KR101621117B1 - 조정 장치 - Google Patents

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독터. 인제니어. 하.체. 에프. 포르쉐 악티엔게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 자동차의 공기 안내 장치(2)를 조정하기 위한 장치(1)에 관한 것이며, 상기 장치는 공기 안내 장치(2)의 선형 전개를 조정하기 위한 하나 이상의 선형 조정 장치(3)와, 공기 안내 장치(2)의 받음각을 조정하기 위한 하나 이상의 각도 조정 장치(4)를 포함하며, 조정 장치들(3, 4)은 공기 안내 장치(2)의 조정을 위해 힘 전달 방식으로 공기 안내 장치에 연결된다.

Description

조정 장치{ADJUSTING FIXTURE}
본 발명은 자동차에 있는 공기 안내 장치를 조정하기 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 공기 안내 장치 및 이의 조정을 위한 장치를 포함하는 시스템에 관한 것이다. 마지막으로, 본 출원은 이와 같은 방식으로 조정 가능한 공기 안내 장치를 가지는 자동차에 관한 것이다.
자동차용 공기 안내 장치들은, 특히 더 높은 속도에서, 자동차들의 주행 상태 및 공기 역학적인 특성을 개선시키는 역할을 한다. 이와 관련하여 공기 안내 장치의 위치를 해당 요건과 환경에 맞도록 매칭할 수 있는 것이 바람직하다.
그러므로 본 발명의 목적은 공기 안내 장치의 개선된 조정 가능성을 위한 장치를 제공하는 데 기초한다.
이 목적은 청구항 제1항, 제14항 및 제15항의 특징들에 의해 달성된다. 본 발명의 핵심은, 조정 장치에서, 공기 안내 장치의 전개를 조정하기 위한 선형 조정 장치를 공기 안내 장치의 받음각(angle of attack)을 조정하기 위한 각도 조정 장치와 조합하는 데 있다.
조정 장치들은 바람직하게는 서로 독립적으로 작동 가능하다. 이로써, 공기 안내 장치의 받음각은 공기 안내 장치의 전개 높이와는 관계없이 조절될 수 있다.
임의의 중간 위치에 대한 무단의 로킹 가능성은 조정 장치의 유연성을 향상시킨다. 이로써, 공기 안내 장치의 위치는 요건과 환경에 맞게 최적으로 매칭될 수 있다.
스핀들 액추에이터를 가진 조정 장치들의 구성은 매우 견고하며 더구나 공기 안내 장치의 정밀하며 신뢰할 수 있는 조정 가능성을 허용한다.
통합된 구조는 조정 장치의 공기 역학과 시각적 외관을 개선시킨다.
중앙에 배치되는 구동 유닛은 측면에 배치되는 선형 조정 장치들의 동기 조정을 보장한다.
조정 장치들의 스핀들이 이중으로 지지됨으로써 견고성과 정밀도가 향상된다.
운동학적 메커니즘은 선형 운동의 틸팅 운동(tilting movement)으로의 간단한 전환을 허용한다. 이와 관련하여, 멀티조인트 운동학적 메커니즘 및/또는 편심기가 특히 유리하다.
본 발명의 다른 이점들 및 이의 특징과 세부 사항들은 도면들을 참조한 다수의 실시예들의 상세한 설명으로부터 제시된다.
도1은 제1 실시예에 따른 조정 장치를 가지는 공기 안내 장치의 개략적인 부분도이다.
도2는 도1에 따른 실시예의 선 II-II에 따른 단면도이다.
도3은 전개된 공기 안내 장치를 가지는 도2에 따른 도면이다.
도4는 선회된 공기 안내 장치를 가지는 도3에 따른 도면이다.
도5는 도1에 따른 실시예의 측면도이다.
도6은 본 발명의 제2 실시예의 도2에 따른 도면이다.
도7은 포지셔닝된 공기 안내 장치를 가지는 도6에 따른 실시예의 도면이다.
도8은 전개된 공기 안내 장치를 가지는 도6에 따른 실시예의 도면이다.
도9는 본 발명의 제3 실시예의 도2에 따른 도면이다.
도10은 전개되고 포지셔닝된 공기 안내 장치를 가지는 도9에 따른 실시예의 도면이다.
도11은 본 발명의 제4 실시예의 단면도이다.
도12는 본 발명의 제4 실시예의 다른 단면도이다.
도13은 포지셔닝된 공기 안내 장치를 가지는 도11에 따른 도면이다.
도14는 포지셔닝된 공기 안내 장치를 가지는 도12에 따른 도면이다.
도15는 위의 제4 실시예의 개략도이다.
도16은 본 발명의 제5 실시예의 단면도이다.
본 발명의 제1 실시예는 도1 내지 도5를 참조하여 이하에서 설명된다. 자동차에 있는 공기 안내 장치(2)를 조정하기 위한 장치(1)는 자동차의 중앙 종방향 평면(7)에 대해 대칭되게 배치되는 두 개의 전개 장치들(3) 및 포지셔닝 장치들(4)을 포함한다. 전개 장치들(3)은 선형 조정 장치를 형성하며 전개 방향(11)을 따라 공기 안내 장치(2)의 선형 전개를 조정하는 역할을 한다. 포지셔닝 장치들(4)은 각도 조정 장치를 형성하며 공기 안내 장치(2)의 받음각(wA)을 조정하는 역할을 한다. 받음각(wA)은 수평면(5)에 대한 공기 안내 장치(2)의 각도를 가리킨다. 받음각(wA)의 정확한 수치적 값은 아래에서는 중요하지 않다. 그러므로, 이 값이 어디에서 그리고 어떻게 본 발명에 따른 공기 안내 장치(2)에서 측정되는지는 중요하지 않다.
장치(1)는, 선형 조정 장치를 형성하는 전개 장치들(3) 사이에 중앙에 배치되며 전기 모터(6)로 설계되는 구동 유닛을 포함한다. 전기 모터(6)는 구동 샤프트(8)를 통해 전개 장치들(3)에 결합된다. 구동 샤프트(8)는 중앙 종방향 평면(7)에 수직으로 배치되는 구동 샤프트 축(10)을 중심으로 회전 가능하게 지지된다. 구동 샤프트(8)는 바람직하게는 강성을 갖도록 형성된다. 이로써, 전기 모터(6)로부터 전개 장치들(3)까지의 힘의 전달이 개선된다. 중량을 줄이기 위해, 구동 샤프트(8)는 중공 샤프트로 설계될 수 있다. 그러나, 중실의 설계도 또한 가능하다. 구동 샤프트(8)는 기어 장치(9)를 통해 전개 장치(3)에 결합된다. 기어 장치(9)는 바람직하게는 웜 기어 장치 또는 베벨 기어 장치로 형성된다.
전개 장치들(3)은 공기 안내 장치(2)가 상기 전개 장치의 도움으로 전개 방향(11)을 따라 조정 가능한 방식으로 배치된다. 전개 방향(11)은 구동 샤프트 축(10)에 수직이다.
전기 모터(6)에 의해 발생되는 토크는 기어 장치(9)를 이용하여 구동 샤프트(8)를 통해 전개 장치(3)의 스핀들(12)로 전달될 수 있다. 스핀들(12)은 전개 방향(11)에 평행한 스핀들 축(13)을 따라 정렬된다.
기어 장치(9)는 바람직하게는 자체 로킹 방식으로 형성된다. 이는 특히 1:10에서 1:200의 범위에 있으며, 바람직하게는 1:50에서 1:100의 범위에 있는 감속비를 가지는 감속 기어 장치로 형성된다.
스핀들(12)은 기어 장치(9)의 반대쪽에 있는 스핀들의 단부에서 제1 지지부(14)에 의해 전개 장치(3)의 하우징(15) 내에 지지된다. 스핀들(12)은 또한 제1 지지부(14)의 반대쪽에 있는 스핀들의 단부의 영역에서 제2 지지부(16)에 의해 하우징(15) 내에 지지된다. 스핀들(12)은 이 이중 지지부에 의해 하우징(15) 내에 특히 안정된 방식으로 배치된다.
제1 지지부(14)는 축방향 베어링(17)과, 프리휠(freewheel)(18)과, 칼라(21)로 베어링 부시(20)에 배치되는 드라이버(19)와, 브레이크 디스크(22)를 포함한다.
제2 지지부(16)는 특히 반경방향 베어링을 포함한다.
스핀들 너트(24)는 스핀들(12) 상에 배치된다. 스핀들 너트(24)는 스핀들(12)에 매칭되는 내부 나사산(39)을 가진다. 스핀들 너트는 회전 불가능하게 하우징(15)에 지지된다. 그러므로 스핀들 너트(24)는 스핀들 축(13)의 방향으로의 스핀들(12)의 회전에 의해 변위 가능하도록 하우징(15)에 지지된다. 스핀들(12)과 스핀들 너트(24)는 제1 스핀들 구동 장치인, 전개 스핀들 구동 장치(25)를 형성한다.
전개 스핀들 구동 장치(25)는 무단의 중간 위치에 로킹될 수 있다. 전개 스핀들 구동 장치(25)의 로킹은 스핀들(12)의 제1 지지부(14)에 있는 브레이크 디스크(22)에 의해 도움을 받을 수 있다. 그러므로 전개 장치(3)는 의도하지 않은 조정에 대해 확실히 보호된다. 전개 장치는 무단의 방식으로 설정될 수 있으며, 즉 공기 안내 장치(2)의 전개 높이의 무단의 설정을 허용한다.
스핀들 너트(24)는 딥 튜브(dip tube)(26)에 고정되게 연결된다. 딥 튜브(26)는, 예를 들어, 스핀들 너트(24)에 접착되거나 용접된다. 딥 튜브(26)는 또한 스핀들 너트(24)와 일체로 형성될 수 있다. 딥 튜브(26)는 회전 방지식으로 하우징(15)에 지지된다. 이를 위해, 이 딥 튜브는 하우징(15)의 내벽(29)에서, 스핀들 축(13)에 평행한 방향으로 연장되는 가이드 홈들(28)에 맞물리고 반경방향으로 돌출되는 연장부들(27)을 가진다. 그러나, 딥 튜브(26)는 또한 회전 가능하게 하우징(15)에 지지될 수 있다. 이는 공기 안내 장치(2)가 조정 장치(1)에 설치될 때 특히 유리하다. 딥 튜브(26)는 형태 안정성을 갖는다. 이는 바람직하게는 금속으로 제조된다.
스핀들 축(13)을 따라 스핀들 너트(24)가 변위됨으로써, 딥 튜브(26)는 스핀들 너트와 함께 전개 방향(11)에 평행하게 변위될 수 있다. 딥 튜브는 하우징(15)으로부터 외부로 안내될 수 있다. 이를 위해, 하우징(15)은 방출 개구부(30)를 가진다. 방출 개구부(30)의 영역에서, 딥 튜브(26)는 딥 튜브 지지부(31)에 의해 하우징(15)에 지지된다.
딥 튜브 지지부(31)는, 스핀들(12)의 제2 지지부(16)와 마찬가지로, 바람직하게는 하우징(15)의 커버(32)에 배치되며, 커버는 하우징으로부터 제거 가능하다. 커버(32)는 하우징(15)의 일부분이다. 커버는 하우징에 고정되게 연결되며, 특히 커버 스크루들(33)에 의해 하우징에 나사 결합된다. 이로써, 커버(32)는 하우징(15)으로부터 제거 가능하다. 이는 조정 장치(1)의 간단한 조립과 특히 간단한 검사 및 유지 관리를 가능하게 한다.
포지셔닝 장치들(4)은 이하에서 보다 상세하게 설명된다. 포지셔닝 장치들(4) 각각은 포지셔닝 장치(4)를 위한 구동 장치를 형성하는 포지셔닝 모터(34)를 포함한다. 전기 모터가 바람직하게는 포지셔닝 모터(34)로서 구비된다. 포지셔닝 모터(34)는 전개 장치(3)의 딥 튜브(26)에 회전 불가능하게 배치된다. 게다가, 포지셔닝 모터(34)는 스핀들 축(13)에 평행한 방향으로 딥 튜브(26)에 고정되게 연결된다. 그러므로 포지셔닝 모터(34)는 전개 장치(3)에 통합된다.
포지셔닝 모터(34)는 에너지 공급 유닛을 가지는 제어 장치(83)(단지 개략적으로 도시됨)에 나선 케이블(82)을 통해 연결된다. 이를 위해, 나선 케이블(82)은 하우징(15)의 베이스(85)에 있는 케이블 부싱 개구부(84)를 통해 안내된다. 원리상으로는, 제어 장치(83) 및/또는 에너지 공급 유닛은 하우징(15)에 배치될 수도 있다. 나선 케이블(82)은 또한 포지셔닝 모터(34)를 제어하기 위한 인코더(encoder)를 데이터 및/또는 에너지 전달 방식으로 제어 장치(83)에 연결하는 역할을 한다. 인코더는 회전 또는 선형 인코더로 형성된다. 이는 바람직하게는 홀 센서를 포함한다.
게다가, 포지셔닝 장치(4)는 포지셔닝 스핀들(35)을 포함한다. 포지셔닝 스핀들(35)은 포지셔닝 스핀들 축(36)을 중심으로 회전 가능하게, 특히 회전 구동 가능한 방식으로 지지된다. 이를 위해, 포지셔닝 스핀들은 토크 전달 방식으로 포지셔닝 모터(34)에 결합된다. 포지셔닝 스핀들 축(36)은 스핀들 축(13)에 평행하게 연장된다.
포지셔닝 스핀들(35) 상에 포지셔닝 스핀들 너트(37)가 배치된다. 포지셔닝 스핀들 너트(37)는 포지셔닝 스핀들(35)에 매칭되는 내부 나사산(38)을 가진다. 그러므로 포지셔닝 스핀들 너트(37)는 포지셔닝 스핀들(35)의 회전에 의해 포지셔닝 스핀들 축(36)에 평행한 방향으로 변위될 수 있다.
포지셔닝 스핀들 너트(37)는 장착 요소(binding element)(87)에 고정되게 연결된다. 포지셔닝 스핀들 너트는 또한 장착 요소(87)와 일체로 형성될 수 있다. 이하에서, 포지셔닝 스핀들 너트(37)와 장착 요소(87)는 함께 포지셔닝 스핀들 너트(37)로 지칭된다.
포지셔닝 스핀들(35)은 포지셔닝 스핀들 너트(37)와 함께 제2 스핀들 구동 장치인 포지셔닝 스핀들 구동 장치(40)를 형성한다. 포지셔닝 스핀들 구동 장치(40)는 포지셔닝 스핀들 축(36)에 평행한 방향으로, 즉 전개 방향(11)에 평행한 방향으로 전개 스핀들 구동 장치(25)에 의해 딥 튜브(26)와 함께 변위될 수 있다. 포지셔닝 스핀들 구동 장치(40)는 무단의 중간 위치에 로킹될 수 있다. 그러므로 공기 안내 장치(2)의 받음각(wA)은 무단의 방식으로 설정될 수 있다.
포지셔닝 장치(4)와 전개 장치(3)는 서로 독립적으로 작동 가능하다.
제1 고정 요소(41)는 공기 안내 장치(2)를 조정 장치(1)에 장착하기 위해 딥 튜브(26)에 구비된다. 제1 고정 요소(41)는 딥 튜브(26)의 연장부(42)로서 형성된다. 포지셔닝 스핀들 축(36)에 수직으로 정렬되는 보어(43)가 연장부(42)에 구비된다. 보어(43)는 포지셔닝 선회 축(44)을 규정하며, 상기 포지셔닝 선회 축을 중심으로 공기 안내 장치(2)가 포지셔닝 장치(4)에 의해 선회할 수 있다. 이를 위해, 보어(43)에서 선회 핀(45)은 포지셔닝 선회 축(44)을 중심으로 회전 가능하게 지지된다. 포지셔닝 선회 축(44)은 고정 베어링을 형성한다. 선회 핀(45)은 공기 안내 장치(2)의 고정 요소(46)에 고정되게 연결된다. 선회 핀은 바람직하게는 고정 요소(46)와 일체로 형성될 수 있다. 한편, 고정 요소(46) 자체는 공기 안내 장치(2)에 연결되는데, 특히 나사 결합되거나 용접으로 고정되게 연결된다. 이는 또한 공기 안내 장치(2)와 일체로 형성될 수 있다.
물론, 딥 튜브(26)의 연장부(42)에 선회 핀(45)을 고정되게 배치하며 고정 요소(46)에 선회 핀(45)을 수용하기 위한 보어(43)를 제공하는 것이 똑같이 가능하다. 바람직하게는 포지셔닝 장치(4)에 대한 공기 안내 장치(2)의 제2의 장착을 위해 상응하는 연결부가 구비된다. 이를 위해, 포지셔닝 핀(47)이 포지셔닝 스핀들 너트(37)의 연장부(48)에 고정되게 연결된다. 포지셔닝 핀(47)은 고정 요소(46)에 있는, 연장 구멍(49)으로 설계되는 장착 개구부를 관통해 안내된다. 연장 구멍(49)은 포지셔닝 핀(47)이 종단 정렬에 수직으로 연장 구멍(49) 내에서 어떤 유격이 없이 변위 가능하게 안내되도록 정확한 치수로 만들어진다. 이는 공기 안내 장치(2)의 진동에 기인한 바람직하지 않은 덜걱거리는 소음을 차단한다. 연장 구멍(49)는 가동 베어링을 형성한다.
포지셔닝 스핀들 구동 장치(40)는 바람직하게는 자체 로킹 방식으로 형성된다. 포지셔닝 장치(4)와 고정 요소(46)의 특히 정확한 상호 작용을 위해, 포지셔닝 스핀들 너트(37)는 연장부(48) 및 포지셔닝 핀(47)과 함께 그리고/또는 고정 요소(46)는 연장 구멍(49)과 함께 CNC 밀링된 부품들로 형성될 수 있다.
포지셔닝 선회 축(44)과 포지셔닝 핀(47) 사이의 거리 변동은 포지셔닝 스핀들(35)에 의해 포지셔닝 스핀들 너트(37)가 포지셔닝 스핀들 축(36)의 방향으로 변위될 때, 연장 구멍(49)에 의해 보상될 수 있다. 그러므로 연장 구멍은 보상 장치를 형성한다.
보어(43)에 지지되는 선회 핀(45)과 연장 구멍(49)에 지지되는 포지셔닝 핀(47)에 의해, 공기 안내 장치(2)가 포지셔닝 장치(4)에 장착되는 것은 포지셔닝 운동학적 메커니즘(50)을 형성하며, 이에 의해 포지셔닝 스핀들 축(36)에 평행한 방향으로 포지셔닝 스핀들 구동 장치(40)에 의해 야기되는 포지셔닝 스핀들 너트(37)의 선형 운동이 포지셔닝 선회 축(44)을 중심으로 하는 공기 안내 장치(2)의 선회 운동으로 전환될 수 있다.
공기 안내 장치(2)의 받음각(wA) 및/또는 전개 높이의 설정은 제어 장치(83)에 의해 제어될 수 있다. 제어 장치는 환경 조건에 관해서 그리고 특히 자동차의 속도에 관해서, 바람직하게는 예를 들어 센서들을 이용한 입력으로부터 공기 안내 장치(2)의 최적 설정을 결정할 수 있으며, 모터들(6, 34)을 구동시킴으로써 이를 설정할 수 있다. 물론, 이 경우 사용자에 의한 개별적인 조정이 가능할 수 있다.
이하에서는 조정 장치(1)의 기능 방식이 설명된다. 전개 높이를 조정하기 위해, 전개 스핀들 구동 장치(25)의 스핀들(12)은 구동 샤프트(8)와 기어 장치(9)를 통해 전기 모터(6)를 이용하여 작동되며, 즉 스핀들의 스핀들 축(13)을 중심으로 회전된다. 이런 경우에, 구동 샤프트(8)의 회전수는 기어 장치(9)에 의해 감소한다. 결과로 나오는 스핀들(12)의 회전수는 바람직하게는 1000/분보다 작다. 이로써 공기 안내 장치(2)의 전개 높이를 특히 정밀하며 소음이 없는 방식으로 조정할 수 있다. 기어 장치(9)의 자체 로킹 방식 구성은 전개 장치(3)를 이용한 공기 안내 장치(2)의 전개 높이의 무단의 조정 가능성을 용이하게 한다. 스핀들(12)의 회전으로, 스핀들 너트(24)는 스핀들 축(13)에 평행한 방향으로 스핀들(12) 상에서 변위된다. 제1 회전 방향(51)으로의 스핀들의 회전이 전개 방향(11)으로 스핀들 너트(24)를 변위시키는 반면, 반대 방향으로의 스핀들(12)의 회전은 전개 방향(11)에 반대 방향으로 스핀들 너트(24)를 변위시킨다. 그러므로 공기 안내 장치(2)는 전개 장치들(3)에 의해 전개될 수 있으며 후퇴될 수 있다.
스핀들 너트(24)의 변위에 의해, 스핀들 너트에 연결되는 딥 튜브(26) 및 그에 따라 고정 요소(46)에 의해 딥 튜브에 장착되는 공기 안내 장치(2)도 전개 방향(11)에 평행한 방향으로 변위된다. 전개 장치(3)를 이용한, 전개 방향(11)에 평행한 이와 같은 공기 안내 장치(2)의 조정은 포지셔닝 장치(4)를 이용한 받음각(wA)의 조정과 무관하다.
공기 안내 장치(2)의 받음각(wA)을 조정하기 위해, 포지셔닝 스핀들 구동 장치(40)를 구동시키기 위한 포지셔닝 모터(34)가 작동된다. 이로써, 포지셔닝 스핀들(35)은 포지셔닝 스핀들 축(36)을 중심으로 회전되며, 이는 포지셔닝 스핀들 축(36)에 평행한 방향으로 포지셔닝 스핀들 너트(37)를 변위시킨다. 포지셔닝 스핀들 축(36)에 평행한 방향으로의 포지셔닝 스핀들 너트(37)의 변위는 딥 튜브(26)에 대해뿐만 아니라 그에 따라 딥 튜브(26)에 배치되는 포지셔닝 장치(4)의 포지셔닝 스핀들(35)에 대해 위치 고정되는 포지셔닝 선회 축(44)을 중심으로 공기 안내 장치(2)를 변위시킨다. 이로써, 포지셔닝 스핀들(35)의 회전 방향에 따라서, 받음각(wA)이 커지거나 작아진다.
포지셔닝 스핀들(35) 상에서 포지셔닝 스핀들 너트(37)가 변위됨으로써 포지셔닝 장치(4)를 이용하여 공기 안내 장치(2)의 받음각(wA)이 조정될 경우 이로 인해, 포지셔닝 스핀들 너트(37)에 고정 연결되는 포지셔닝 핀(47)과 포지셔닝 선회 축(44) 사이의 거리 변동은 고정 요소(46)의 연장 구멍(49)에서의 포지셔닝 핀(47)의 이동에 의해 보상된다.
이하에서는 도6 내지 도8을 참조하여 본 발명의 제2 실시예가 설명된다. 동일한 부품들에는 제1 실시예와 동일한 도면 부호를 부여하였으므로, 상기 도면 부호들에 대한 설명을 참조하기로 한다. 기능적으로 동일하지만 구조적으로 상이한 부품들에는 뒤에 a가 따르는 동일한 도면 부호들이 부여된다. 제1 실시예에 대한 차이는 공기 안내 장치(2)를 포지셔닝 장치들(4a)에 장착시키는 포지셔닝 운동학적 메커니즘(50a)의 구성에 있다. 포지셔닝 운동학적 메커니즘(50a)은 멀티레버 운동학적 메커니즘, 특히 4 레버 운동학적 메커니즘으로 형성된다. 포지셔닝 운동학적 메커니즘(50a)의 구성은 또한 멀티조인트 운동학적 메커니즘, 특히 5 조인트 운동학적 메커니즘으로 지칭된다.
포지셔닝 운동학적 메커니즘(50a)은 제1 및 제2 운동 레버(52, 53), 구동 레버(54) 및 장착 레버(55)를 포함한다. 제1 운동 레버(52)는 제1 지지부(56)에 의해 포지셔닝 스핀들 축(36)에 수직으로 연장되는 제1 선회 축(57)을 중심으로 선회될 수 있는 방식으로 연장부(58)에 연결된다. 연장부(58)는 딥 튜브(26)에 고정 연결된다. 이는 바람직하게는 딥 튜브(26)와 일체로 형성된다. 그러나, 연장부는 딥 튜브(26)에 나사 결합되거나, 접착되되거나 용접될 수도 있다. 제1 운동 레버(52)는 각을 이루거나 굽혀지도록 구현된다. 제1 지지부(56)의 반대쪽에 있는 단부에서, 제1 운동 레버(52)는 제2 지지부(59)에 의해 제2 운동 레버(53) 및 구동 레버(54)에 연결된다. 더구나, 구동 레버(54)는 제3 지지부(60)에 의해 포지셔닝 스핀들 너트(37)에 결합된다. 제2 지지부(59)의 반대쪽에 있는 단부에서, 제2 운동 레버(53)는 제4 지지부(61)에 의해 장착 레버(55)에 연결된다. 마지막으로, 장착 레버는 제5 지지부(62)에 의해 추가의 연장부(63)에 연결된다. 연장부(63)는 바람직하게는 연장부(58)와 일체로 형성된다. 지지부들(56, 59, 60, 61 및 62) 각각은 제1 선회 축(57)에 평행한 축들을 중심으로 각각의 레버들이 선회할 수 있도록 하는 선회 베어링들을 한정한다. 네 개의 레버들(52, 53, 54 및 55)은 서로 평행하게 연장되는 선회 축들을 중심으로 특히 다섯 개의 지지부(56, 59, 60, 61, 62)에 의해 선회 가능하게 서로 연결된다. 이런 경우에, 제1 및 제5 지지부(56, 62) 각각은 딥 튜브(26)에 고정되게 연결되는 고정 베어링을 형성한다.
제2, 제3 및 제4 지지부들(59, 60 및 61) 각각은 가동 베어링을 형성한다.
포지셔닝 스핀들 너트(37)와 두 개의 고정 베어링들(56, 62) 사이의 멀티레버 연결부들에 의해, 포지셔닝 운동학적 메커니즘(50a)은 포지셔닝 스핀들 너트(37)와 두 개의 고정 베어링들(56, 62) 사이의 거리 변동을 보상하기 위한 보상 장치를 형성하며, 이런 거리 변동은 포지셔닝 스핀들(35) 상에서 포지셔닝 스핀들 너트(37)가 변위될 때 반드시 발생한다.
장착 레버(55)는 각을 이루도록 형성된다. 이는 또한 굽혀지게 형성될 수도 있다. 이는 포지셔닝 선회 축(44)을 형성하는 제5 지지부(62)를 중심으로 선회 가능하다. 장착 레버(55)는 제1 부분 브래킷(64)과 제2 부분 브래킷(65)을 포함한다. 부분 브래킷들(64, 65)은 서로 일체로 형성된다. 제1 부분 브래킷(64)은 제5 지지부(62)와 제4 지지부(61)를 연결한다. 제2 부분 브래킷(65)은 고정 요소(46a)를 형성하며 공기 안내 장치(2)에 대한 장착에 사용된다. 이는 공기 안내 장치(2)에 고정되게 연결되며, 바람직하게는 나사 결합된다.
특히 유리한 실시예에서, 포지셔닝 운동학적 메커니즘(50a)은 교체 가능한 모듈로 형성된다. 이는 조립을 위해 딥 튜브(26)에 간단한 방식으로 연결 가능하다. 이를 위해, 포지셔닝 운동학적 메커니즘은 공기 안내 장치(2) 쪽 딥 튜브(26)의 단부 내에 삽입되어 딥 튜브에 연결되며, 예를 들어 접착되거나 용접되며, 바람직하게는 나사 결합된다. 상기 포지셔닝 운동학적 메커니즘은 O링(86)에 의해 딥 튜브(26)의 내벽(29)에 대해 밀봉된다.
포지셔닝 스핀들(35)은 포지셔닝 스핀들 베어링(66)에 지지된다. 포지셔닝 스핀들 베어링(66)은 특히 축방향 베어링으로 형성된다. 그러나, 반경방향 베어링이 또한 가능하다. 커플링(67)이 포지셔닝 모터(34)에 포지셔닝 스핀들(35)을 장착하기 위해 구비된다. 커플링(67)은 슬리브 형태로 형성된다. 커플링은 바람직하게 블로킹될 수 있으므로 포지셔닝 장치(4a)의 무단의 로킹을 허용한다.
받음각(wA)을 조정하기 위해, 구동 레버(54)가 구비된다. 구동 레버(54)는 일 단부에서 제2 지지부(59)를 통해 운동 레버들(52 및 53)에 연결되며 타 단부에서 제3 지지부(60)를 통해 포지셔닝 스핀들 너트(37)에 연결된다. 이런 실시예에도 역시, 공기 안내 장치(2)의 받음각(wA)이 포지셔닝 스핀들 축(36)을 중심으로 하는 포지셔닝 스핀들(35)의 회전에 의해 조정되므로, 구동 레버(54)에 연결되는 포지셔닝 스핀들 너트(37)가 포지셔닝 스핀들(35) 상에서 변위된다. 그러므로 구동 레버(54)는 포지셔닝 장치(4a)의 포지셔닝 모터(34)의 작동에 의해 변위될 수 있다. 이런 경우에, 제2 지지부(59)는 제1 지지부(56)와 제4 지지부(61) 사이의 연결 라인에 있는 사점 위치(dead center position)를 통해 안내될 수 있다. 그러므로 공기 안내 장치(2)는 포지셔닝 장치(4a)의 포지셔닝 스핀들(35) 상의 포지셔닝 스핀들 너트(37)의 두 개의 서로 반대쪽 단부 위치에서 동적으로 안정된 위치에 위치한다. 이는 특히 정상적인 작동 중에 공기 안내 장치(2)로부터 운동학적 메커니즘(50a)에 가해지는 힘이 단부 위치로부터 나오는 공기 안내 장치(2)의 편향에 정확하게 반대로 작용한다는 것을 의미한다. 그러므로 이 단부 위치로부터 공기 안내 장치(2)의 의도하지 않으며 바람직하지 않은 조정은 자동으로 그리고 확실하게 방지된다.
제2 지지부(59)의 사점 위치는 포지셔닝 스핀들 너트(37)의 최대한으로 연장된 위치에 상응하는 위치의 근처에 위치한다. 상기 사점 위치는 특히 포지셔닝 스핀들 너트(37)의 연장된 단부 위치로부터 시작해서 포지셔닝 스핀들(35)의 2회전보다 적은 회전에 의해 도달될 수 있다.
서로 이격된 세 개의 지지부들(56, 60, 62)에 의해 포지셔닝 장치(4a)에 공기 안내 장치(2)를 장착하는 것은 특히 안정적이며 자동차에 공기 안내 장치(2)가 안전하게 고정되도록 한다. 장치(1a)의 안정성은 사점 위치를 가지는 멀티조인트 운동학적 메커니즘으로서 포지셔닝 운동학적 메커니즘(50a)를 형성함으로써 더욱 개선된다.
이하에서는 도9 내지 도10을 참조하여 본 발명의 제3 실시예가 설명된다. 동일한 부품들에는 전술한 실시예와 동일한 도면 부호를 부여하였으므로, 상기 도면 부호들에 대한 설명을 참조하기로 한다. 기능적으로 동일하지만 구조적으로 상이한 부품들에는 뒤에 b가 따르는 동일한 도면 부호들이 부여된다.
제3 실시예에서, 포지셔닝 운동학적 메커니즘(50b)는 받음각(wA)의 조정에 따른 가동 베어링과 포지셔닝 선회 축(44) 사이의 거리 변동을 보상하기 위한 보상 장치로 편심기(68)를 가진다. 편심기(68)는 원통 축(69)을 가지는 원형의 원통형 요소로 형성된다. 원통 축(69)은 포지셔닝 선회 축(44)에 평행하게 정렬된다. 게다가, 편심기(68)는 이 편심기에 회전 가능하게 지지되는 편심기 인서트(70)를 포함한다. 편심기 인서트(70)는 바람직하게는 마찬가지로 원형의 원통형으로 형성된다. 이는 편심기 인서트 축(71)을 중심으로 회전 가능하게 편심기(68)에 지지된다. 편심기 인서트 축(71)은 원통 축(69)에 평행하게 정렬된다. 편심기 인서트 축(71)은 원통 축(69)으로부터 이격되게 배치된다. 그러므로 편심기 인서트 축(71)과 포지셔닝 선회 축(44) 사이의 거리는 원통 축(69)을 중심으로 하는 편심기(68)의 회전에 의해 변동할 수 있다. 이로써, 받음각(wA)의 조정 동안 포지셔닝 스핀들(35) 상의 포지셔닝 스핀들 너트(37)의 변위 시 원통 축(69)과 포지셔닝 선회 축(44) 사이의 거리 변동이 보상될 수 있다. 포지셔닝 스핀들 축(36)을 따른 포지셔닝 스핀들 너트(37)의 변위 및 이에 따라 야기되는 포지셔닝 스핀들 축(36)에 평행한 제2 연장부(63b)의 변위 시, 편심기(68)는 편심기 인서트 축(71)과 포지셔닝 선회 축(44) 사이의 거리가 일정하게 유지되도록 정확하게 원통 축(69)을 중심으로 회전된다.
제2 연장부(63b)가 제2 실시예에서와 같이 딥 튜브(26)에 고정 연결되는 반면, 제3 실시예에서 제1 연장부(58b)는 포지셔닝 스핀들 너트(37)에 고정 연결된다. 그러므로 제1 연장부(58b)는 포지셔닝 스핀들 축의 둘레로 포지셔닝 스핀들(35)의 회전에 의해 포지셔닝 스핀들 축(36)에 평행하게 포지셔닝 스핀들 너트(37)와 함께 변위될 수 있다.
편심기 인서트(70)는 공기 안내 장치(2)에 포지셔닝 스핀들 구동 장치(40)를 장착시키는 역할을 한다. 편심기 인서트는 고정 요소(46b)에 고정 연결된다. 편심기 인서트(70)는 바람직하게는 고정 요소(46b)와 일체로 형성된다.
특히 유리한 실시예에서, 포지셔닝 운동학적 메커니즘(50b)은 교체 가능한 모듈로 형성된다. 이는 조립을 위한 간단한 방식으로 딥 튜브(26)에 연결될 수 있다. 이를 위해, 포지셔닝 운동학적 메커니즘은 공기 안내 장치(2) 쪽 딥 튜브(26)의 단부 내에 삽입되어 딥 튜브에 연결되며, 예를 들어 접착되거나 용접되며, 바람직하게는 나사 결합된다. 이는 O링(86)에 의해 딥 튜브(26)의 내벽(29)에 대해 밀봉된다.
이하에서는 도11 내지 도15를 참조하여 본 발명의 제4 실시예가 설명된다. 동일한 부품들에는 전술한 실시예와 동일한 도면 부호를 부여하였으므로, 상기 도면 부호들에 대한 설명을 참조하기로 한다. 기능적으로 동일하지만 구조적으로 상이한 부품들에는 뒤에 c가 따르는 동일한 도면 부호들이 부여된다. 제4 실시예에서, 포지셔닝 장치(4c)는 공기 안내 장치(2)에 통합된다. 딥 튜브(26)는 장착 요소(72)에 의해 공기 안내 장치(2) 쪽 단부에서 폐쇄된다. 장착 요소(72)는 모루 형상(anvil-shaped)으로 형성된다. 딥 튜브(26)에 공기 안내 장치(2)를 장착하기 위한, 제1 지지부(56c)와 포지셔닝 선회 축(44)을 한정하는 고정 베어링이 장착 요소(72)에 배치된다. 공기 안내 장치(2)는 레버의 방식으로 형성되는 고정 요소(46c)에 의해 포지셔닝 선회 축(44)을 중심으로 선회 가능하게 지지된다. 고정 요소(46c)는 공기 안내 장치(2)가 고정 연결되는 기본 몸체를 형성한다. 공기 안내 장치(2)는 또한 고정 요소(46c)와 일체로 형성될 수 있다.
제1 지지부(56c)에는 제1 링크 레버(74)가 지지된다. 제1 링크 레버(74)는 제2 지지부(59c)에 의해 제2 링크 레버(75)에 선회 가능하게 연결된다. 제2 링크 레버(75)는 다시 제4 지지부(61c)를 통해 고정 요소(46c)에 선회 가능하게 연결된다. 그러므로 포지셔닝 운동학적 메커니즘(50c)은 서로 평행하게 정렬되는 네 개의 선회 축들을 가진다. 포지셔닝 운동학적 메커니즘은 공기 안내 장치(2)의 받음각(wA)의 조정 시 제4 지지부(61c)와 제1 지지부(56c) 사이의 거리 변동을 보상하기 위한 보상 장치를 형성한다.
제2 링크 레버(75)에는 톱니형 휠(78)이 고정된다. 톱니형 휠(78)은 제4 지지부(61c)에 대해 동심으로 배치된다. 톱니형 휠(78)에 의해, 제2 링크 레버(75)는 제4 지지부(61c)에 의해 규정되는 선회 축을 중심으로 포지셔닝 모터(34c)에 의해 선회될 수 있다. 그러므로 제2 링크 레버(75)는 회전 구동 가능한 방식으로 포지셔닝 모터(34c)에 결합된다. 톱니형 휠(78)은 톱니형 휠 기어 장치(76)의 일부분이다. 톱니형 휠 기어 장치(76)는 바람직하게는 감속 기어 장치로 형성된다. 그러므로 구동 샤프트(77)의 회전은 톱니형 휠(78)의 1회의 완전한 회전보다 적은 회전이 된다.
그러나, 제2 링크 레버(75)는 포지셔닝 모터(34c)에 의해 회전 구동될 수 있는 구동 샤프트(77)에 직접 장착될 수도 있다. 구동 샤프트(77)는 바람직하게는 중앙 종방향 평면(7)에 대해 대칭적으로 배치되는 두 개의 포지셔닝 장치들(4c) 사이의 연결 샤프트로 형성된다. 이는 좌측 및 우측의 포지셔닝 장치들(4c)의 동기 작동을 보장한다.
제2 지지부(59c)는 제4 지지부(61c)를 중심으로 하는 제2 링크 레버(75)의 선회에 의해 사점 위치를 통해 안내될 수 있다. 이 경우 사점 위치는 정확히 제2 지지부(59c)가 제1 지지부(56c)에서부터 제4 지지부(61c)까지의 연결 라인 상에 위치할 때 취해진다.
공기 안내 장치(2)의 선회 가능성을 제한하기 위해, 변위 가능한 정지 요소(79)가 구비된다. 정지 요소(79)는 제1 링크 레버(74)가 정지 요소(79)에 지지되는 단부 위치를 규정한다. 더구나, 제2의 상응하는 정지 요소가 바람직하게는 제2 단부 위치를 규정하기 위해 구비된다.
공기 안내 장치(2)의 받음각(wA)은 제4 지지부(61c)를 중심으로 하는 제2 링크 레버(75)의 선회에 의해 조정될 수 있다.
이하에서는 도16을 참조하여 본 발명의 제5 실시예가 설명된다. 동일한 부품들에는 전술한 실시예와 동일한 도면 부호를 부여하였으므로, 상기 도면 부호들에 대한 설명을 참조하기로 한다. 기능적으로 동일하지만 구조적으로 상이한 부품들에는 뒤에 d가 따르는 동일한 도면 부호들이 부여된다. 제5 실시예에서, 전개 장치들(3d)의 전기 모터(6)가 하우징(15d)에 통합된다. 이 실시예에서, 구동 샤프트 축(10d)은 스핀들 축(13)에 평행하게 정렬된다. 전기 모터(6)에 의해 구동될 수 있는 구동 샤프트(8)는 전기 모터(6) 반대쪽에 단부에서 하우징(15d)에 지지된다. 구동 샤프트(8)에는 구동 톱니형 휠(80)이 구비된다. 구동 톱니형 휠은 피동 톱니형 휠(81)에 맞물린다. 구동 톱니형 휠(80)과 피동 톱니형 휠(81)은 기어 장치(9d)를 형성한다. 피동 톱니형 휠(81)은 스핀들(12)에 회전 불가능하게 연결된다. 이 실시예에서, 각도 조정 장치는 전술한 실시예들 중의 하나에 상응하는 방식으로 형성된다.

Claims (15)

  1. 자동차의 공기 안내 장치(2)를 조정하기 위한 장치(1; 1a; 1b; 1c; 1d)이며,
    상기 장치는:
    a. 제1 선형축을 규정하는 제1 스핀들과; 제1 축에 대해 제1 스핀들을 회전시키기 위한 제1 구동부와; 제1 위치에서 공기 안내 장치에 대해 선회 가능하게 지지되는 제1 단부를 갖고 제1 스핀들과 나사 결합되는 제1 스핀들 너트를 가짐으로써, 제1 지지부를 제1 축에 대해 평행하게 그리고 선형으로 이동시켜 공기 안내 장치(2)의 선형 전개를 조정하도록 제1 구동부가 제1 스핀들을 회전시킴에 따라 제1 스핀들 너트가 제1 스핀들을 따라 이동하는 하나 이상의 제1 지지부를 구비한,
    하나 이상의 선형 조정 장치(3; 3d)와,
    b. 제2 선형축을 규정하는 제2 스핀들과; 제2 축에 대해 제2 스핀들을 회전시키기 위한 제2 구동부와; 제1 위치로부터 떨어진 제2 위치에서 공기 안내 장치에 대해 선회 가능하게 또는 회전 가능하게 지지되는 단부를 갖고 제2 스핀들과 나사 결합되는 제2 스핀들 너트를 가짐으로써, 공기 안내 장치의 받음각을 조정하기 위해 제2 지지부를 제1 지지부에 대해 이동하도록 제2 구동부가 제2 스핀들을 회전시킴에 따라 제2 스핀들 너트가 제2 스핀들을 따라 이동하는 하나 이상의 제2 지지부를 구비하고, 제1 지지부와 함께 선형 운동을 하기 위해 제1 지지부에 지지되는,
    하나 이상의 각도 조정 장치(4; 4a; 4b; 4c)를 포함하는,
    자동차의 공기 안내 장치를 조정하기 위한 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조정 장치들(3, 4; 4a; 4b; 4c; 3d)은 서로 독립적으로 작동 가능한 것을 특징으로 하는, 자동차의 공기 안내 장치를 조정하기 위한 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 조정 장치들(3, 4; 4a; 4b; 4c; 3d) 중 하나 이상은 무단의 중간 위치에 로킹될 수 있는 것을 특징으로 하는, 자동차의 공기 안내 장치를 조정하기 위한 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    하나 이상의 선형 조정 장치(3; 3d) 뿐만 아니라 하나 이상의 각도 조정 장치(4; 4a; 4b; 4c)는 무단의 중간 위치에 로킹될 수 있는 것을 특징으로 하는, 자동차의 공기 안내 장치를 조정하기 위한 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    조정 장치들(3, 4; 4a; 4b; 4c; 3d) 중 하나 이상은 하나 이상의 스핀들 액추에이터(25, 40)를 갖는 것을 특징으로 하는, 자동차의 공기 안내 장치를 조정하기 위한 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    하나 이상의 각도 조정 장치(4; 4a; 4b)는 하나 이상의 선형 조정 장치(3; 3d)에 통합되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 공기 안내 장치를 조정하기 위한 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    하나 이상의 각도 조정 장치(4c)는 공기 안내 장치(2)에 통합되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 공기 안내 장치를 조정하기 위한 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    하나 이상의 조정 장치(3, 4; 4a; 4b; 4c; 3d)는 이중으로 지지된 스핀들(12)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 자동차의 공기 안내 장치를 조정하기 위한 장치.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 하나 이상의 각도 조정 장치(4; 4a; 4b; 4c)는 선형 운동을 선회 운동으로 전환시키기 위한 하나 이상의 운동학적 메커니즘(50)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 자동차의 공기 안내 장치를 조정하기 위한 장치.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    하나 이상의 조정 장치(3, 4; 4a; 4b; 4c; 3d)는 서로 이격된 2개 이상의 연결 지점들을 통해 상기 공기 안내 장치(2)에 연결되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 공기 안내 장치를 조정하기 위한 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    공기 안내 장치(2)에 대한 각도 조정 장치(4; 4a; 4b; 4c)의 연결 지점들은 서로 가변 거리에 있는 것을 특징으로 하는, 자동차의 공기 안내 장치를 조정하기 위한 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    보상 장치(49; 50a; 50b; 50c)가 상기 연결 지점들 사이의 거리 변동을 보상하기 위해 제공되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 공기 안내 장치를 조정하기 위한 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 보상 장치는 연장 구멍(49), 멀티레버 조인트(50a; 50c) 또는 편심기(68)로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 공기 안내 장치를 조정하기 위한 장치.
  14. d. 자동차용 공기 안내 장치(2)와,
    e. 상기 공기 안내 장치의 조정을 위해 힘 전달 방식으로 공기 안내 장치에 연결되는 제1항 또는 제2항에 따른 장치(1)
    를 포함하는 시스템.
  15. 제1항 또는 제2항에 따른 공기 안내 장치를 구비한 자동차.
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