DE10234184A1

DE10234184A1 - Stellvorrichtung und Heizungs- und/oder Klimatisierungseinrichtung

Info

Publication number: DE10234184A1
Application number: DE2002134184
Authority: DE
Inventors: Dietrich Dipl.-Ing. Klingler; Klaus Dipl.-Ing. Voigt
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 2002-07-26
Filing date: 2002-07-26
Publication date: 2004-02-05
Also published as: EP1526975A1; AU2003249970A1; DE10234184A8; WO2004012950A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stellvorrichtung für eine Einstellung eines Stellelementes und eine Heizungs- und/oder Klimatisierungseinrichtung mit einer solchen Stellvorrichtung, wobei die Stellvorrichtung ein Getriebe mit zwei in Wirkkontakt zueinander stehenden, bewegbaren Elementen aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stellvorrichtung für eine Einstellung eines Stellelementes und eine Heizungs- und/oder Klimatisierungseinrichtung mit einer solchen Stellvorrichtung.
Bei Heizungs- und/oder Klimaanlagen insbesondere in Kraftfahrzeugen werden üblicherweise Luftströme mittels Luftstromsteuerelementen gesteuert, die Luftführungskanäle in einem gewünschten Maße öffnen oder versperren. Ein solches Luftstromsteuerelement wird mit einer Stellvorrichtung, die Teil eines Bediengerätes ist, eingestellt, die ein Bedienelement aufweist, dessen Bewegungen beispielsweise mittels einer biegsamen Welle auf ein Getriebe übertragen werden, von dem wiederum das Luftstromsteuerelement bewegt wird.
Ein Getriebe beinhaltet normalerweise mehrere bewegbare Elemente, wie beispielsweise Zahnräder. Eine Drehung eines ersten Zahnrades wird auf ein benachbartes Zahnrad übertragen, indem die Zähne des ersten Zahnra des zwischen die Zähne des benachbarten Zahnrades eingreifen und umgekehrt.
Üblicherweise haben die Zähne des ersten Zahnrades etwas Bewegungsspielraum zwischen den Zähnen des benachbarten Zahnrades, wie auch umgekehrt, um eine leichtlaufende Bewegbarkeit der Zahnräder sicherzustellen. Aufgrund einer Hin- und Herbewegung der Zähne innerhalb des jeweiligen Bewegungsspielraums muß jedoch eine Geräuschentwicklung in Kauf genommen werden, die von einem Benutzer bei einer Betätigung des Bediengerätes als störend empfunden werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Stellvorrichtung und/oder eine Heizungs- und/oder Klimatisierungseinrichtung mit einer Stellvorrichtung bereitzustellen, bei der eine geräuscharme Betätigung der Stellvorrichtung realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Stellvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Heizungs- und/oder Klimatisierungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.
Gemäß Anspruch 1 weist eine Stellvorrichtung ein Getriebe mit zwei in Wirkkontakt zueinander stehenden, bewegbaren Elementen auf. Die Aufgabe der Erfindung wird vorteilhaft dadurch gelöst, daß ein erstes und/oder zweites bewegbares Element zumindest ein Dämpfungselement aufweist. Durch das Dämpfungselement werden bei einer Betätigung der Stellvorrichtung gegebenenfalls auftretende Geräusche gedämpft.
Unter einem bewegbaren Element eines Getriebes ist im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Element zu verstehen, das dreh- und/oder verschiebbar gelagert ist. Ein bewegbares Element ist beispielsweise als Zahnrad, als Kegelrad, als Zahnstange, als Gewindespindel oder als Kette ausgebildet. Im Rahmen der Erfindung sind jedoch auch andere bewegbare Elemente denkbar.
Bei einigen Verwendungsformen reicht es zur erfindungsgemäßen Lösung der Aufgabe aus, wenn ein bewegbares Element zumindest ein Dämpfungselement aufweist. Es sind jedoch auch Verwendungsformen denkbar, bei denen zur erfindungsgemäßen Lösung der Aufgabe eine Ausgestaltung mehrerer bewegbarer Elemente mit jeweils zumindest einem Dämpfungselement zu bevorzugen ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste und/oder zweite bewegbare Element mit dem zumindest einen Dämpfungselement einteilig ausgebildet. Insbesondere durch Verwendung eines Mehr-Komponenten-Spritzgußverfahrens ist eine Fertigung eines solchen Bauteils besonders einfach und/oder kostengünstig.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform weisen das erste und das zweite bewegbare Element miteinander kämmende Zähne auf. Durch ein Ineinandergreifen der Zähne wird der Wirkkontakt zwischen dem ersten und dem zweiten bewegbaren Element hergestellt.
Bei geeigneter Gestaltung des Dämpfungselementes wird ein gegebenenfalls vorhandener Bewegungsspielraum der Zähne des ersten beziehungsweise zweiten bewegbaren Elementes zwischen den Zähnen des zweiten beziehungsweise ersten bewegbaren Elementes beseitigt oder zumindest reduziert, so daß eine Geräuschentwicklung von vornherein vermieden oder zumindest verringert wird.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann das Dämpfungselement auch derart gestaltet sein, daß ein Bewegungsspielraum der Zähne eines bewegbaren Elementes nicht beeinflußt wird. Das Dämpfungselement kann beispielsweise in einem Bereich einer Drehachse eines bewegbaren Elementes angeordnet sein, wo es ebenfalls eine schwingungs- beziehungsweise geräuschdämpfende Wirkung entfalten kann.
Bevorzugt besitzt das Material des zumindest einen Dämpfungselementes eine geringere Härte als das Material der Zähne der bewegbaren Elemente. Eine schwingungs- beziehungsweise geräuschdämpfende Wirkung des Dämpfungselementes ist dadurch auf einfache Weise gewährleistet. Außerdem wird gegebenenfalls eine leichtlaufende Bewegbarkeit der bewegbaren Elemente nicht oder nur wenig eingeschränkt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind Zähne der bewegbaren Elemente als Dämpfungselemente ausgebildet oder verwendbar. In dieser Ausgestaltung ist die Materialhärte der betreffenden Zähne ausreichend hoch gewählt, so daß der Wirkkontakt zwischen den bewegbaren Elementen gewährleistet ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung berührt das zumindest eine Dämpfungselement des ersten beziehungsweise zweiten bewegbaren Elementes das zweite beziehungsweise erste bewegbare Element. Dadurch wird eine ungewollte Hin- und Herbewegung der Zähne des ersten beziehungsweise zweiten bewegbaren Elementes zwischen den Zähnen des zweiten beziehungsweise ersten bewegbaren Elementes vermieden oder zumindest reduziert. Auf diese Weise wird einer unerwünschten Geräuschentwicklung entgegengesteuert.
Einer einfachen Bauweise dient ein schichtartiger Aufbau des ersten und/oder zweiten bewegbaren Elementes gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung. Das zumindest eine Dämpfungselement wird dabei durch eine Schicht des Schichtaufbaus gebildet. Genauso gut kann das Dämpfungselement auch durch mehrere benachbarte oder voneinander getrennte Schichten gebildet werden. Durch ein Hervorstehen der das Dämpfungselement bildenden Schicht oder Schichten gegenüber einer oder mehreren anderen Schichten wird beispielsweise eine Berührung zwischen dem Dämpfungselement und einem weiteren bewegbaren Element auf sehr einfache Weise ermöglicht.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das zumindest eine Dämpfungselement aus einem elastomeren Material gefertigt. Die schwingungs- beziehungsweise geräuschdämpfende Wirkung solcher Materialien dient der Lösung der Aufgabe der Erfindung auf besonders einfache Weise, während damit eine kostengünstige Fertigung des zumindest einen bewegbaren Elementes und damit der Stellvorrichtung sichergestellt ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird die erfindungsgemäße Stellvorrichtung in einer Heizungs- und/oder Klimatisierungseinrichtung mit zumindest einem Luftzuführungselement, zumindest einem Heiz- und/oder Kühlelement, zumindest einem Luftführungskanal und zumindest einem Luftstromsteuerelement zur Steuerung der Durchströmmenge in dem zumindest einen Luftführungskanal eingesetzt, um eine Einstellung des zumindest einen Luftstromsteuerelementes zu ermöglichen. Hierdurch kann der zumindest eine Luftführungskanal durch das Luftstromsteuerelement ganz oder teilweise versperrt werden, damit eine gewünschte Durchströmmenge in dem zumindest einen Luftführungskanal eingestellt werden kann. Solche Heizungs- und/oder Klimatisierungseinrichtungen sind durch die DE 100 15 972 A1 bekannt geworden, deren Inhalt hiermit ausdrücklich zum Offenbarungsinhalt gehört.
Es besteht überdies die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Stellvorrichtung in einer beliebigen Heizungs- und/oder Klimatisierungseinrichtung allein oder in Verbindung mit zumindest einer weiteren Stellvorrichtung zu verwenden, wobei die zumindest eine weitere Stellvorrichtung ebenfalls eine erfindungsgemäße Stellvorrichtung oder eine Stellvorrichtung nach dem Stand der Technik sein kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 Eine schematische Ansicht einer Stellvorrichtung mit einem Getriebe nach dem Stand der Technik;
2 eine Schrägansicht eines Kegelrades für ein Getriebe gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 eine Schrägansicht eines Zahnrades für ein Getriebe gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 1 ist eine Stellvorrichtung 10 für eine Einstellung eines Stellelementes mit einem Getriebe 70 gemäß dem Stand der Technik schematisch dargestellt. Ein Bedienelement 20 besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 30, einem Drehknopf 40 und einer einfachen Rastvorrichtung 50. Eine biegsame Welle 60 verbindet das Bedienelement 20 mit dem Getriebe 70, welches als erstes bewegbares Element ein Kegelrad 80 und als zweites bewegbares Element ein Zahnrad 90 mit einem inneren Zahnkranz 100 und einem äußeren Zahnkranz 110 aufweist.
Die Funktionsweise der Stellvorrichtung 10 stellt sich wie folgt dar. Bei Betätigung des Bedienelementes 20 wird eine Drehbewegung des Drehknopfes 40 über die biegsame Welle 60 auf das Kegelrad 80 übertragen und wie bei einem Kegelradgetriebe über den inneren Zahnkranz 100 in eine Drehung des Zahnrads 90 um eine Achse 120 umgesetzt. Mit dem äußeren Zahnkranz 110 kann mit einer beliebigen Über- oder Untersetzung eine Achse eines hier nicht gezeigten Stellelementes angetrieben werden, gegebenenfalls auch mittelbar über mehrere weitere bewegbare Elemente. Mit dem äußeren Zahnkranz 110 kann genauso gut auch eine ebenfalls nicht gezeigte Kurvenscheibe mit variabler Übersetzung angetrieben werden, mit der schließlich über einen Hebel zumindest ein Stellelement bewegt wird.
Die Umsetzung der Drehbewegung des Kegelrades 80 in eine Drehbewegung des Zahnrads 90 um die Achse 120 geschieht durch eine Kraftübertragung von ersten Kraftübertragungsmitteln 130, die hier als Zähne des Kegelrades 80 ausgebildet sind, auf zweite Kraftübertragungsmittel 140, die hier als Zähne des inneren Zahnkranzes 100 ausgebildet sind. Die Zähne 130 des Kegelrades 80 greifen zwischen die Zähne 140 des inneren Zahnkranzes 100 ein. Aufgrund eines Bewegungsspielraums ist eine Hin- und Herbewegung der Zähne 130 zwischen den Zähnen 140 möglich, wodurch mit einer Betätigung des Getriebes 70 eine Geräuschentwicklung verbunden ist.
2 zeigt ein Kegelrad 210, das Teil eines erfindungsgemäßen Getriebes ist. Länglich geformte Zähne 220 sind ringförmig um eine Welle 225 entlang einer Achse 230 des Kegelrades angeordnet, um bei einer Drehbewegung des Kegelrades 210 um die Achse 230 eine Kraft auf ein nicht dargestelltes weiteres bewegbares Element des Getriebes zu übertragen. Dies geschieht, indem jeweils einer der Zähne 220 zwischen jeweils zwei Zähne des weiteren bewegbaren Elementes eingreift.
Zur Dämpfung oder Vermeidung von gegebenenfalls auftretenden Geräuschen während einer Betätigung des Getriebes weist das Kegelrad 210 in Verlängerung jeweils eines der Zähne 220 Dämpfungselemente 240 auf, die zur Bildung einer Baueinheit mit dem Kegelrad 210 mit Hilfe eines Zwei-Komponenten-Spritzgußverfahrens an die Zähne 220 angespritzt sind. Um eine ausreichende Geräuschdämpfung zu gewährleisten, bestehen die Dämpfungselemente 240 aus einem elastomeren Material, das eine geringere Härte besitzt als das Material der Zähne 220, die einer Kraftübertragung dienen. Elastomere Materialien haben üblicherweise schwingungsdämpfende Eigenschaften und eignen sich daher besonders gut zur erfindungsgemäßen Lösung der Aufgabe.
Besonders vorteilhaft an der Ausführungsform in 2 ist die Ausgestaltung der Dämpfungselemente 240 als Verlängerung der Zähne 220, wobei die Dämpfungselemente 240 gegenüber den Zähnen 220 in Richtung auf das nicht dargestellte weitere bewegbare Element überstehen. Dadurch berührt in einer beliebigen Stellung des Kegelrades 210 zumindest eines der Dämpfungselemente 240 zumindest einen Zahn des weiteren bewegbaren Elementes, so daß eine unerwünschte Hin- und Herbewegung der Zähne 220 zwischen den Zähnen des weiteren bewegbaren Elementes und damit eine nachteilige Geräuschentwicklung verringert oder vermieden wird.
In 3 ist ein durch ein Mehr-Komponenten-Spritzgußverfahren schichtartig aufgebautes Zahnrad 410 dargestellt. Hier werden Kraftübertragungselemente durch Zähne 420 zweier äußerer Schichten 430 und 440 gebildet, die bei einer Drehung des Zahnrads 410 um eine Achse 450 durch Eingreifen zwischen Zähne eines nicht gezeigten weiteren Zahnrads eine Kraft auf das weitere Zahnrad übertragen.
Eine aus einem elastomeren Material bestehende mittlere Schicht 460 bildet ein Dämpfungselement, das gegenüber den Zähnen 420 in Richtung auf das weitere Zahnrad übersteht und das weitere Zahnrad bei einer beliebigen Stellung des Getriebes berührt. Aufgrund der damit verbundenen Vermeidung oder Verringerung eines Bewegungsspiels der Zähne 420 zwischen den Zähnen des weiteren Zahnrads sowie aufgrund der Materialeigenschaften des Dämpfungselementes 460 werden bei einer Betätigung des Getriebes unerwünschte Geräusche verhindert oder zumindest verringert.

Claims

Stellvorrichtung für eine Einstellung eines Stellelementes, insbesondere eines Luftstromsteuerelementes in einer Heizungs- und/oder Klimatisierungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, mit einem Getriebe, das ein erstes und ein zweites bewegbares Element, die in Wirkkontakt zueinander stehen, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und/oder zweite bewegbare Element zumindest ein Dämpfungselement aufweist.
Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und/oder zweite bewegbare Element mit dem zumindest einen Dämpfungselement einteilig ausgebildet ist, insbesondere durch Fertigung mittels eines Mehrkomponenten-Spritzgußverfahrens.
Stellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkkontakt zwischen dem ersten und dem zweiten bewegbaren Element durch miteinander kämmende Zähne bewerkstelligt ist.
Stellvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des zumindest einen Dämpfungselementes eine geringere Härte besitzt als das Material der Zähne.
Stellvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Zähne als Dämpfungselemente ausgebildet oder verwendbar sind.
Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dämpfungselement des ersten bewegbaren Elementes das zweite bewegbare Element berührt und/oder ein Dämpfungselement des zweiten bewegbaren Elementes das erste bewegbare Element berührt.
Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und/oder zweite bewegbare Element schichtartig aufgebaut ist, wobei jeweils das zumindest eine Dämpfungselement durch zumindest eine Schicht des Schichtaufbaus gebildet wird.
Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest eine Dämpfungselement aus einem elastomeren Material besteht.
Heizungs- und/oder Klimatisierungseinrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit zumindest einem Luftzuführungselement, zumindest einem Heiz- und/oder Kühlelement, zumindest einem Luftführungskanal, zumindest einem Luftstromsteuerelement zur Steuerung der Durchströmmenge in dem zumindest einen Luftführungskanal und zumindest einer Stellvorrichtung für eine Einstellung des zumindest einen Luftstromsteuerelementes, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.