DE10015978A1 - Anordnung zur Verstellung einer Klappe in einem Luftführungskanal einer Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Abstract

Es wird eine Anordnung zur Verstellung einer Klappe für einen Luftführungskanal einer Heiz- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges beschrieben mit einem Antriebsmotor (16, 116) und einer Kulissenführung, in die ein Zapfen (24, 124) eingreift, der in Wirkverbindung mit der um eine Achse (A) schwenkbar gelagerten Klappe (12, 112) steht. Um die Anordnung zu vereinfachen und kompakt auszubilden, wird vorgeschlagen, daß mittels des Antriebsmotors (16, 116) über eine Gewindestange (20, 120) ein durch eine axiale Führung (26, 126) geführter Zapfen (24, 124) in Achsrichtung betätigbar ist und daß der Zapfen (24, 124) in die Kulissenführung eingreift und die Kulissenführung drehfest mit der Klappe (12, 112) verbunden ist. Durch diese Bauart ergibt sich ein kompakter Klappenverstellantrieb, der äußerst einfach aufgebaut ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verstellung einer Klappe in einem Luftführungskanal einer Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges mit einem Antriebsmotor und einer von diesem bewegten Kulissenführung, in die ein Zapfen eingreift, der in Wirkverbindung mit der auf einer Achse schwenkbar gelagerten Klappe steht.

Anordnungen dieser Art sind aus dem DE-GM 90 05 778 bekannt. Dort hat man einen drehbaren Führungszylinder mit über seinen gesamten Umfang verlaufenden kulissenartigen Nuten vorgesehen. Dieser Führungszylinder wird durch einen Elektromotor bewegt, und er nimmt Zapfen von schwenkbar gelagerten Winkelhebeln auf, deren freie Ende wiederum mit einem Bow­ denzug zur Verstellung der Klappe in Verbindung stehen.

Ähnliche Ausgestaltungen sind auch aus der DE 31 38 672 A1 bekannt, wo ebenfalls die Bowdenzüge zur Verstellung von Klappen über dort von Hand drehbare Zylinder verstellbar sind, die auf dem Umfang Kulissenführungen eingearbeitet haben, in welche die Zapfen von Gleitstücken eingreifen, die wiederum mit den Bowdenzügen verbunden sind.

Solche Anordnungen sind verhältnismäßig aufwendig, denn sie machen die Anordnung von Bowdenzügen oder von Verstellhebeln notwendig, deren Anordnung auch im Hinblick auf die in der Regel beengten Platzverhältnisse beim Einbau solcher Verstellanordnungen aufwendig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art konstruktiv wesentlich einfacher auszubilden, um dadurch den Aufwand für Bowdenzüge zu sparen und die Anordnung insbesondere kompakt auszubilden.

Die Erfindung besteht bei einer Anordnung der eingangs genannten Art darin, daß mittels des Antriebsmotors über eine Gewindestange ein durch eine axiale Führung geführter Zapfen in Achsrichtung betätigbar ist und daß der Zapfen in die Kulissenführung eingreift und die Kulissenführung drehfest mit der Klappe verbunden ist.

Durch diese Ausgestaltung wird die Anordnung von Bowdenzügen überflüs­ sig. Mit der Erfindung ist eine Anordnung geschaffen, die nur wenige Bau­ teile benötigt, dennoch aber in einfacher Weise zuverlässig arbeitet. Bei Einsatz der erfindungsgemäßen Anordnung kann auf Betätigungshebel und sonstige Kinematiken, die zur Betätigung von Klappen bisher eingesetzt wurden, verzichtet werden. Dadurch wird erheblich Bauraum eingespart, so daß die Heizungs- oder Klimaanlage insgesamt kompaktere Ausmaße auf­ weist, was in heutigen Automobilen, deren Aussenabmessungen klein bei dennoch großen Innenraummaßen sein sollen, einen entscheidenden Vorteil bedeuten kann. Da in der erfindungsgemäßen Ausgestaltung Antriebsmoto­ ren ohne zusätzliche Getriebe eingesetzt werden können, werden auch Ko­ stenvorteile erreicht.

In einer konstruktiv einfachen Ausgestaltung der Erfindung treibt der An­ triebsmotor die Gewindestange an. Auf die Gewindestange ist der Zapfen aufgeschraubt, so daß durch Drehen der Gewindestange der Zapfen axial betätigt werden kann.

Wenn die Kulissenführung durch eine Nut gebildet ist, die auf einer Innen­ seite einer Nabe der Klappe angeordnet ist, ist die Kulissenführung unmit­ telbar in die Klappe integriert, wodurch Einzelteile vermieden werden.

Vorteilhafterweise ist in Weiterbildung der Erfindung die Nabe als eine Hülse ausgebildet, deren Länge mindestens der Breite der Klappe entspricht. Die Klappe ist dann stabil gelagert.

Da das Einbringen einer Nut in die Nabe der Klappe unter Umständen auf­ wendig sein kann, ist in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung die Ku­ lissenführung durch eine in einer Führungshülse eingebrachte Führungsnut gebildet und die Führungshülse drehfest mit der Klappe verbindbar, vor­ zugsweise in die Nabe der Klappe formschlüssig einsteckbar. Dann kann beispielsweise die Klappe im Spritzgußverfahren hergestellt werden ohne das Entformungsprobleme auftreten. Der gesamte Antriebsmechanismus wird in der Montage in einfachster Weise in die Klappe axial eingesteckt.

Vorteilhafterweise sind in dieser Ausführungsform die Gewindestange und der Zapfen zur Reduzierung der Teilevielfalt einstückig ausgebildet. Ein Rotor des Antriebsmotors treibt die drehfest geführte Gewindestange in axialer Richtung an.

In Weiterbildung der Erfindung kann die Nut wendelförmig verlaufen. Durch den Verlauf der Nut kann fast jede beliebige Klappenbewegung in Bezug auf insbesondere Drehgeschwindigkeit, Drehwinkel, Drehmoment, realisiert werden.

Damit der Antriebsmotor und die axiale Führung drehfest gehalten sind, sind diese vorteilhafterweise mit einem Gehäuse der Heizungs- oder Klimaanlage verbindbar.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung dar­ gestellt und wird im folgenden erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt einer schematisch dargestellten, erfindungs­ gemäßen Verstellanordnung;

Fig. 2 einen Querschitt entlang der Linie II-II aus Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt einer zweiten Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Verstellanordnung;

Fig. 4 einen Querschitt entlang der Linie IV-IV aus Fig. 3;

In einer ersten in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Anordnung 10 zur Verstellung einer um eine Achse A schwenkbar gelagerten Klappe 12 in einem Luftführungskanal 14 einer Hei­ zungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges ist ein Antriebsmotor 16 vorgesehen, der an einem Gehäuse 18 der Heizungs- oder Klimaanlage au­ ssenseitig festlegbar ist. Der Antriebsmotor 16 treibt eine Gewindestange 20, auf die eine Betätigungsmutter 22 aufgeschraubt ist. Die Betätigungs­ mutter 22 weist einen Zapfen 24 auf und ist in einer Führung 26, die vor­ zugsweise an dem Motor 16 und/oder an dem Gehäuse 18 festgelegt ist, axial geführt. Die Betätigungsmutter 22 mit dem Zapfen 24 kann sich gegen­ über dem Gehäuse 18 bzw. dem Motor 16 somit nicht verdrehen, so daß der Zapfen 24 beim Drehen der Gewindestange 20 sich in Achsrichtung A be­ wegt.

Die Klappe 12 weist eine Nabe 28 auf, die als Hülse 30 ausgebildet ist, de­ ren Länge mindestens der Breite der Klappe 12 entspricht. Mittels der Hülse 30 ist die Klappe 12 in geeigneter, nicht näher dargestellter Weise schwenkbar gelagert. An der einen, in der Zeichnung gezeigten Seite, an der sich auch die erfindungsgemäße Anordnung befindet, kann die Klappe 12 auf der Führung 26 gelagert sein, so daß die Führung 26 eine Lagerwelle für die Klappe 12 bildet.

Auf der Innenseite der Hülse 30 weist die Klappe 12 eine Nut 32 auf, in die der Zapfen 24 eingreift, so daß die Nut 32 eine den Zapfen 24 führende Ku­ lissenführung bildet. Bei Betätigung des Motors 16 wird die Gewindestange 20 gedreht und der Zapfen 24, der sich nicht verdrehen kann, in Achsrich­ tung verschoben. Da der Zapfen 24 aber auch in der Nut 32 geführt ist, wird je nach dem Verlauf der Nut 32 die Klappe 12 verschwenkt. Zum besseren Verständnis ist in Fig. 2 die Nut 32 gestrichelt eingezeichnet.

In den Fig. 3 und 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungs­ gemäßen Anordnung zur Verstellung einer Klappe dargestellt. Die Bezugs­ zeichen in Bezug auf das zweite Ausführungsbeispiel entsprechen im we­ sentlichen den Bezugsziffern des ersten Ausführungsbeispieles aus den Fig. 1 und 2, allerdings jeweils um 100 erhöht.

Der Antriebsmotor 116 zur Verstellung der um die Achse A schwenkbar ge­ lagerten Klappe 112 ist wiederum an dem Gehäuse 118 der Heizungs- oder Klimaanlage außenseitig festlegbar. Der Antriebsmotor 116 weist einen Ro­ tor 117 mit einem Innengewinde 119 auf. In das Innengewinde 119 ist die Gewindestange 120 eingeschraubt. Die Gewindestange 120 weist vorzugs­ weise an ihrem freien Ende wenigstens einen Zapfen 124 auf. Die Gewin­ destange 120 ist in geeigneter, nicht dargestellter Weise in einer nur sche­ matisch angedeutete Führung 126 axial geführt, so daß sich die Gewindest­ ange 120 selbst nicht verdrehen kann, so daß der Zapfen 124 beim Drehen des Rotors 117 zusammen mit der Gewindestange 120 sich in Achsrichtung A, also in Richtung des Doppelpfeils 125, bewegen kann.

Weiter weist die Anordnung 110 eine Führungshülse 130 auf, die beispiels­ weise an dem Antriebsmotor 116 axial festgelegt, aber dennoch drehbar gelagert ist. Die Führungshülse 130 weist eine Führungsnut 132 auf, in die der Zapfen 124 eingreift und somit als Kulissenführung dient. An ihrem einen vorzugsweise dem Antriebsmotor 116 zugewandten Ende 131 ist die Füh­ rungshülse 132 unrund, vorzugsweise mehreckig, beispielsweise sechsec­ kig, ausgebildet. Die Nabe 128 der Klappe 112 ist zumindest an ihrem dem Antriebsmotor 160 zugewandten Ende der Form des Endes 131 der Füh­ rungshülse 130 entsprechend ausgebildet, so daß das Ende 131 der Füh­ rungshülse 130 formschlüssig in die Nabe 128 einsteckbar ist, so daß die Klappe 112 mit der Führungshülse 130 drehfest verbunden ist.

Zum Betätigen der Klappe 112 wird beim Betätigen des Antriebsmotors 116 dessen Rotor 117 gedreht, wodurch die Gewindestange 120 mit ihrem Zap­ fen 124 sich ausschließlich in axialer Richtung 125 bewegt. Durch die axiale Bewegung des Führungszapfens 124 in Richtung 125 wird die axial festliegende Führungshülse 130 entsprechend der Führungsnut 132 verdreht, wo­ durch gleichzeitig die mit der Führungshülse 130 drehfest verbundene Klap­ pe 112 verschwenkt wird.

Der Verlauf der Nut 32 bzw. 132 könnte beispielsweise wendelförmig sein. Dann wird einer bestimmten Anzahl Umdrehungen der Gewindestange 20 bzw. 120 ein bestimmter Schwenkwinkel der Klappe 12 bzw. 112 entspre­ chen. Je nach Steigung der Wendel wird der Schwenkwinkel größer oder kleiner sein. Auf diese Weise lassen sich in einfachster Weise fast beliebige Klappenbewegung in Bezug auf insbesondere Drehgeschwindigkeit, Dreh­ winkel, Drehmoment, realisieren.

Claims (9)

1. Anordnung zur Verstellung einer Klappe in einem Luftführungskanal einer Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges mit einem Antriebsmotor (16, 116) und einer Kulissenführung, in die ein Zapfen (24, 124) eingreift, der in Wirkverbindung mit der um eine Achse (A) schwenkbar gelagerten Klappe (12, 112) steht, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mittels des Antriebsmotors (16, 116) über eine Gewin­ destange (20, 120) ein durch eine axiale Führung (26, 126) geführter Zapfen (24, 124) in Achsrichtung betätigbar ist und daß der Zapfen (24, 124) in die Kulissenführung eingreift und die Kulissenführung drehfest mit der Klappe (12, 112) verbunden ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der An­ triebsmotor (16) die Gewindestange (20) antreibt und auf die Gewin­ destange (20) der Zapfen (24) aufgeschraubt ist, so daß durch Drehen der Gewindestange (20) der Zapfen (24) axial beweglich ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ku­ lissenführung durch eine Nut (32) gebildet ist, die auf einer Innenseite einer Nabe (28) der Klappe (12) angeordnet ist.

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (28) als eine Hülse (30) ausgebildet ist, deren Länge minde­ stens der Breite der Klappe (12) entspricht.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ku­ lissenführung durch eine in einer Führungshülse (130) eingebrachte Führungsnut (132) gebildet ist und die Führungshülse (130) drehfest mit der Klappe (112) verbindbar ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Füh­ rungshülse (130) in die Nabe (128) der Klappe (112) formschlüssig einsteckbar ist.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindestange (120) und der Zapfen (124) einstückig ausgebildet sind und ein Rotor (117) des Antriebsmotors (116) mit Innengewinde (119) die drehfest geführte Gewindestange (120) in axialer Richtung (125) antreibt.

8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Nut (32) bzw. Führungsnut (132) wendelförmig verläuft.

9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Antriebsmotor (16, 116) mit einem Gehäuse (18, 118) der Heizungs- oder Klimaanlage verbindbar ist.