DE9106744U1 - Verbindungseinrichtung für Klappen, insbesondere für Klappen einer Belüftungs- oder Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Behr GmbH & Co. A 39 537/mxu

Mauserstr. 3 90-B-18

7000 Stuttgart 30

31. Mai 1991

Verbindungseinrichtung für Klappen, insbesondere für Klappen einer Belüftungs- oder Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft eine Verbindungseinrichtung für Klappen, insbesondere für Klappen einer Belüftungs- oder Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Verbindungseinrichtung ist aus dem DE-GM 89 09 363 bekannt. Als Betätigungswelle ist eine Vierkantwelle verwendet, die formschlüssig in entsprechende Aufnahmen der Klappen axial einzustecken ist. Problematisch ist dabei, daß eine Vierkantwelle über ihre Länge erhebliche Winkeltoleranzen aufweist. Vor dem Einbau müssen die verwendeten Vierkantwellen daher durch Verdrillen gerichtet werden, um eine synchrone Betätigung der Klappen zu gewährleisten. Die Verdrillrichtung muß dann jedoch gekennzeichnet werden, um einen zu der Verdrillrichtung lagerichtigen Einbau sicherzustellen. Dennoch muß oft nach der Montage der Belüftungs- oder Klimaanlage der Gleichlauf der Klappen überprüft und nachjustiert werden. Dieses Nachjustieren erfolgt manuell, weshalb anstelle von Stahlvierkantwellen

schon Aluminiumvierkantwellen eingesetzt wurden, um ein feinfühligeres manuelles Ausrichten der Klappen zu erzielen.

Da darüber hinaus die Winkeltoleranzen der Vierkantwellen stark schwanken, kann es vorkommen, daß bei der einen Charge im wesentlichen keine Nacharbeitung erforderlich ist, während bei der anderen Charge in erheblichem Maße nachjustiert werden muß. Hierdurch ist die Fertigung sehr problematisch und erfordert eine ständige, aufwendige Kontrolle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindungseinrichtung für Klappen nach dem Oberbegriff des Anspruchs derart weiterzubilden, daß ohne aufwendige Ausrichtarbeiten an der Betätigungswelle vor und nach dem Einbau ein Gleichlauf der über die Betätigungswelle miteinander verbundenen Klappen erzielt ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vor der Montage wird auf jedem Ende der Betätigungswelle ein Endstück angeordnet, welches einen radialen Mitnehmer aufweist. Vor der drehfesten Befestigung der Endstücke auf der Betätigungswelle werden die Mitnehmer auf beiden Enden der Welle in ihre Winkellage genau aufeinander ausgerichtet, so daß die in Aussparungen der Klappen eingreifenden Mitnehmer die Klappen lagerichtig und synchron verschwenken. Da die Endstücke vor ihrer drehfesten Befestigung auf der Betätigungswelle zueinander ausgerichtet werden, werden bestehende Winkeltoleranzen der Betätigungswelle ohne Richtarbeiten an der Welle selbst ausgeglichen. Die Endstücke werden dabei vorteilhaft auf die Enden der Betätigungswelle aufgepreßt; zweckmäßig werden die Endstücke auf die Enden der Betätigungswelle aufgespritzt.

Aufgrund der angeordneten Endstücke ist die Verwendung einer Vierkantwelle als Betätigungswelle nicht mehr erforderlich, so daß kostengünstigeres, leichter zu handhabendes Rundmaterial eingesetzt werden kann.

In besonderer Weiterbildung der Erfindung greifen die Mitnehmer in Drehrichtung der Betätigungswelle federnd in die Aussparungen der Klappe ein. Einerseits kann so das Spiel des Mitnehmers in der Aussparung in Drehrichtung der Betätigungswelle auf Null reduziert werden und andererseits kann sichergestellt werden, daß bei der Drehrichtungsumkehr kein Betätigungsspiel auftritt.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Grundkörper des Endstücks in Axialrichtung ballig ausgebildet, wodurch Achsabweichungen der Klappen von der Drehachse der Betätigungswelle ausgleichbar sind.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der nachfolgend im einzelnen beschriebene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Belüftungseinheit für Kraftfahrzeuge,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Verbindungseinrichtung zwischen einer Welle und einer in einem Belüftungskanal angeordneten Klappe,

Fig. 3 eine Seitenansicht auf die Aufnahme der Klappe nach Fig. 2,

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Fig. 4 eine Stirnansicht auf das auf das Ende der Welle aufgepreßte Endstück,

Fig. 5 in schematischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel eines auf ein Ende der Betätigungswelle aufgepreßten Endstückes,

Fig. 6 in schematischer Darstellung eine Klappe mit einer Aufnahme für das Endstück nach Fig. 5,

Fig. 7 in schematischer Darstellung das in der Aufnahme nach Fig. 6 gehaltene Endstück nach Fig. 5,

Fig. 8 eine Stirnansicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Endstücks,

Fig. 9 in schematischer Darstellung das in einer Gehäusewand drehbar gehaltene Endstück,

Fig. 10 in schematischer Darstellung die in der Gehäusewand nach Fig. 9 vorgesehene Lageröffnung für das Endstück,

Fig. 11 in schematischer Darstellung eine Klappe mit einer Aufnahme für das Endstück nach den Fig. 8 und 9,

Fig. 12 eine Ansicht auf die Aufnahme der Klappe nach Fig. 11,

Fig. 13 in schematischer Darstellung den Aufbau einer Belüftungseinheit,

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Fig. 14 in vergrößerter Darstellung eine Einzelheit der Belüftungseinheit gemäß Fig. 13,

Fig. 15 eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Endstücks zur Anordnung in einer Aufnahme gemäß Fig. 12,

Fig. 16 eine Stirnansicht auf das Endstück gemäß Fig. 15,

Fig. 17 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Lagerung des Endstücks in einer Gehäusewand,

Fig. 18 eine Seitenansicht auf die in einer Gehäusewand angeordnete Lagerscheibe gemäß Fig. 15,

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Belüftungseinheit 1 ist für ein Kraftfahrzeug vorgesehen und weist auf zwei voneinander abgewandten Seiten je einen Belüftungskanal 2, 2' auf, durch die warme oder kalte Luft ins Fahrzeuginnere geführt wird. In den Belüftungskanälen 2, 2' ist jeweils eine Klappe 4, 4¹ angeordnet, mit der die Belüftungskanäle 2, 2' stufenlos geöffnet oder geschlossen werden können. Die Klappen sind durch Lagerzapfen 10 in den seitlichen Kanalwandungen 3 verdrehbar gelagert. Beide Klappen stehen über eine Betätigungswelle 5 miteinander drehfest in Verbindung, wobei die Betätigungswelle 5 axial zwischen den Klappen 4, 4' angeordnet ist. Über einen an einer Klappe 4 angeordneten Betätigungshebel 6 sind die Klappen 4, 4¹ gemeinsam synchron verstellbar. Die Enden 5a, 5b der Betätigungswelle greifen hierzu drehfest, vorzugsweise in Drehrichtung formschlüssig, in Aufnahmen der Klappen 4, 4¹ ein.

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Jedes Ende 5a, 5b der Betätigungswelle trägt ein Endstück 11, welches formschlüssig in die jeweilige Aufnahme einer Klappe 4, 4¹ eingesetzt ist. Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 bis 4 besteht das Endstück 11 aus einem im wesentlichen zylindrischen Grundkörper lla, der - wie insbesondere Fig. 4 zeigt - einen radial abstehenden Mitnehmer 9 trägt. Der Mitnehmer 9 ist als radialer Flansch mit abgerundetem freien Ende vorgesehen, wobei er sich über die gesamte axiale Länge des Grundkörpers lla erstreckt.

An dem einen Ende des Grundkörpers lla ist ein im Durchmesser erweiterter Lagerabschnitt 11b vorgesehen, der auf seiner dem Grundkörper lla abgewandten Seite eine Abschlußscheibe lic aufweist. Vorteilhaft ist die Abschlußscheibe lic, der Lagerabschnitt 11b und der Grundkörper lia mit dem Mitnehmer 9 einteilig gefertigt und besteht insbesondere aus Kunststoff.

Zur Montage der Belüftungseinheit wird die mit den Endstücken 11 versehene Betätigungswelle 5 in Lageröffnungen der Kanalwand 3 derart eingesetzt, daß die Lagerabschnitte 11b genau in der Kanalwandung 3 gehalten und durch die an beiden Enden 5a und 5b angeordneten Abschlußscheiben lic in ihrer axialen Lage gesichert sind. Der Grundkörper lla mit seinem Mitnehmer 9 ragt dabei aus der Kanalwandung 3 heraus. Auf ihn wird eine Klappe 4¹ aufgesetzt, welche eine dem Endstück entsprechend ausgebildete Aufnahme 8 (Fig. 3) aufweist. Auf der der Aufnahme 8 gegenüberliegenden Seite der Klappe 4¹ ist diese mit einem Lagerzapfen 29 in der Kanalwandung 30 des Belüftungskanals drehbar gehalten (Fig. 2).

Bei der drehfesten Montage der Endstücke 11 auf die Enden 5a und 5b der Betätigungswelle 5 (Fig. 1, 2) werden die Mitneh-

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mer beider Enden in ihrer Lage zueinander ausgerichtet, so daß die auf den Endstücken formschlüssig gehaltenen Klappen 4 und 4' der Belüftungskanäle 2 und 2' Stellungsrichtung zueinander liegen und synchron öffnen und schließen.

Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 und 3 ist die Aufnahme 8 in einem Grundkörper 8a der Klappe 4' angeordnet, wobei die Aussparung 8b zur axialen Aufnahme des Mitnehmers 9 innerhalb des Grundkörpers 8a liegt und radial geschlossen ist.

Im Ausführungsbeispiel entsprechend den Fig. 5 bis 7 ist der die Aufnahme 8 enthaltende Grundkörper 8a der Klappe 4' im Durchmesser kleiner ausgebildet als im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2. Die Aussparung 8b ist als über die Länge der Aufnahme 8 verlaufender axialer Schlitz im Grundkörper 8a vorgesehen, also radial offen.

Die Aufnahme 8 (Fig. 6) ist dem Endstück 11 gemäß Fig. 4 angepaßt. Das Endstück 11 (Fig. 4) weist eine Abschlußscheibe lic, einen Lagerabschnitt 11b und einen zylindrischen Grundkörper 11a auf, der den radialen Mitnehmer 9 trägt. Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 7 besteht der Mitnehmer 9 aus drei in Axialrichtung des Grundkörpers 11a in einer Reihe hintereinander angeordneten Zungen 9a, 9b, 9c, die mit einem axialen Abstand u zueinander liegen. Die Zungen 9a bis 9c sind in Umfangsrichtung des zylindrischen Grundkörpers 11a federnd ausgebildet, wobei benachbarte Zungen in Umfangsrichtung des Grundkörpers 11a unter einem Umfangswinkel w zueinander liegen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die mittlere Zunge 9b in Uhrzeigerrichtung (Fig. 7) aus der Reihe der Mitnehmerzungen 9a und 9c voreilend angeordnet, so daß die mittlere Zunge 9b mit

beiden benachbarten Zungen 9a und 9c - in Stirnansicht (Fig. 7) - jeweils den Winkel w einschließt.

Die Aussparung 8b ist dabei enger als die durch die Winkelstellung der Mitnehmerzungen 9a bis 9c sich ergebende Breite des Mitnehmers 9 ausgebildet, wodurch bei einem axialen Einsatz des Endstücks 11 in die Aufnahme 8 die Mitnehmer 9a bis 9c unter Verminderung des Winkels w elastisch zusammengedrückt werden und spielfrei in der Aussparung 8b liegen. Auf diese Weise ist eine spielfreie Kopplung einer Klappe 4 bzw. 4* mit der Betätigungswelle 5 erzielt; insbesondere tritt so bei einer Drehrichtungsumkehr der Betätigungswelle 5 kein Leerspiel auf, so daß eine feinfühlige Einstellung der Klappen zur Regelung der Luftzufuhr durch die Belüftungskanäle gewährleistet ist.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 8 bis 10 ist der Mitnehmer 9¹ als axial an den Grundkörper 11a des Endstücks 11 angesetztes Formstück ausgebildet. Wie Fig. 8 zeigt, hat das Formstück 9' in Draufsicht etwa die Form eines Dreiecks; auch andere, von der Kreisform abweichende, Ausgestaltungen zur formschlüssigen Drehmitnahme sind geeignet.

Wie die Fig. 9 und 10 zeigen, wird die Welle 5 mit ihrem jeweiligen Endstück 11 in die Wandung 33 einer Haube 40 (Fig. 13) eingeclipst. Hierzu weist die Wandung 33 eine Lageröffnung 33a auf, die einen radialen Schlitz 33b zum radialen Eintritt des Grundkörpers 11a aufweist. Da die Haubenwandung 33 aus Kunststoff besteht, weitet sich unter elastischer Verformung der begrenzenden Wandungsteile der Eintrittsschlitz 33b beim Eindrücken des Grundkörpers 11a auf, um nach Durchtritt des Grundkörpers wieder in die

Ursprungsform zurückzugehen. Der gleichzeitig den Lagerabschnitt bildende Grundkörper lla ist so unverlierbar in der Wandung 33 der Haube drehbar gehalten.

Die Fig. 11 und 12 zeigen eine Klappe 4 mit einer dem Endstück 11 gemäß Fig. 8 angepaßten Aufnahme 8. Vorteilhaft ist die Aufnahme 8 zum radialen Einsetzen des Mitnehmers 9' radial offen. Wie Fig. 11 zeigt, ist der mit der Aufnahme 8 versehene Grundkörper 8a mit einem Lagerabschnitt 8c ausgebildet, der entsprechend dem Lagerzapfen 29 auf der anderen Seite der Klappe 4 diese in der Wandung 3 des Belüftungskanals drehbar hält. Zur Sicherstellung eines ausreichenden seitlichen Abstandes der Klappe 4 ist zwischen der Behälterwandung 3 und der Klappe auf jeder Seite jeweils eine Abschlußscheibe 7 ausgebildet.

Der Grundkörper 8a steht seitlich aus der Kanalwand 3 des Belüftungskanals zur Mitte der Belüftungseinheit heraus, wobei die Aufnahme 8 im herausragenden Teilabschnitt liegt und über ihre ganze axiale Länge radial offen ist. Wie Fig. 12 zeigt, weist die Aufnahme 8 einen Öffnungswinkel 34 auf, der dem Winkel 34 des dreieckförmigen Formteils 9¹ (Fig. 8) entspricht. Wie schematisch in Fig. 13 dargestellt, sind auf beiden Seiten der Belüftungseinheit 1 je ein Belüftungskanal 2 bzw. 2' fest angeordnet. Zum axialen Verbinden der Lüftungsklappen 4 und 4' wird nun an der Belüftungseinheit 1 eine Haube 40 befestigt, aus deren Seitenwandungen - wie Fig. 9 zeigt - die Endstücke 11 mit dem jeweiligen axialen Mitnehmer 9' herausragen. Beim Aufsetzen der Haube 40 treten die Mitnehmer 9' radial in die Aufnahmen 8 der Klappen 4 bzw. 4' ein. Nach Festlegen der Haube 40 an der Belüftungseinheit 1 ist dann die Welle 5 unverlierbar zwischen den beiden Belüftungskanälen 2, 2¹ gehalten und stellt eine

drehfeste Kopplung der Klappen 4 und 4' in synchroner Lage sicher.

Wie Fig. 14 in vergrößerter Darstellung zeigt, hat die Haube 40 an ihrem unteren Rand 40a eine Aufnahme für einen Befestigungsrand la der Belüftungseinheit 1. Die Haube 40 kann einen Frischluftkanal bilden, so daß die die beiden Klappen 4 und 4' der seitlichen Belüftungskanäle 2 und 2' stellungsrichtig miteinander verbindende Betätigungswelle 5 gleichzeitig Träger für eine Frischluftklappe 14 sein kann.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, zum Verbinden der beiden Klappen 4 und 4' zunächst lediglich die Betätigungswelle 5 mit ihren beiden Endstücken 11 entsprechend der schematischen Darstellung gemäß Fig. 13 radial zwischen die beiden Belüftungskanäle 2 und 2' einzusetzen, wobei die Mitnehmer 9' in die Aufnahmen 8 der Klappen 4 und 4' radial einzuführen sind. Um die Einbaulage einer derartig eingesetzten Betätigungswelle zu sichern, ist vorgesehen, eine Gehäusewand 40' der Belüftungseinheit - wie in Fig. 11 dargestellt - derart aufzusetzen, daß sie die Aufnahme 8 radial verschließt. Nach Aufsetzen der Gehäusewand 40' sind somit die Mitnehmer der Endabschnitte radial unverlierbar in den Aufnahmen 8 der Klappen 4, 4' gesichert.

Für einen spielfreien Eingriff des Mitnehmers 9' in die Aufnahme 8 ist nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgeschlagen, an den beiden Schenkeln des Dreiecks je eine abgewinkelte, federnde Ausgleichszunge 35 anzuordnen, wie die Fig. 15 und 16 zeigen. Diese Zungen 35 werden beim radialen Einsetzen des Mitnehmers 9' in die Aufnahme 8 elastisch an die Wandung der dreieckigen Aufnahme 8 angelegt und stellen die spielfreie Halterung des Mitnehmers 9' in der Aufnahme 8 sicher.

Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 17 und 18 ist das Endstück 11 in einer Lagerscheibe 15 gehalten, welche etwa
dreieckige Form hat und in der Lageröffnung 15a der Grundkörper 11a des Endstückes 11 gehalten ist. Die Lagerscheibe hat eine Nut 16, in die eine aufzusetzende Gehäusewand 40' der Belüftungseinheit eingreift, um die Einbaulage der Betätigungswelle 5 zu sichern.

Wie insbesondere Fig. 5 zeigt, ist der Grundkörper lla des Endstückes 11 vorzugsweise in Axialrichtung ballig ausgebildet, wodurch leichte Abweichungen der Drehachsen der
Klappen 4 und 4' von der Drehachse der Betätigungswelle 5
ausgeglichen werden können.

Die Endstücke 11 sind vorteilhaft auf die Enden 5a, 5b der Betätigungswelle 5 in zueinander ausgerichteter Lage drehfest aufgepreßt; die Betätigungswelle kann daher kostengünstiges Rundmaterial sein. Es kann aber auch zweckmäßig sein, ein Endstück 11 auf die Betätigungswelle aufzuspritzen; hierzu wird die Betätigungswelle in eine Spritzform eingelegt, wobei an die beiden Enden 5a und 5b gleichzeitig und lagerichtig die Endstücke drehfest aufgespritzt werden. Um eine eventuelle notwendige Zuordnung der Endstücke zu einem rechten bzw. linken Seitenbelüftungskanal erkennen zu können, werden die Endstücke zweckmäßig in
unterschiedlichen Farben ausgeführt. So kann das rechte
Endstück aus grün eingefärbtem, das linke Endstück aus rot eingefärbtem Kunststoff bestehen.

Claims (12)

Ansprüche

1. Verbindungseinrichtung für Klappen, insbesondere für Klappen (4, 4') einer Belüftungs- oder Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug, wobei zwei im seitlichen Abstand zueinander jeweils innerhalb eines Kanals (2, 2') liegende Klappen (4, 4¹) zur synchronen Betätigung über eine gemeinsame Betätigungswelle (5) axial miteinander verbunden sind, wobei die Enden (5a, 5b) der Betatigungswelle (5) drehfest in je einer Aufnahme (8) der Klappen (4, 4¹) festliegen,

dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ende (5a, 5b) der Betatigungswelle (5) ein Endstück (11) trägt, das mindestens einen in Drehrichtung der Welle (5) wirkenden

daß

Mitnehmer (9, 9¹) aufweist, undrdie Endstücke (11) in zueinander ausgerichteter Lage drehfest auf den Enden (5a, 5b) der Betatigungswelle (5) gehalten sind und in den Aufnahmen (8) der Klappen (4, 4') den Mitnehmern (9, 9¹) angepaßte Aussparungen (8b) vorgesehen sind.

2. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Endstück (11) aus einem im wesentlichen zylindrischen Grundkörper (lla) mit mindestens einem radial abstehenden Mitnehmer (9) besteht.

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3. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (9a, 9b, 9c) in Drehrichtung der Welle (5) federnd ausgebildet ist.

4. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß in Längsrichtung des Grundkörpers (lla) in einer Reihe hintereinander mehrere Mitnehmer (9a, 9b, 9c) angeordnet sind, die in Umfangsrichtung des Grundkörpers (Ha) mit einem geringen Winkel (w) zueinander liegen.

5. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück (11) aus einem im wesentlichen zylindrischen Grundkörper (Ha) mit einem axial angesetzten Formstück als Mitnehmer (9¹) gebildet ist.

6. Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (8) zum radialen Einsetzen des Mitnehmers (9') radial offen ist,

7. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (8) radial durch eine montierte Gehäusewand (40¹) verschlossen ist.

8. Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (Ha) des Endstücks (11) in Axialrichtung ballig ausgebildet ist.

9. Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstücke (H) auf die Enden (5a, 5b) der Betätigungswelle aufgespritzt sind.

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10. Verbindungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungswelle (5)
eine Rundwelle ist.

11. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß die Endstücke (11) auf die
Enden (5a, 5b) der Betätigungswelle (5) aufgepreßt sind.

12. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (9¹) seitliche Zungen (35) trägt, die elastisch federnd in der Aufnahme (8) anliegen.