DE10059872A1 - Kraftübertragungsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Kraftübertragungsvorrichtung, insbesondere für einen Klappenantrieb in einer Heiz-, Belüftungs- und/oder Klimaanlage eines Fahrzeuges, umfassend zumindest zwei zu koppelnde Einrichtungen (10, 20) und eine Kopplungseinrichtung (1; 1, 2, 3, 4; 1, 2, 3, 6), die zumindest ein längliches flexibles Teil (1, 3) aufweist, wobei das längliche flexible Teil (1, 3) mit zumindest einer der zu koppelnden Einrichtungen (10, 20) durch ein gewähltes Fügeverfahren stoffschlüssig verbunden ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Kraftübertragungsvorrichtung und insbe­ sondere eine Kraftübertragungsvorrichtung für einen Klappenantrieb in einer Heiz-, Belüf­ tungs- und/oder Klimaanlage eines Fahrzeuges, z. B. in der Form eines Bandkompaktgetrie­ bes.

Bisher wurden Klappenantriebe über weitgehend starre Kopplungselemente z. B. in der Form von Drehgelenken und/oder Zug-Schubelementen realisiert, oder mittels komplexer Getriebe­ anordnungen wie z. B. Zahnradgetriebeanordnungen dargestellt.

Kraftübertragungsvorrichtungen mit flexiblen Kraftübertragungselementen sind ebenfalls in der Form von Bauden- oder Seilzügen bekannt, wobei alternativ Endlosbänder zum Einsatz kommen, die mittels Kraftschluß z. B. mit Riemenscheiben in Eingriff stehen. Sogenannte Baudenzüge, können die Kraft von einer Beaufschlagungseinrichtung zu einer anzutreibenden Einrichtung übertragen, wobei üblicherweise die Beaufschlagungseinrichtung oder die zu beaufschlagende Einrichtung mittels einer Feder oder anderen geeigneten Mitteln in einer der Positionen vorgespannt ist.

Um eine wohldefinierte Positionierung zwischen der Beaufschlagungseinrichtung und der zu beaufschlagenden Einrichtung zu erzielen, wurde unter anderem auch versucht einen form­ schlüssigen Eingriff darzustellen. Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 15 08 231 ist bei­ spielhaft eine Krafrübertragungsvorrichtung bekannt, die zwei Zahnräder umfasst, welche in Aussparungen in einem als Übertragungselement dienenden Metallendlosband eingreifen.

Ferner ist aus der DE-C1-40 02 619 eine Kraftübertragungsvorrichtung bekannt, bei der ein Endlosband mehrere drehbare Elemente umschlingt, wobei an zumindest einer der drehbaren Einrichtungen eine Fixiereinrichtung vorgesehen ist, um das Endlosband bezüglich des in Frage stehenden drehbaren Körpers zu fixieren. In der dargestellten Ausführungsform umfasst diese Fixiereinrichtung eine Spannschraube mittels welcher ein Verrutschen des Bandes be­ züglich der Riemenscheibe verhindert werden kann.

Schließlich ist aus der DE-C2-38 38 018 eine Kraftübertragungsvorrichtung bekannt, die von der Funktionalität einem Endlosband entspricht, jedoch ebenfalls eine exakte Relativpositio­ nierung zwischen Antriebselement und Abtriebselement dadurch gewährleistet, dass jeweils Endabschnitte von einem Band an definierten Positionen mit wahlweise der Antriebseinrich­ tung und/oder der Abtriebseinrichtung formschlüssig in Eingriff bringbar ist.

Sämtlichen bekannten Lösungen wohnt der Nachteil inne, dass eine hohe Anzahl an Bauteilen mit hohem Werkstoffeinsatz erforderlich sind, wobei der Montageaufwand und die Komple­ xität der Lösungen sich üblicherweise erhöhen, wenn eine relativ geringe Beabstandung zwi­ schen Antriebseinrichtung und Abtriebseinrichtung vorliegt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, den Werkstoffeinsatz und die Anzahl an Bauelementen, sowie die Komplexität der Gesamtvorrichtung zu reduzieren.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Kraftübertragungsvorrichtung, insbesondere für einen Klappenantrieb in einer Heiz-, Belüftungs- und/oder Klimaanlage eines Fahrzeuges mit zumindest zwei zu koppelnden Einrichtungen und einer Kopplungseinrichtung, die zu­ mindest ein flexibles Teil umfasst, dadurch gelöst, dass das längliche flexible Teil mit zumin­ dest einer der zu koppelnden Einrichtungen stoffschlüssig verbunden ist. Anders ausgedrückt wird bereits bei der Herstellung der Einzelkomponenten der Vorrichtung eine Montageeinheit aus Kopplungseinrichtung und zumindest einer der zu koppelnden Einrichtungen gebildet, so dass der in-situ Montageaufwand und die involvierte Teilezahl reduziert ist, während die z. B. mittels Fügeverfahren oder durch Anspritzen erhaltene stoffschlüssige Verbindung eine hohe Kraftübertragung bei definierter Relativpositionierung erlaubt.

Vorteilhafterweise umfasst die Kopplungseinrichtung zumindest zwei längliche flexible Teile, von denen zumindest eines mit zumindest einer der zu koppelnden Einrichtungen stoffschlüs­ sig verbunden ist. Durch das Bereitstellen von zumindest zwei länglichen flexiblen Teilen kann beispielhaft die Funktionalität eines Endlosbandes dargestellt werden, z. B. eine Drehmomentsübertragung in beiden Richtungen, wobei eine Relativpositionierung zwischen Kopplungseinrichtung und der oder den zu koppelnden Einrichtungen neben der zumindest einen stoffschlüssigen Verbindung mittels weiteren stoffschlüssigen Verbindungen, kraft­ schlüssigen Verbindungen und/oder formschlüssigen Verbindungen erzielt werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist zumindest ein Teil der Kopplungseinrichtung mit jeweils zumindest einem Paar der zu koppelnden Einrichtungen stoffschlüssig verbunden, so dass eine im wesentlichen einstückige Montageanordnung aus den zu koppelnden Einrichtun­ gen und der Kopplungseinrichtung gebildet wird. Diese spezielle Ausgestaltung ermöglicht es somit die erforderliche Teilezahl und den anstehenden Montagebedarf weiter zu verringern, wobei auch durch die im Herstellungsverfahren erzielten Positionierungen eine nachträgliche Justierung der involvierten Luftklappen nach der Montage entfallen kann.

Vorteilhafterweise grenzt an zumindest einem stoffschlüssigen Verbindungsbereich eine Ma­ terialaussparung in dem zu koppelnden Element an. Solch eine Materialaussparung ermög­ licht es die stoffschlüssige Verbindung vor der Montage zu kontrollieren, wobei sie ebenfalls ggf. im Herstellungs-, Anspritz- oder Fügeverfahren auftretendes überschüssiges Material aufnehmen kann.

Insbesondere bevorzugt grenzen an einen stoffschlüssigen Verbindungsbereich zwei Mate­ rialaussparungen an, so dass ein größenmäßig exakt definierbarer Verbindungsbereich darge­ stellt werden kann. Wenn es sich beispielhaft um ein Fügeverfahren oder um ein Anspritzen eines Kunststoffbandes an ein Kunststoffrad oder eine Kunststoffachse handelt, so kann durch das Vorsehen von zwei angrenzenden Aussparungen sichergestellt werden, dass eine stoffschlüssige Verbindung nur an der gewünschten Stelle auftritt. Es ist zu erwähnen, dass die beidseitigen Aussparungen auch dadurch entstehen können, dass vor Anwendung des Fü­ geverfahrens oder des Anspritzens eine Aussparung in dem zu koppelnden Element vorgese­ hen ist, in welcher dann anschließend Material für die stoffschlüssige Verbindung eingebracht wird.

Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist zumindest eine Materialaussparung zur formschlüssigen Verbindung mit zumindest einem Teil der Kopplungseinrichtung in zumin­ dest einer der zu koppelnden Einrichtungen ausgebildet. Hierbei kann es sich sowohl um eine Materialaussparung handeln, die an die stoffschlüssige Verbindung angrenzt, als auch um eine separat ausgebildete Materialaussparung. Durch diese Ausführungsform ist es möglich, in einer Kraftübertragungsvorrichtung sowohl stoffschlüssige Verbindungen als auch form­ schlüssige Verbindungen vorzusehen. Beispielhaft könnte an ein zu koppelndes Element ein bandartiges Kopplungselement angespritzt werden, wonach bei der Montage mittels Form­ schluss die Kopplung bezüglich des anderen zu koppelnden Teiles erzielt wird. Alternativ wäre es auch möglich ein Teil der Kopplungseinrichtung mittels Stoffschluss mit beiden zu koppelnden Einrichtungen zu verbinden, während ein weiteres Teil der Kopplungseinrichtung mittels Formschluss mit den zu koppelnden Einrichtungen verbunden wird.

Vorteilhafterweise ist die z. B. durch ein Fügeverfahren oder durch Anspritzen erhaltene stoffschlüssige Verbindung in einem Endbereich des oder der Teile der Kopplungseinrichtung vorgesehen. Durch das Vorsehen der stoffschlüssigen Verbindung in einem Endbereich kann es in einfacher Weise vermieden werden, dass diese abstehen, wobei auch eine Mehrfachum­ schlingung von einer der zu koppelnden Einrichtungen einfach dargestellt werden kann, ohne dass eine starke Faltung oder Biegung des Kopplungselementes auftreten würde.

Alternativ und/oder ergänzend hierzu kann die stoffschlüssige Verbindung auch in einem mittleren Bereich des oder der Teile der Kopplungseinrichtung vorgesehen sein. Beispielhaft wäre es also für die Anwendung von zwei zu koppelnden Einrichtungen möglich, das Kopp­ lungselement im wesentlichen mittig an einer der zu koppelnden Einrichtungen anzubringen, z. B. zu verschweißen, zu verkleben oder spritztechnisch im Herstellungsverfahren miteinan­ der zu verbinden, wonach die beiden gleich langen Enden der Kopplungseinrichtung mit der anderen zu koppelnden Einrichtung in Eingriff zu bringen sind, und zwar entweder mittels Kraftschluss, Formschluss oder anderer geeigneter Mittel.

Alternativ zum Vorsehen des stoffschlüssigen Verbindungsbereiches im Endbereich oder in einem mittleren Bereich der Kopplungseinrichtung kann es sich bei der Kopplungseinrichtung auch um ein Endlosband handeln, wobei eine stoffschlüssige, z. B. mittels Anspritz- und/oder Fügeverfahren erhaltene Verbindung an geeigneten Stellen mit einer oder mehreren der zu koppelnden Einrichtungen vorgesehen werden kann.

Schließlich ist es bevorzugt, dass die stoffschlüssige Verbindung aus einem spritztechnischen Verfahren, einer Verschweißung, einer Verlötung und/oder einer Verklebung resultiert. Somit ist es beispielhaft möglich, das Kopplungsemelent an eines der zu koppelnden Elemente anzu­ spritzen, eine thermische Verschmelzung für den Fall von Kunststoffteilen vorzusehen und/oder zwischen Kopplungselement und zu koppelndem Element eine Verklebung anzu­ denken.

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass sich durch das Vorsehen einer durch ein Her­ stellungs-, Anspritz- und/oder Fügeverfahren erhaltenen stoffschlüssigen Verbindung die er­ forderliche Teileanzahl und der erforderliche Montageaufwand reduzieren lassen, wobei sich auch eine Überprüfung des Eingriffes zwischen Kopplungselement und zu koppelnden Ele­ mentes leichter und vorab durchführen lässt.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich ferner aus der fol­ genden lediglich beispielhaft angegebenen Beschreibung einiger derzeit bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, welche auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug nimmt, in welchen gilt:

Fig. 1 zeigt eine erste bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kraftübertra­ gungsvorrichtung während der Montage und nach der Montage.

Fig. 2 zeigt eine zweite bevorzugte Ausführungsform.

Fig. 3 zeigt eine dritte bevorzugte Ausführungsform ähnlich zu einer Darstellung von Fig. 1, d. h. vor der Montage und nach der Montage.

Fig. 4 zeigt in analoger Darstellung zu den Fig. 1 und 3 eine vierte bevorzugte Ausfüh­ rungsform einer erfindungsgemäßen Kraftübertragungsvorrichtung.

Fig. 5 zeigt eine Weiterbildung zu der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform.

Fig. 6 zeigt eine weitere Perfektionierung der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform soll ein erstes zu koppelndes Element 10 mit einer Klappe 12 mit einem zweiten zu koppelndem Element 20 mit einer weiteren Klappe 22 derart verbunden werden, dass eine Kraftübertragung möglich ist. Bei den zu koppelnden Elementen 10, 20 kann es sich um Achsen, Achsadapter oder Teil der Klappe selbst und/oder ähnliches handeln. In der dargestellten Ausführungsform müssen bei der Montage lediglich zwei Teile montiert werden. Hierbei handelt es sich um das erste zu koppelnde Element 10 an welches ein Band 1, 2, 3, 4 beim Bezugszeichen 14 angespritzt ist. Wie mit gestrichelten Li­ nien angedeutet können also die zu koppelnden Elemente 10, 20 in ihren gewünschten Posi­ tionen angeordnet werden, wonach die Enden 2 und 4 der Bänder 1 und 3 an das zweite zu koppelnde Element 20 angekoppelt werden, indem die Enden 2, 4 in entsprechend ausgebil­ dete Aussparungen 21, 23 in dem zweiten zu koppelnden Element 20 gebracht werden.

Nach der Montage besteht somit die bereits vor der Montage vorliegende stoffschlüssige Ver­ bindung in einem mittleren Bereich des Kopplungselementes 1, 2, 3, 4 und eine jeweils form­ schlüssige Verbindung bezüglich der Endbereiche 2, 4 mit dem zweiten zu koppelnden Ele­ ment 20. Erwähnenswert sind bei dieser Ausführungsform noch die Materialaussparungen 15, 17, die an dem ersten zu koppelnden Element 10 vorliegen, die eine Überprüfung des stoff­ schlüssigen Verbindungsbereiches 14 vor der Montage ermöglichen. Ferner erlauben es diese Materialaussparungen 15, 17 einen größenmäßig definierten Verbindungsbereich zu schaffen, wobei zusätzlich der Vorteil bestehen kann, dass eine gewisse Elastizität des Verbindungsbe­ reiches 14 oder auch eine Sollbruchstelle vorliegen kann. Wenn also die Bewegung einer der Klappen 12, 22 gehemmt ist, so würde bei einer Kraftbeaufschlagung die stoffschlüssige Ver­ bindung aufbrechen, ohne dass die Klappe 12, 22 beschädigt würde. Zu Wartungszwecken wäre es also ausreichend, die Kraftübertragungsvorrichtung auseinander zu bauen um die stoffschlüssige Verbindung wieder herzustellen.

In Fig. 2 ist die bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kraftübertragungs­ vorrichtung als Bandkompaktgetriebe dargestellt. Hierbei soll, wie bei der in Fig. 1 darge­ stellten Ausführungsform ein Drehmoment zwischen dem zu koppelnden Elementen 10, 20 realisiert werden. Zu diesem Zweck ist ein die zu koppelnden Elemente 10, 20 umschlingen­ des Endlosband vorgesehen, welches mittels eines geeigneten Fügeverfahrens jeweils mit den zu koppelnden Elementen 10, 20 stoffschlüssig bei den Bezugszeichen 14, 24 verbunden. Bei dieser Ausführungsform sind wiederum angrenzend an die stoffschlüssigen Verbindungsbereiche 14, 24 Materialaussparungen 15, 17 und 25, 27 in den zu koppelnden Elementen 10 bzw. 20 ausgebildet.

Bei den in Fig. 3 gezeigten Ausführungsformen ist vor der Montage jedes der zu koppelnden Elemente 10, 20 mit jeweils mit einem Teil 1, 2 bzw. 3, 4 der Kopplungseinrichtung durch ein geeignetes Fügeverfahren stoffschlüssig verbunden. Nach Anordnung der zu koppelnden Element 10, 20 in den jeweils gewünschten Positionen genügt es also die jeweils freien Enden der Bänder mit den jeweils zu koppelnden Einrichtungen durch Formschluss in Eingriff zu bringen, um die endgültige Kopplung darzustellen. In der gezeigten Ausführungsform werden die Materialaussparungen in den jeweiligen zu koppelnden Elementen für den formschlüssi­ gen Eingriff durch die Materialaussparungen ausgebildet, die an dem stoffschlüssigen Ver­ bindungsbereich 14 bzw. 24 angrenzen. Diese Ausführungsform ermöglicht es somit in dem Fall, in dem man für den stoffschlüssigen Verbindungsbereich eine gewisse Elastizität vor­ sieht, bei übermäßiger Kraftbeaufschlagung die jeweiligen formschlüssigen Kopplungen auf­ zuheben, so dass es nach einer Überbeanspruchung der erfindungsgemäßen Kraftübertra­ gungsvorrichtung ausreichen würde, die formschlüssigen Kopplungsstellen wiederherzustel­ len.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform umfasst das Kopplungselement ein Band 3, welches mit seinen jeweiligen Enden stoffschlüssig mit den zu koppelnden Elementen 10, 20 verbunden ist. Um eine Drehmomentübertragung zwischen den beiden zu koppelnden Ele­ menten 10, 20 gewährleisten zu können, wäre es möglich die jeweiligen zu koppelnden Ele­ mente z. B. mittels einer Feder vorzuspannen, in der gezeigten Ausführungsform ist jedoch ein weiteres Band 1 vorgesehen, welches bezüglich seiner Enden 2, 6, mittels Formschluss mit den zu koppelnden Elementen 10, 20 verbunden werden kann. Diese Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass bei der Anordnung der zu koppelnden Elemente 10, 20 wäh­ rend der Montage deren Beabstandung durch das an beide zu koppelnden Elemente 10, 20 angespritzte Band 3 exakt definiert ist.

Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform handelt es sich um eine Spezialanwendung der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform, d. h. mit einem Endlosband, welches mittels eines spritztechnischen Verfahrens mit beiden zu koppelnden Elementen 10, 20 verbunden ist. Die dargestellte Ausführungsform ermöglicht eine gegenläufige Drehmomentübertragung zwi­ schen den jeweils zu koppelnden Elementen 10 und 20.

Fig. 6 zeigt schließlich, dass auch eine Übersetzung oder Untersetzung mit der erfindungs­ gemäßen Kraftübertragungsvorrichtung möglich ist.

Obwohl die vorliegende Erfindung vorangehend vollständig unter beispielhafter Bezugnahme auf derzeit bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, sollte der Fachmann erkennen, dass verschiedenste Ergänzungen und Erweiterungen möglich sind. Insbesondere können ein­ zelne Merkmale einer Ausführungsform beliebig mit anderen Merkmalen anderer Ausfüh­ rungsformen kombiniert werden.

Weiters ist die vorliegende Erfindung auch nicht auf Ausführungsformen mit lediglich zwei zu koppelnden Elementen beschränkt, sondern kann vielmehr auch auf eine beliebige Vielzahl an zu koppelnden Elementen angewendet werden, insofern zumindest eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der Kopplungseinrichtung und einer der zu koppelnden Einrichtungen besteht. Bezüglich des Verfahrens, aus dem die stoffschlüssige Verbindung resultiert, ist an­ zumerken, dass dieses maßgeblich abhängig von den Materialien der Kopplungseinrichtung und der zu koppelnden Einrichtungen ist, wobei neben der mehrfach angeführten spritztechni­ schen Anspritzung auch andere Verfahren, insbesondere Fügeverfahren zum Einsatz kommen können, wie z. B. eine Verklebung, eine thermische Verschweißung, eine Material involvie­ rende Verschweißung oder auch beliebige Kombinationen von an und für sich bekannten Ver­ fahren zur Erzielung einer stoffschlüssigen Verbindung. Bezüglich der Auswahl und Dimen­ sionierung der stoffschlüssigen Verbindungsbereiche können sowohl eine maximale Bela­ stung als auch eine gewisse Elastizität berücksichtigt werden um eine möglichst ökonomische Reparatur und/oder Wartung zu erlauben.

Claims (10)

1. Kraftübertragungsvorrichtung, insbesondere für einen Klappenantrieb in einer Heiz-, Belüftungs- und/oder Klimaanlage eines Fahrzeuges, mit zumindest zwei zu koppeln­ den Einrichtungen (10, 20) und einer Kopplungseinrichtung (1; 1, 2, 3, 4; 1, 2, 3, 6), die zumindest ein längliches flexibles Teil (1, 3) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das längliche flexible Teil (1, 3) mit zumindest einer der zu koppelnden Einrich­ tungen (10, 20) stoffschlüssig verbunden ist.

2. Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinrichtung (1; 1, 2, 3, 4; 1, 2, 3, 6) zumindest zwei längliche flexible Teile (1, 3) umfasst, von denen zumindest eines mit zumindest einer der zu koppelnden Ein­ richtungen (10, 20) stoffschlüssig verbunden ist.

3. Kraftübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass zumindest ein Teil (1, 3) der Kopplungseinrichtung (1; 1, 2, 3, 4; 1, 2, 3, 6) mit zumindest einem Paar der zu koppelnden Einrichtungen (10, 20) stoffschlüssig verbunden ist.

4. Kraftübertragungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einem stoffschlüssigem Verbindungsbereich (14, 24) eine Materialaussparung (15, 17, 25, 27) in dem zu koppelnden Element (10, 20) angrenzt.

5. Kraftübertragungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einem stoffschlüssigen Verbindungsbereich (14, 24) zwei Materialaussparungen (15, 17, 25, 27) angrenzen.

6. Kraftübertragungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Materialaussparung (11, 21, 23) zur formschlüs­ sigen Verbindung mit zumindest einem Teil (1, 3) der Kopplungseinrichtung (1; 1, 2, 3, 4; 1, 2, 3, 6) in zumindest einer der zu koppelnden Einrichtungen (10, 20) ausgebil­ det ist

7. Kraftübertragungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die stoffschlüssige Verbindung (14, 24) in einem Endbereich des oder der Teile (1, 3) der Kopplungseinrichtung (1; 1, 2, 3, 4; 1, 2, 3, 6) vorgesehen ist.

8. Kraftübertragungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die stoffschlüssige Verbindung in einem mittleren Bereich des oder der Teile (1, 3) der Kopplungseinrichtung (1; 1, 2, 3, 4; 1, 2, 3, 6) vorgesehen ist.

9. Kraftübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Kopplungseinrichtung (1; 1, 2, 3, 4; 1, 2, 3, 6) ein Endlosband ist.

10. Kraftübertragungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die stoffschlüssige Verbindung aus einem spritztechnischen Ver­ fahren, einer Verschweißung, einer Verlötung und/oder einer Verklebung resultiert.