DE4220668C1 - Betätigungsvorrichtung für eine Stellklappe in Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für eine Stellklappe in Kraftfahrzeugen, wie Heizungs- oder Lüftungsklappe, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Betätigungsvorrichtung ist beispielsweise aus der DE-PS 935 597 bekannt. Zur Anpassung des maximalen Betätigungsweges des Betätigungsglieds an den zum Schließen der Stellklappe aus ihrer maximalen Offenstellung heraus erforderlichen Stellweg werden in der Koppelstange im allgemeinen Justierelemente vorgesehen.

Ein solches Justierelement ist beispielsweise aus der DE 29 36 817 C2 bekannt. Es besteht aus zwei miteinander verschraubten koaxialen Teilen im Zuge eines Kraftübertragungsglieds. Der eine Teil ist an einer Betätigungsbrücke angelehnt, der andere Teil ist über eine Schiebeführung mit einem Bowdenzug verbunden. Durch tieferes Einschrauben des einen in den anderen Teil oder weitergehendes Herausschrauben des einen aus dem anderen Teil läßt sich die Länge des Justierelements verändern und damit Toleranzen im Stellweg der Betätigungsbrücke ausgleichen. Solche Justierelemente bedeuten aber zusätzliche Montagezeit und Montagekosten. Äußerst schwierig und aufwendig werden dabei diese Nachstellarbeiten, wenn das Kraftübertragungsglied - wie häufig - verdeckt angeordnet, beispielsweise die Koppelstange zusammen mit der Stellklappe im Heizungskasten untergebracht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungsvorrichtung für eine Stellklappe der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher keine Justierarbeiten erforderlich sind, auftretende Toleranzen im Stellweg der Stellklappe vielmehr automatisch kompensiert werden.

Die Aufgabe ist bei einer Betätigungsvorrichtung für eine Stellklappe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung wird durch die gegenüber dem Stellweg größere Bemessung des Betätigungshubs und durch das federelastische Verbindungsglied zwischen den Stangenteilen der zweiteiligen Koppelstange sichergestellt, daß die Stellklappe immer zuverlässig in ihre Schließstellung überführt wird. Ein danach verbleibender Resthub des Betätigungsglieds wird durch Kompression des elastischen Verbindungsgliedes aufgenommen. Dadurch werden selbst Toleranzen im Stellweg der Stellklappe automatisch ausgeglichen, die erst im Laufe der Zeit und bei längerem Gebrauch der Betätigungsvorrichtung auftreten und bisher regelmäßig zu undichten Stellklappen mit der Notwendigkeit der werkstattseitigen Nachjustierung führten. Solche Undichtigkeiten treten bisher regelmäßig bei Luftabsperrklappen, z. B. Lüftungs- oder Heizungsklappen, auf, die mittels einer Dichtlippe die Luftdurchtrittsöffnung luftdicht absperren. Durch Alterung setzen sich solche Dichtlippen, so daß der Stellweg für die Stellklappe zum luftdichten Schließen der Stellklappe allmählich größer wird. Bei der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung wird das im Schließzustand der Stellklappe komprimierte elastische Verbindungsglied nach Zurücklegen des sich vergrößernden Stellwege etwas weniger komprimiert, wobei es aber immer noch zuverlässig die Dichtlippe auf den Öffnungsrand der Luftdurchtrittsöffnung aufdrückt.

Die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung ermöglicht somit den werkseitigen Einbau der Betätigungsvorrichtung unter jeglichem Verzicht auf Justierung nach der Montage und garantiert darüber hinaus auch langfristig die zuverlässige Dichtheit von als Luftabsperrklappen dienenden Stellklappen.

Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung für eine Stellklappe mit zweckmäßigen Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen angegeben.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das elastisch komprimierbare Verbindungsglied von einem an dem einen Stangenteil angeordneten Kolben, einem an dem anderen Stangenteil angeordneten Führungszylinder, der den Kolben axial verschieblich aufnimmt, und einer am Kolben und am Grund des Führungszylinders sich abstützenden Druckfeder gebildet, die den Kolben an einen Anschlag am Führungszylinder anlegt. Die Vorspannkraft der Druckfeder ist größer bemessen als die zum Schließen der Stellklappe erforderliche Stellkraft, so daß die Feder über den gesamten Stellweg steif bleibt und sich nicht komprimiert. Der Betätigungshub des Betätigungsglieds wird damit über den gesamten Stellweg 1 : 1 auf die Stellklappe übertragen, und erst nach Anlegen der Stellklappe an ihren Anschlag wird der restliche Betätigungshub des Betätigungsglieds durch Zusammendrücken der Druckfeder kompensiert.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer Betätigungsvorrichtung für eine in einem Heizungskanal eines Kraftfahrzeugs angeordnete Heizungsklappe, bei maximal geöffneter Heizungsklappe,

Fig. 2 die gleiche Darstellung wie in Fig. 1 bei in Schließstellung sich befindlicher Heizungsklappe.

Bei der in Fig. 1 und 2 im Längsschnitt schematisch dargestellten Betätigungsvorrichtung für eine Heizungsklappe 11 als Beispiel für eine allgemeine Stellklappe ist die Heizungsklappe 11 in einem Heizungskanal 10 angeordnet und dient zur Absperrung bzw. zur teilweisen bis hin zur völligen Freigabe des Luftdurchtrittsquerschnittes dieses Heizungskanals 10. In der in Fig. 2 dargestellten Schließstellung der Heizungsklappe 11 liegt diese mit einer randseitig umlaufenden Dichtlippe 12 an einem kanalfesten, umlaufenden Anschlag 13 an und sperrt den Kanal 10 luftdicht ab. In der in Fig. 1 dargestellten maximalen Offenstellung der Heizungsklappe 11 fluchtet die Heizungsklappe 11 mit der Kanalachse und gibt den vollständigen Querschnitt des Heizungskanals 10 für die Luftströmung frei. Die Heizungsklappe 11 ist hierzu mittels einer quer zur Kanalachse ausgerichteten Schwenkachse 14 im Heizungskanal 10 schwenkbar gelagert. Drehfest auf der Schwenkachse 14 sitzt ein erster Schwenkhebel 15, an dem eine von einem Betätigungsglied 16 erzeugte Stellkraft angreift und damit die Heizungsklappe 11 in eine durch das Betätigungsglied 16 vorgegebene Schwenkposition überführt.

Von dem hier elektromotorisch ausgebildeten Betätigungsglied 16 ist nur die Antriebswelle 17 dargestellt. Auf dieser sitzt drehfest ein zweiter Schwenkhebel 18, der die Drehbewegung der Antriebswelle 17 in eine Schwenkbewegung umsetzt. An dem antriebswellenfernen Ende des zweiten Schwenkhebels 18 ist eine Koppelstange 20 angelenkt, die andererseits mit dem schwenkachsenfernen Ende des ersten Schwenkhebels 15 gelenkig verbunden ist und somit die Übertragung der Schwenkbewegung des zweiten Schwenkhebels 18 unter Zwischenschaltung eines elastisch komprimierbaren Verbindungsgliedes 19 auf den ersten Schwenkhebel 15 ermöglicht.

Die Koppelstange 20 ist zweiteilig ausgebildet und besteht aus den beiden Stangenteilen 21, 22, die miteinander fluchten. Das Stangenteil 21, das an dem dem Stangenteil 22 zugekehrten Ende einen mit ihm einstückigen Kolben 23 trägt, ist an dem ersten Schwenkhebel 15 angelenkt, während der zweite Stangenteil 22 dem zweiten Schwenkhebel 18 zugeordnet ist. An dem dem ersten Stangenteil 21 zugekehrte Ende des zweiten Stangenteils 22 ist ein Führungszylinder 24 einstückig mit dem zweiten Stangenteil 22 ausgebildet, der den Kolben 23 am ersten Stangenteil 21 axial verschieblich aufnimmt. Vom Grunde des Führungszylinders 24 steht koaxial ein Führungszapfen 25 vor, auf dem eine Druckfeder 26 aufgesteckt ist, die sich einerseits am ringförmigen Grund des Führungszylinders 24 und andererseits an der dem Grund des Führungszylinders 24 zugekehrten Stirnfläche des Kolbens 23 abstützt. Der Führungszylinder 24 ist mit einem Deckel 27 verschlossen. Der Deckel 27 weist eine koaxiale Bohrung 28 auf, durch welche der erste Stangenteil 21 hindurchtritt. Der Deckel 27 bildet einen Anschlag zur Begrenzung der Verschiebung des Kolbens 23, gegen welchen der Kolben 23 unter der Wirkung der Druckfeder 26 angelegt wird. Die Federkraft der Druckfeder 26 ist größer bemessen als die über die Koppelstange 20 von dem zweiten Schwenkhebel 18 auf den ersten Schwenkhebel 15 während des Schließvorgangs der Heizungsklappe 11 zu übertragende Stellkraft, so daß während des ganzen Schließvorgangs der Heizungsklappe 11 der Kolben 23 gegen den Deckel 27 angelegt bleibt und Kolben 23, Führungszylinder 24 und Druckfeder 26 das steife Verbindungsglied 19 zwischen den beiden Stangenteilen 21, 22 darstellen, das erst nach Anlegen der Heizungsklappe 11 an den Anschlag 13 und des damit verbundenen Anwachsens der auf ihn wirkenden Druckkraft sich federelastisch komprimiert.

Der Betätigungshub des Betätigungsglieds 16, d. h. also die Drehbewegung der Antriebswelle 17 und die entsprechende Schwenkbewegung des zweiten Schwenkhebels 18, ist nunmehr so festgelegt, daß er größer ist als der Stellweg der Heizungsklappe 11 aus ihrer maximalen Offenstellung (Fig. 1) in ihre Schließstellung (Fig. 2). Bei diesem Stellweg sind mögliche Fertigungstoleranzen bei der Herstellung der Betätigungsvorrichtung sowie eine Vergrößerung des Stellwegs der Heizungsklappe 11 durch alterungsbedingte Reduzierung der Stärke der Dichtlippe 12 berücksichtigt.

Die Funktionsweise der Betätigungsvorrichtung ist wie folgt:

Zum Schließen der Heizungsklappe 11 aus ihrer in Fig. 1 dargestellten Offenstellung heraus führt der vom Betätigungsglied 16 angetriebene zweite Schwenkhebel 18 einen Betätigungshub h2 aus. Dieser Betätigungshub h2 wird über die Koppelstange 20 auf den ersten Schwenkhebel 15 übertragen, der einen entsprechenden Stellhub ausführt und dabei die Heizungsklappe 11 entgegen Uhrzeigerrichtung in Fig. 1 schwenkt. Nach einem Hub h1, der kleiner ist als der Betätigungshub h2, liegt die Heizungsklappe 11 mit ihrer Dichtlippe 12 an dem Anschlag 13 an und dichtet den Luftdurchtrittsquerschnitt des Heizungskanals 10 luftdicht ab. Bei festgelegter Heizungsklappe 11 führt der zweite Schwenkhebel 18 aber noch seinen Resthub h3 aus, der zu einer Komprimierung der Druckfeder 26 um den Weg s (Fig. 2) führt, wobei dieser Federweg s gleich dem Resthub h3 des zweiten Schwenkhebels 18 ist. Beim Schließen der Heizungsklappe 11 wird also jeweils die Druckfeder 26 immer um den Federweg s eingedrückt und legt damit auch die Heizungsklappe 11 mit ausreichender Schließkraft an den im Gehäusekanal 10 umlaufenden Anschlag 13 an.

Tritt mit der Zeit infolge des einsetzenden Alterungsprozesses eine Ermüdung der im allgemeinen aus Gummi hergestellten Dichtlippe 12 ein, was zu einer Reduzierung ihrer Dicke und damit zu einer Vergrößerung des Stellhubes h1 des ersten Schwenkhebels 15 bis zum Anlegen der Heizungsklappe 11 an dem Anschlag 13 führt, so ist der Resthub h3 im Betätigungshub entsprechend kleiner und die Druckfeder 26 wird um einen kleineren Federweg s komprimiert. Nach wie vor drückt aber die Druckfeder 26 die Heizungsklappe 11 mit der gleichen Schließkraft wie zuvor an den Anschlag 13.

In gleicher Weise wie die infolge Alterungserscheinungen in der Dichtlippe 12 auftretenden Toleranzen werden auch durch die Fertigung oder Montage bedingte Toleranzen im Stellweg der Heizungsklappe 11 automatisch kompensiert, so daß eine Justierung der Stellklappe nach der Montage oder zu irgendeinem Zeitpunkt nach Inbetriebnahme überflüssig wird.

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann das aus Kolben 23, Führungszylinder 24 und Druckfeder 26 gebildete federelastische Verbindungsglied 11 zwischen den beiden Stangenteilen 21 und 22 der Koppelstange 20, das Stellkräfte sowohl in Zug- als auch in Schubrichtung als steifes Element überträgt und erst bei Erreichen der Schließstellung der Heizungsklappe 11 seine Federeigenschaft zur Geltung bringt, auch in anderer Weise ausgebildet werden, z. B. durch einen entsprechend vorgespannten Elastomerkörper. Das Betätigungsglied 26 kann auch manuell bedienbar sein.

Claims (7)

1. Betätigungsvorrichtung für eine Stellklappe in Kraftfahrzeugen, wie Heizungs- oder Lüftungsklappe, die zum Freigeben und Schließen eines Luftdurchtrittsquerschnitts um eine Drehachse schwenkbar ausgebildet ist und zumindest in ihrer Schließstellung an einem sie festlegenden Anschlag anliegt, mit einem stellklappenfernen Betätigungsglied zum motorischen oder manuellen Betätigen der Stellklappe und mit einer Koppelstange zwischen Stellklappe und Betätigungsglied, die den Betätigungshub des Betätigungsglieds in eine Schwenkbewegung der Stellklappe umsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Betätigungshub (h2) des Betätigungsglieds (26) größer bemessen ist als der unter Berücksichtigung maximal möglicher Wegtoleranzen von der Stellklappe (11) bei ihrer Überführung aus ihrer maximalen Offenstellung in ihre Schließstellung am Anschlag (13) zurückzulegende Schwenkweg, daß die Koppelstange (20) aus zwei Stangenteilen (21, 22) besteht, von denen jeweils einer an der Stellklappe (11) und einer an dem Betätigungsglied (26) angekoppelt ist, und daß zur Übertragung einer Stellkraft im Zug- und Schubrichtung die Stangenteile (21, 22) über ein elastisch komprimierbares Verbindungsglied (19) miteinander verbunden sind, das so ausgelegt ist, daß die zur Kompression erforderliche Druckkraft größer ist als die über den Schließweg der Stellklappe (11) zu übertragende Stellkraft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastisch komprimierbare Verbindungsglied (19) von einem an dem einen Stangenteil (21) angeordneten Kolben (23), einem am anderen Stangenteil (22) angeordneten Führungszylinder (24), der den Kolben (23) axial verschieblich aufnimmt, und einer am Kolben (23) und am Führungszylinder (24) sich abstützenden Druckfeder (26), die den Kolben (23) an einen Anschlag (Deckel 27) am Führungszylinder (24) anlegt, gebildet ist und daß die Federkraft der Druckfeder (26) größer bemessen ist als die zum Schließen der Stellklappe (11) erforderliche Stellkraft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (23) mit dem zugeordneten Stangenteil (21) und der Führungszylinder (24) mit dem zugeordneten Stangenteil (22) jeweils einstückig verbunden sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungszylinder (24) von einem Deckel (27) abgeschlossen ist, der eine zentrale Bohrung (28) zum Durchtritt des mit dem Kolben (23) verbundenen Stangenteils (21) aufweist, und daß der Deckel (27) den Anschlag für den Kolben (23) bildet.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellklappe (11) mit einem um die Drehachse (14) schwenkbeweglichen Schwenkhebel (15) starr verbunden ist und daß die Ankopplung des der Stellklappe (11) zugeordneten Stangenteils (21) am drehachsenfernen Ende des Schwenkhebels (15) vorgenommen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (16) über eine drehbar gelagerte Schwenkachse (Antriebswelle 17) starr mit einem zweiten Schwenkhebel (18) verbunden ist und daß die Ankopplung des dem Betätigungsglied (16) zugeordneten Stangenteils (22) am schwenkachsenfernen Ende des zweiten Schwenkhebels (18) vorgenommen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellklappe (11) eine Dichtungslippe (12) trägt, mit welcher sie in ihrer Schließstellung den Luftdurchtrittsquerschnitt abdichtend auf einem den Anschlag (13) bildenden, den Luftdurchtrittsquerschnitt umschließenden Wandbereich aufliegt.