines Drehknopfes oder eines Stellrades vorgesehen, der oder das beispielsweise am Armaturenbrett 50 des Fahrzeugs befestigt ist (Fig. 2). Die Drehbewegung des Einstellglieds 18 wird über einen Übertragungsmechanismus 20 in eine korrespondierende Schwenkbewegung der beiden Luftklappen 13, 14 umgesetzt. Hierzu weist der Übertragungsmechanismus 20 eine Stellwelle 21, eine Antriebsscheibe 22, ein die Stellwelle 21 und die Antriebsscheibe 22 miteinander koppelndes Umlenkgetriebe in Form eines Kegelradgetriebes 23 sowie jeweils ein die Luftklappen 13 und 14 mit der Antriebsscheibe 22 verbindendes Koppelgestänge 24, 25 auf. Stellwelle 21, Antriebsscheibe 22 und Kegelradgetriebe 23 sind auf einer Grundplatte 26 so angeordnet, daß die Achsen von Stellwelle 21 und Antriebsscheibe 22 parallel zueinander und rechtwinklig zur Grundplatte 26 ausgerichtet sind. Die Grundplatte 26 ist an der Gehäusewand 101 des Luftführungsgehäuses 10, hier auf dessen Außenseite, befestigt, wobei die Stellwelle 21 durch die Gehäusewand 101 hindurchragt. An der vorzugsweise aus Kunststoff als Spritzteil hergestellten Grundplatte 26 sind zwei Lagerbuchsen 27, 28 angespritzt, die rechtwinklig von der Grundplatte 26 auf der gleichen Plattenseite abstehen. In der Lagerbuchse 27 ist ein Wellenzapfen 29 drehbar und im wesentlichen axial spiellos aufgenommen. Auf dem Wellenzapfen 29 sitzen drehfest die Antriebsscheibe 22 und ein Abtriebskegelrad 30 des Kegelradgetriebes 23. In der Lagerbuchse 28 ist eine Hülse 31 eingeclipst, in welcher die Stellwelle 21 drehbar und im wesentlichen axial spiellos einliegt. Mit der Stellwelle 21 ist ein Antriebskegelrad 32 des Kegelradgetriebes 23 drehfest verbunden. Die Hülse 31 trägt mehrere aus der zylindrischen Hülsenwand ausgeschnittene, hier nicht zu sehende axiale Federstege, an deren freiem Ende jeweils eine Rastnase 33 radial vorspringt. Diese Rastnasen 33 übergreifen clipsartig das freie Stirnende der Lagerbuchse 28 und legen so, zusammen mit einer Sicherungsscheibe 34, die in eine Außenringnut der Hülse 31 eingreift und sich auf der Grundplatte 26 abstützt, die Hülse 31 in Achsrichtung spiellos fest. Die Stellwelle 21 trägt stirnseitig das Antriebskegelrad 32, das mit einem Bund an der Stirnseite der Hülse 31 anliegt, und wird durch einen in einer Außenringnut der Stellwelle 21 einliegenden Sicherungsring 51, der in eine Innenringnut der Hülse 31 hineinragt, in letzterer mit geringerem Axialspiel festgelegt. Am freien Ende trägt die Stellwelle 21 ein Kardangelenk 35, über das die Stellwelle 21 mit einer Drehwelle 19 des Einstellglieds 18 drehfest verbunden ist. Auf der von den Lagerbuchsen 27, 28 abgekehrten Seite der Grundplatte 26 sind zwei rechtwinklig von der Grundplatte 26 abstehende Laschen 36, 37 im Abstand voneinander an der Grundplatte 26 angeformt. In diesen Laschen 36, 37 ist drehbar eine Transmissionswelle 38 aufgenommen, auf deren Enden jeweils ein Umlenkkegelrad 39 bzw. 40 drehfest angeordnet ist. Das Umlenkkegelrad 39 kämmt mit dem Abtriebskegelrad 30 auf dem Wellenzapfen 29 und das Umlenkkegelrad 40 mit dem Antriebskegelrad 32 auf der Stellwelle 21.

In der Gehäusewand 101 sind zwei Öffnungen 41, 42 vorgesehen, durch welche die Lagerbuchsen 27, 28 radial spiellos hindurchgesteckt sind. Dabei trägt die Lagerbuchse 27 an ihrem freien Ende radial vorspringende clipsartige Rastnasen 43, welche die Gehäusewand 101 des Luftführungsgehäuses 10 auf der von der Grundplatte 26 abgekehrten Seite übergreifen. Die Rastnasen 43 sind, ebenso wie bei der Hülse 31, auf aus der Buchsenwand ausgeschnittenen axialen Federstegen angeordnet, so daß die Rastnasen 43 beim Hindurchstecken der Lagerbuchse 27 durch die Öffnung 41 nach innen ausweichen können. Der Abstand der Rastnasen 43 von der Grundplatte 26 ist an die Stärke der Gehäusewand 101 des Luftführungsgehäuses 10 so angepaßt, daß die Lagerbuchse 27 axial spiellos in der Öffnung 41 in der Gehäusewand 101 gehalten wird. Nahe der anderen Lagerbuchse 28 ist die Grundplatte 26 in der Gehäusewand 101 zusätzlich verschraubt, was z. B. durch eine Blechschraube 44 bewerkstelligt werden kann. Die beschriebenen Lagerbuchsen 27, 28 sowie die Laschen 36, 37 zur drehbaren Aufnahme der Transmissionswelle 38 des Kegelradgetriebes 23 sind einstückig mit der Grundplatte 26 und an dieser angespritzt.

Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, sind die beiden Koppelgestänge 24, 25 zwischen Antriebsscheibe 22 und Luftklappen 13, 14 identisch ausgebildet. Jedes Koppelgestänge 24, 25 weist eine Schubstange 45 auf, die mittels schematisch dargestellter Einstellelemente 46 die wirksame Länge der Koppelgestänge 24, 25 einstellbar gestaltet. An jeder Schub stange 45 ist das eine Ende eines mit einem Gewindenippel versehenen Bowdenzugs 47 befestigt, dessen anderes Ende im Abstand vom Schwenkpunkt 131 bzw. 141 der Luftklappe 13 bzw. 14 mit letzterer verbunden ist. Durch die Einstellelemente 46 wird das die Länge des Übertragungswegs beeinflussende Maß der Schubstange 45 so eingestellt, daß jedes Spiel im Bowdenzug 47 unterdrückt ist. Die beiden Schubstangen 45 sind an einander diametral gegenüberliegenden Gelenkpunkten 48, 49 an der Antriebsscheibe 22 so angelenkt, daß die beiden Schubstangen 45 sich von der Antriebsscheibe 22 aus in einander entgegengesetzten Richtungen erstrecken. Bevorzugt wird dabei eine Ausrichtung der Schubstangen 45 rechtwinklig zur Achse der Transmissionswelle 38, jedoch sind auch Winkelstellungen hierzu möglich.

In Fig. 1 sind die Luftklappen 13, 14 in ihre Schließstellung dargestellt, in welcher die gesamte Luft über die Luftauslässe 16, 17 abströmt. Zur Veränderung der Luftströme ist das Einstellglied 18 entsprechend zu drehen. Die Drehbewegung des Einstellglieds 18 wird über die Drehwelle 19 und das Kardangelenk 35 auf die Stellwelle 21 übertragen. Die Drehung der Stellwelle 21 bewirkt über das Kegelradgetriebe 23 eine entsprechende Drehung des Wellenzapfens 29 und damit der Antriebsscheibe 22. Die Gelenkpunkte 48, 49 der beiden Schubstangen 45 bewegen sich auf einem Radius im Uhrzeigersinn in Fig. 1 und nehmen in der Offenstellung der Luftklappen 13, 14 (in Fig. 1 strichpunktiert eingezeichnet) die strichpunktiert angedeutete Lage ein. Die beiden Schubstangen 45 bewegen sich in Fig. 1 nach rechts bzw. nach links, wodurch über die Bowdenzüge 47 die Luftklappe 13 im Uhrzeigersinn und die Luftklappe 14 entgegen Uhrzeigersinn, jeweils in Richtung zu ihrer Offenstellung hin geschwenkt werden.

Claims

1. Belüftungsanlage für Kraftfahrzeuge mit mindestens einer innerhalb eines Luftführungsgehäuses schwenkbar angeordneten Luftklappe zur Steuerung von Luftströmen, mit einem von Hand zu drehenden Einstellglied zur Veränderung der Schwenklage der Luftklappe und mit einem Übertragungsmechanismus zur Umsetzung der Drehbewegung des Einstellglieds in eine Schwenkbewegung der Luftklappe, der eine mit der Luftklappe über ein Koppelgestänge verbundene, drehbar gelagerte Antriebsscheibe, eine mit dem Einstellglied drehfest verbundene, drehbar gelagerte Stellwelle und ein die Antriebsscheibe an der Stellwelle ankoppelndes Umlenkgetriebe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß Stellwelle (21), Antriebsscheibe (22) und Umlenkgetriebe (Kegelradgetriebe 23) auf einer Grundplatte (26) so angeordnet sind, daß die Achsen von Stellwelle (21) und Antriebsscheibe (22) parallel zueinander und rechtwinklig zur Grundplatte (26) ausgerichtet sind, daß die Grundplatte (26) am Luftführungsgehäuse (10) zusammen mit der durch dieses hindurchragenden Stellwelle (21) befestigt ist und daß in der drehfesten Verbindung von Einstellglied (18) und Stell welle (21) ein Kardangelenk (35) angeordnet ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkgetriebe ein Kegelradgetriebe (23) ist, das ein mit der Stellwelle (21) drehfest verbundenes Antriebskegelrad (32), ein mit der Antriebsscheibe (22) drehfest verbundenes Abtriebskegelrad (30) und zwei jeweils mit Antriebskegelrad (32) und Abtriebskegelrad (30) kämmende Umlenkkegelräder (40, 39) aufweist, die auf einer parallel zur Grundplatte (26) ausgerichteten Transmissionswelle (38) drehfest sitzen.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Transmissionswelle (38) in zwei rechtwinklig an der Grundplatte (26) abstehenden Laschen (36, 37) drehbar aufgenommen ist.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsscheibe (22) drehfest auf einem Wellenzapfen (29) sitzt und daß der Wellenzapfen (29) und die Stellwelle (21) von jeweils einer an der Grundplatte (26) angeformten Lagerbuchse (27, 28) umgeben ist.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellwelle (21) in einer Hülse (31) drehbar aufgenommen ist, die in die Lagerbuchse (28) eingeclipst ist.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (31) sich mit einer in einer Außenringnut aufgenommenen Sicherungsscheibe (34) auf der Grundplatte (26) abstützt und mit radial vorspringenden Rastnasen (33) das freie Stirnende der Lagerbuchse (28) axial spiellos nach Art eines Clips übergreift.

7. Anlage nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbuchsen (27, 28) durch korrespondierende Öffnungen (41, 42) in einer Gehäusewand (101) des Luftführungsgehäuses (10) hindurchgesteckt sind.

8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung der Grundplatte (26) am Luftführungsgehäuse (10) mindestens eine der Lagerbuchsen (27, 28) clipsartige Rastnasen (43) trägt, die die Gehäusewand (101) des Luftführungsgehäuses (10) auf deren von der Grundplatte (26) abgekehrten Seite axial spiellos übergreifen.

9. Anlage nach einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (31) und mindestens eine Lagerbuchse (27) aus der zylindrischen Hülsen- bzw. Buchsenwand ausgeschnittene axiale Federstege aufweist, an deren Enden die Rastnasen (33, 43) einstückig angeformt sind.

10. Anlage nach einem der Ansprüche 4-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbuchsen (27, 28) zur Aufnahme von Antriebsscheiben-Wellenzapfen (29) und Stellwelle (21) sowie die Laschen (36, 37) zur Aufnahme der Transmissionswelle (38) einstückig an der vorzugsweise aus Kunststoff gefertigten Grundplatte (26) angeformt sind.

11. Anlage nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (26) an der Gehäusewand (101) des Luftführungsgehäuses (10) angeschraubt ist.

12. Anlage nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelgestänge (24, 25) zwischen Antriebsscheibe (22) und Luftklappe (13, 14) eine an der Scheibenfläche der Antriebsscheibe (22) angelenkte Schubstange (45) aufweist, die in ihrer axialen Länge einstellbar ist.

13. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange (45) mit dem einen Ende eines Bowdenzugs (47) verbunden ist, dessen anderes Ende mit Abstand vom Schwenkpunkt (131, 141) der Luftklappe (13, 14) an letzterer befestigt ist.

14. Anlage nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ankopplung von zwei Luftklappen (13, 14) an der Antriebsscheibe (22) die beiden Anlenkpunkte (48, 49) der Schubstangen (45) an der Antriebsscheibe (22) einander diametral gegenüberliegen und daß die beiden Schubstangen (45) einander entgegengerichtet, vorzugsweise etwa rechtwinklig zur Transmissionswelle (38), von der Antriebsscheibe (22) wegstreben.

15. Anlage nach Anspruch 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (26) auf der Außenseite des Lüftungsgehäuses (10) angeordnet ist.