DE4415458B4

DE4415458B4 - Vorrichtung zum Betätigen einer Klappe

Info

Publication number: DE4415458B4
Application number: DE4415458A
Authority: DE
Inventors: Andreas Fiene
Original assignee: Valeo Climatisation SA
Current assignee: Valeo Climatisation SA
Priority date: 1994-05-03
Filing date: 1994-05-03
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2014-05-04
Also published as: DE4415458A1

Abstract

Vorrichtung zum Betätigen einer zwischen zwei Endstellungen verschwenkbaren Klappe oder eines zwischen zwei Endstellungen verschwenkbaren Filters oder Scheinwerfers, insbesondere für eine Luftheizung oder Klimaanlage, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, wobei eine elektromotorisch angetriebene Kurbel (4) mit ihrem äußeren Ende eine Schwinge (7) antreibt, die an einer Welle (8) fest ist, durch die die Klappe betätigbar ist und wobei das äußere Ende der Kurbel (4) ein stiftförmiges Gleitstück (9) aufweist, das an der Schwinge (7) in Schwingenlängsrichtung in einem Schwingen-Langloch (10) verschieblich geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwingen-Langloch in einem ersten Bereich teilkreisförmig ausgeführt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betätigen einer zwischen zwei Endstellungen verschwenkbaren Klappe oder eines zwischen zwei Endstellungen verschwenkbaren Filters oder Scheinwerfers, insbesondere für eine Luftheizung oder Klimaanlage, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, wobei eine elektromotorisch angetriebene Kurbel mit ihrem äußeren Ende eine Schwinge antreibt, die an einer Welle fest ist, durch die die Klappe betätigbar ist und wobei das äußere Ende der Kurbel ein stiftförmiges Gleitstück aufweist, das an der Schwinge in Schwingenlängsrichtung in einem Schwingen-Langloch verschieblich geführt ist.

Eine ähnliche Anordnung, bei der die rotierende Bewegung eines Zapfens über eine Schwinge mit einem geraden Langloch, in der der Zapfen einliegt, in eine Bewegung einer Klappe zwischen zwei Endstellungen umgesetzt wird, ist aus der DE 1981078 U bekannt.

Auch die DE 4206629 A1 zeigt eine Hebelmechanik mit geradem Langloch, um eine Klappe zwischen zwei Endstellungen zu bewegen.

Es ist weiterhin bekannt, eine zwischen zwei Endstellungen verschwenkbare Klappe einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage pneumatisch durch einen Kolben oder eine Membran zu betätigen. Hierfür ist es erforderlich, einen Luftunterdruck oder -überdruck zu erzeugen. Ferner führt das Schließen und Öffnen einer pneumatisch bewegten Klappe zu Geräuschen. Auch erfordert es bei hoher Kraftfahrzeuggeschwindigkeit eine erhebliche Kraft, um eine Lufteintrittsklappe gegen den Druck des Fahrzeugwindes in der geschlossenen Stellung zu halten. Hierzu sind pneumatische Antriebe weniger geeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einfacher Konstruktion, hoher Funktionstüchtigkeit und kleiner Bauweise ein sicheres Schließen der Klappe erreicht, die Klappe in der Offen- und Geschlossen-Stellung sicher festhält, nur minimale Geräusche erzeugt und über einen bestimmten Drehstellbereich der Kurbel keine Verstellung der Klappe bewirkt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Schwingen-Langloch in einem ersten Bereich teilkreisförmig ausgeführt ist.

Durch die teilkreisförmige Ausgestaltung des Schwingen-Langlochs in einem ersten Bereich wird erreicht, dass die Klappe bei einer Bewegung des Gleitstücks in diesen Bereich nicht verschwenkt wird. Hierzu bildet bevorzugt die Achse der Kurbel den Mittelpunkt des Teilkreises.

Eine solche Vorrichtung kommt mit wenigen Bauteilen aus und erzeugt in beiden Endstellungen der Schwinge eine Selbsthemmung der Schwinge durch die Kurbel. Hierdurch wird auch das Untersetzungsgetriebe im Motor bei Stillstand nicht belastet. Ein Nachlaufen der Kurbel oder ein zu frühes Stillstehen der Kurbel im Bereich einer der beiden Endstellungen der Schwinge ist ohne Belang, da in diesen Bereichen Kurbelbewegungen um einige Grad keine oder nur minimale Bewegungen der Schwinge erzeugen. Hierdurch entsteht auch ein sanftes Schließen und Öffnen der Klappe im Bereich dieser spielfreien Endstellungen der Schwinge. Hohe Stellkräfte können im Bereich des Schließens der Klappe erzeugt werden. Auch sind die Toleranzen bei einem solchen Getriebe besser handhabbar; kleine Toleranzkette. Ein Einstellen ist nicht erforderlich. Auch bildet die Vorrichtung eine kompakte, leicht befestigbare Baueinheit. Es sind auch Zwischenstationen anfahrbar.

Eine besonders kleine Bauweise wird erreicht, wenn Kurbel und Schwinge außerhalb des Gehäuses liegen, das den elektromotorischen Antrieb einschließlich eines Getriebes aufnimmt.

Das Motorgehäuse ist im Gerätegehäuse gelagert, dadurch ist die Kinemetik bei befestigtem Stellmotor spannungsfrei und wird nur durch die Klappe belastet.

Vorzugsweise wird vorgeschlagen, daß das äußere Ende der Kurbel mit einem Gleitstück an der Schwinge in Schwingenlängsrichtung verschieblich befestigt ist. Konstruktiv ist es besonders einfach, wenn das stiftförmige Gleitstück in einem Schwingen-Langloch geführt ist, das in Schwingenlängsrichtung angeordnet ist. Vorzugsweise wird vorgeschlagen, daß die Achsen von Schwinge und Kurbel zueinander parallel sind.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schwinge durch die Kurbel zwischen zwei Endstellungen hin- und herschwenkbar ist, wobei in der ersten Endstellung die Klappe geschlossen und in der zweiten Endstellung die Klappe geöffnet ist. Hierbei sollte in beiden Endstellungen der Schwinge die Kurbel mit der Schwinge einen Winkel (α) von 80 bis 100 Grad, insbesondere von 85 bis 95 Grad bildet.

Vorzugsweise wird vorgeschlagen, daß der Schwenkwinkel (β) der Schwinge zwischen beiden Endstellungen 45 bis 100 Grad, insbesondere 50 bis 90 Grad beträgt.

Die Vorrichtung weist besonders kleine Außenabmessungen auf und führt zu einer einfachen Montage, wenn die Schwinge und die Kurbel außen am Gehäuse angelenkt sind. Besonders vorteilhaft ist es, wenn zum Erzeugen unterschiedlich großer Schwenkwinkel (β) die Länge der Kurbel unterschiedlich ist.

Vorzugsweise wird vorgeschlagen, daß das Gehäuse symmetrisch zu einer Gehäuselängsachse ist, die die Drehachse von Schwinge und Kurbel schneidet. Durch diesen spiegelbildlichen Aufbau der Vorrichtung ist diese für die unterschiedlichsten Geräte und Klappen einsetzbar. Sie kann sowohl bei Kraftfahrzeugen mit Rechtssteuerung als auch mit Linkssteuerung verwendet werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den . Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
1: Eine Vorderansicht der Vorrichtung.
2: Eine Stirnansicht der Vorrichtung.
3: Eine Rückansicht der Vorrichtung und
4: eine Oberansicht der Vorrichtung.
In einem Gehäuse 1 ist ein nichtdargestellter Elektromotor befestigt, der über ein Untersetzungsgetriebe, insbesondere mit einem auf der Motorenwelle befestigten Schneckenrad und mehreren Zahnrädern eine Getriebeabtriebswelle 2 antreibt, die durch eine Gehäuseseitenfläche 3 nach außen geführt ist und mit ihrem Ende eine Kurbel 4 trägt. Das Gehäuse 1 ist symmetrisch zu einer Gehäuselängsachse 5 geformt, die die Achse der Welle 2 schneidet.
In einem Abstand zur Welle 2 ist am Gehäuse 1 eine Anlenkstelle 6 einer Schwinge 7 befestigt, die um diese Anlenkstelle zwischen zwei Endstellungen hin- und herschwenkbar ist. Hierbei überstreicht die Schwinge 7 einen Winkel (α), der dem Winkel entspricht, um den die zu betätigende Klappe einer Kraftfahrzeugluftheizung oder Kraftfahrzeugklimaanlage von einer Offen-Stellung in eine Geschlossen-Stellung hin- und herschwenkbar ist. Hierbei ist an dem einen Ende der Schwinge 7 eine Welle 8 befestigt, die durch die Schwinge 7 verdrehbar ist und an der die Klappe angeschlossen ist. Die Achse der Anlenkstelle 6 schneidet die Achse 5 und liegt parallel zur Achse der Welle 2.
Das freie Ende der Kurbel 4 trägt einen Gleitstift 9, der in einem Langloch 10 der Schwinge 7 verschieblich einliegt. Hierbei ist das Langloch 10 in Längsrichtung der Schwinge 7, insbesondere auf deren Längsachse angeordnet.
Die Kurbel 4 wird durch den elektromotorischen Antrieb stets in derselben Drehrichtung bewegt, wobei der Antrieb so gesteuert ist, daß die Kurbel in zwei Stellungen stehen bleibt, bei denen die Kurbel jeweils einen Winkel (β) mit der Schwinge 7 bildet, der gleich oder nahe 90 Grad ist. In beiden Endstellungen der Schwinge 7 (Geschlossen-Stellung oder Offen-Stellung der Klappe) steht damit die Kurbel 4 etwa rechtwinklig zur Längsachse der Schwinge 7 bzw. des Langlochs 10, so daß in diesen beiden Endstellungen ein Betätigen der Kurbel 4 nur zu sehr geringen Bewegungen der Schwinge 7 führt. Damit ist eine nicht sehr exakte Haltstellung der Kurbel in beiden Haltepositionen ohne Auswirkungen auf die Offen- oder Geschlossen-Stellung der Klappe. Die Kurbel kann also ein wenig nachlaufen oder etwas zu früh stehenbleiben, ohne die Funktion der Vorrichtung zu beeinträchtigen.
In diesen zwei Haltstellungen der Kurbel blockiert darüberhinaus die Kurbel die Schwinge 7, d.h. ein auf die Schwinge 7 in den zwei Haltstellungen ausgeübtes Moment durch die Klappe kann nicht zu einem Verdrehen der Kurbel 4 führen, so daß in diesen beiden Stellungen eine Selbsthemmung erreicht ist. Damit wird in beiden Endstellungen der Klappe diese sicher festgehalten.
Damit die Kurbel 4 stets in denselben zwei Drehstellungen stehenbleibt, weist der elektromotorische Antrieb eine nicht dargestellte elektrische Kontaktsteuerung auf, die den Elektromotor ein- und ausschaltet.
Das außen am Gehäuse 1 gelagerte Getriebe aus Kurbel 4 und Schwinge 7 kann unterschiedliche Formen, Konstruktionen und Dimensionen aufweisen. So kann beispielsweise statt eines Gleitstiftes 9 ein Gleitstück der Kurbel 4 an der Außenseite der Schwinge 7 entlanggleiten. Auch kann die Kurbel 4 unterschiedliche Längen aufweisen, wodurch der Schwenkwinkel (β) der Schwinge 7 in seiner Größe veränderbar ist, so daß die Vorrichtung an unterschiedliche Klappenschwenkwinkel leicht angepaßt werden kann.
Damit über einen bestimmten Drehstellbereich die Kurbel 4a zwar die Klappe 12, aber die Kurbel 4 nicht die Klappe (Frischluftklappe) 13 verstellt, ist der Schlitz bzw. das Langloch 10 in der Schwinge 7 in einem ersten Bereich 14 teilkreisförmig ausgeführt, wobei der Mittelpunkt dieses Teilkreises die Achse der Kurbel 4 ist Erst wenn der Gleitstift 9 außerhalb des Bereichs 14 gelangt, kann die Kurbel 4 die Schwinge 7 und damit die Klappe 13 verstellen.
Auch diese Koppelkurbel läuft stets nur in einer Drehrichtung um. Für zwei Funktionen besteht nur ein Stellmotor. Dies bedeutet eine erhebliche Kostenreduzierung. In der Umluftstellung ist der Hebel 1 aufgrund der Kinematikstellung blockiert. Beim Übergang von der Frischluftstellung in die Umluftstellung ist die Staudruckklappe geschlossen (Entlastung der Kinematik für die Frischluft/Umluftklappe).
Die Schwinge 7 ist gegenüber der Welle 8 der Klappe verschieblich gelagert und drehverstellt beim Verschieben die Welle, wobei die Welle 8 ein Gleitstück aufweist, das in oder an der Schwinge 7 gleitet.
Die Steckerbuchse ist symmetrisch mittig zur Gehäuseachse auf der der Welle abgewandten Seite angeordnet.
Das außen angeordnete Getriebe liegt zwischen Vorrichtungsgehäuse und dem Gehäuse der Luftklappe. An beiden einander gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses ist je ein äußeres Getriebe mit Kurbel und Schwinge angeordnet.
Beide Stellmotorenausführungen bilden ein Baukastensystem. Die Stellmotoren unterscheiden sich durch die zwei Hebel und die integrierte Steuerung. Sie bleiben jedoch in ihren äußeren Abmaßen, dem Motorgehäuse und im Befestigungskonzept gleich. Daraus ergibt sich eine einfache Steuerung der Produktion und der Montage der Stellmotoren.
Wenn im gesamten Text von einer "Klappe" gesprochen wird, so kann dies auch eine andere Art von Stellglied von Schließvorrichtungen oder Ventilen sein. Ferner kann hierdurch auch ein Filter oder ein Scheinwerfer verstellt werden.

Claims

Vorrichtung zum Betätigen einer zwischen zwei Endstellungen verschwenkbaren Klappe oder eines zwischen zwei Endstellungen verschwenkbaren Filters oder Scheinwerfers, insbesondere für eine Luftheizung oder Klimaanlage, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, wobei eine elektromotorisch angetriebene Kurbel (4) mit ihrem äußeren Ende eine Schwinge (7) antreibt, die an einer Welle (8) fest ist, durch die die Klappe betätigbar ist und wobei das äußere Ende der Kurbel (4) ein stiftförmiges Gleitstück (9) aufweist, das an der Schwinge (7) in Schwingenlängsrichtung in einem Schwingen-Langloch (10) verschieblich geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwingen-Langloch in einem ersten Bereich teilkreisförmig ausgeführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse der Kurbel (4) den Mittelpunkt des Teilkreises bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbel (4) und Schwinge (7) außerhalb des Gehäuses (1) liegen, das den elektromotorischen Antrieb einschließlich eines Getriebes aufnimmt.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen von Schwinge (7) und Kurbel (4) zueinander parallel sind.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwinge (7) durch die Kurbel (4) zwischen zwei Endstellungen hin- und herschwenkbar ist, wobei in der ersten Endstellung die Klappe geschlossen und in der zweiten Endstellung die Klappe geöffnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in beiden Endstellungen der Schwinge (7) die Kurbel (4) mit der Schwinge (7) einen Winkel (α) von 80 bis 100 Grad bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in beiden Endstellungen der Schwinge (7) die Kurbel (4) mit der Schwinge (7) einen Winkel (α) von 85 bis 95 Grad bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkwinkel (β) der Schwinge (7) zwischen beiden Endstellungen 45 bis 100 Grad beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkwinkel (β) der Schwinge (7) zwischen beiden Endstellungen 50 bis 90 Grad beträgt.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwinge (7) und die Kurbel (4) außen am Gehäuse angelenkt sind.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeugen unterschiedlich großer Schwenkwinkel (β) die Länge der Kurbel (4) unterschiedlich ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) symmetrisch zu einer Gehäuselängsachse (5) ist, die die Drehachse von Schwinge (7) und Kurbel (4) schneidet.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbel (4) stets in derselben Drehrichtung umläuft.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwinge mit einer Frischluftklappe verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwinge (7) gegenüber der Welle (8) der Klappe verschieblich gelagert ist und beim Verschieben die Welle drehverstellt, wobei die Welle (8) ein Gleitstück aufweist, das in oder an der Schwinge (7) gleitet.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das außen angeordnete Getriebe zwischen Vorrichtungsgehäuse und dem Gehäuse der Luftklappe liegt.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden einander gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses je ein äußeres Getriebe mit Kurbel und Schwinge angeordnet ist.