用于调节车辆中的冷却气流的设备的制作方法

1.本发明涉及汽车领域，特别是涉及一种用于调节和/或控制由车辆、特别是机动车的部件在其运行期间产生的热气流的设备。


背景技术：

2.一般而言，车辆包括不同的部件，它们在运行期间在它们各自所在的隔舱或外壳内产生热量。
3.典型的例子是发动机，其在发动机舱内产生热量；另一个例子是制动器，其产生的热量可被限制在容纳该制动器的管道中。
4.在常规运行期间，机动车的发动机产生大量热量，该热量如果不能正确地散发可能会严重损坏发动机自身以及与发动机相邻的其他车辆部件，尤其是位于发动机舱中的部件。
5.同时，发动机必须在其自身的最佳温度下工作，并且容纳发动机的发动机舱内的温度也必须保持在最佳水平。
6.为此目的，已开发出允许改变进出发动机舱的空气的流入和流出的设备，以促进与外部大气的热交换，从而防止不希望的过热或过度冷却。
7.已知包括翻板或翼片的设备，这些翻板或翼片进行移动以覆盖和露出贯通的狭槽或开口，从而允许空气从发动机舱或通用空间的内部流向外部大气，进而促进热量从发动机舱排出。
8.一般而言，贯通的狭槽例如在发动机舱附近被设置在机动车的车身上，并在其上应用翼片。
9.然而，现有技术的设备效率相对较低，因为它们需要实施复杂且笨重的致动机构，主要是电动液压或机电式的致动机构，以根据冷却发动机舱或其他相关空间的需求而正确地控制翼片的运动。


技术实现要素：

10.在这种背景下，构成本公开的基础的技术目的是提出一种用于调节车辆中的冷却气流的设备，从而克服现有技术的上述缺点中的至少一些。
11.更具体地，本公开的目标在于提供一种用于调节和控制车辆、特别是机动车的隔舱中的冷却气流的设备，其结构简单、重量轻且易于控制，同时保持较高的效率和可靠性。
12.所指出的技术目的和指定的目标基本上通过一种用于调节机动车的隔舱(例如发动机舱)中的气流的设备得以实现，该设备包括在所附的一个或多个权利要求中描述的技术特征。
13.本公开描述了一种用于控制机动车的发动机舱中的冷却气流的设备的优选实施方式，该设备包括：至少一个翼片，其可连接至机动车的发动机舱的进气开口并且可在进气开口的关闭位置和打开位置之间移动；被构造为施加预定的推力的驱动模块；以及能够将
来自驱动模块的推力传递给翼片以将翼片从关闭位置移动到打开位置的传动装置。驱动模块包括由形状记忆合金制成的至少一个致动器，使得在致动器达到预定温度时施加推力。
附图说明
14.本发明的另外的特征和优点在附图所示的用于冷却车辆的发动机舱的设备的优选实施方式的以下非限制性描述中变得更加清楚，在附图中：
15.‑
图1是根据本公开的用于调节机动车的隔舱中的气流的设备的视图，其局部为框图；
16.‑
图2a和图2b示出了根据本公开的设备的部件的两种不同的操作状态。
具体实施方式
17.附图中的附图标记1整体表示用于调节车辆、优选机动车中的冷却气流的设备，以下简称为“设备1”。
18.一般而言，隔舱是容纳在运行期间产生热量的汽车部件的受限空间。
19.例如，隔舱是发动机舱，并且部件是发动机。在另一个例子中，隔舱是制动器冷却管道，并且部件由被至少部分地容纳在管道中或面向管道的汽车制动器限定。
20.在下文中，明确参考发动机舱作为应用所述方案的优选例子，但并不因此丧失一般性。
21.设备1包括至少一个翼片2、驱动模块3和传动装置4。
22.翼片2可连接至未被示出的机动车的隔舱(例如，发动机舱)的气流开口，并且可在开口关闭位置和开口打开位置之间移动。
23.换言之，翼片2适配例如形成在机动车的车身上、优选形成在其发动机舱处的相应的气流开口的形状和尺寸。
24.在替代方案中，气流开口可以是将发动机舱连接至外部大气或连接至在运行期间产生热量的汽车部件的另一个隔舱的管道的入口或出口。
25.翼片2可在其被定位为关闭气流开口位的关闭位置与翼片被定位为使开口至少部分地打开的打开位置之间移动。
26.气流开口被构造为使发动机舱的内部与外部大气流体连通，以允许空气在两者之间流动来促进热交换，这可以快速且有效地降低发动机舱内部的温度。
27.优选地，翼片2通过围绕优选固定的相应的旋转轴线x旋转移动。
28.优选地，当被定位为关闭进气开口时，翼片2被构造为与发动机舱的外轮廓齐平地定位，也就是说，面向外部大气，使得翼片2不会不利地影响机动车的空气动力学轮廓。
29.翼片2从进气开口关闭位置到进气开口打开位置的转变通过驱动模块3来实现，该驱动模块被构造为施加预定的推力，该推力由传动装置4传递给翼片2。
30.更具体地，驱动模块3包括由形状记忆合金制成的至少一个致动器5，其被构造为在致动器达到预定温度时施加推力。
31.形状记忆材料是能够“记住”特定的结构形状的金属合金，它们在由于达到预定温度而发生状态变化时返回到该结构形状，所述预定温度取决于合金的组成。
32.换言之，这些材料即使在已经显著改变其形状的变形之后也能够简单地通过被加
热而返回到它们的原始形状。
33.更具体地，致动器5例如使用包括镍和钛的形状记忆合金制成。
34.例如，这种合金被构造为在25℃与75℃之间的温度下表现出状态变化。
35.根据应用，形状记忆合金被构造为在25℃与75℃之间的温度下表现出状态变化，其中区间公差为15
°
。
36.因此，致动器5具有每当其暴露于足以产生状态变化的高温时就能够返回的原始形状。
37.致动器5被设置成使得状态变化所引起的形状变化产生推力，该推力通过传动装置4使翼片2从气流开口关闭位置切换到气流开口打开的位置。
38.在结构上，驱动模块3包括被构造为容纳至少一个致动器5的第一框架3a。
39.设备1包括第二框架4a，其容纳传动装置4并且至少一个翼片2安装在其上。
40.第一框架3a和第二框架4a通过滑道6彼此连通，传动装置4的推动器7插在该滑道中。
41.换言之，所述设备具有一对框架3a、4a，驱动模块3和传动装置4分别设置在它们之中；这些框架相互连通，使得推动器7可以将传动装置4耦合至驱动模块3的致动器5。
42.第一框架3a和第二框架4a被组合在设备1中，但在结构上是不同的，使得它们可以分离，例如帮助对驱动模块3和/或传动装置4或者翼片2进行维护或修理。
43.更具体地，在所示的例子中，推动器7具有设置有齿条轮廓的第一端部7a并且翼片2包括被构造为与第一端部7a啮合的齿轮，使得推动器7的运动带动翼片2通过围绕相应的旋转轴线x旋转而从关闭位置到达打开位置。
44.一般而言，推动器7和翼片2彼此啮合，使得推动器7的运动将翼片2从关闭位置带到打开位置。
45.为了在发动机舱的温度已经下降到足够低的水平时使翼片2能返回到进气开口关闭位置，驱动模块包括至少一个反作用致动器8，其被构造为施加用于对抗所述推力的反作用力；也就是说，反作用力与推力具有相同的目标，但方向相反；反作用致动器8优选包括至少一个反作用弹簧。
46.反作用致动器8和形状记忆致动器5被容纳在第一框架3a中并优选与其连接。
47.致动器5和反作用致动器8在公共的滑块9的相对两侧上操作，该滑块优选为杯形并且也被容纳在第一框架3a中。
48.在第一框架3a中，驱动模块3包括用于引导滑块9的一个或多个引导销10。
49.滑块9优选通过一个或多个引导销10被引导为与推力平行地进行平移。
50.在实践中，致动器5和反作用致动器8都耦合至滑块9，滑块在第一框架3a中插在们之间，使得滑块可以在推力和反作用力的作用下沿滑动方向y以来回、往复运动的方式平移移动。
51.为了将运动从驱动模块3传递给翼片2，推动器7具有第二部分7b，其朝向驱动模块3并且优选被可移除地耦合至滑块9，以使滑块的运动引起推动器优选也沿滑动方向y的对应的平移运动。
52.更具体地，滑块9被装配到第一框架3中，从而将其划分为容纳至少一个致动器5的第一隔间12和容纳至少一个反作用致动器8的第二隔间13。
53.第一隔间12优选设置在中央，两个第二隔间13设置在其相对两侧上。
54.致动器5包括至少一个推力弹簧5a和/或反作用致动器8包括至少一个反作用弹簧8a，弹簧5a、8a优选是螺旋弹簧，并且更优选是压缩弹簧：也就是说，弹簧被构造为随着施加在其上的负载增大而逐渐被压缩。
55.更具体地，通过滑块9，由压缩弹簧5a施加的推力具有压缩反作用弹簧8a的作用，并且以相同的方式，通过滑块9，由反作用弹簧8a施加的反作用力具有压缩推力弹簧5a的作用。
56.有利地，滑块9的杯状结构以及第一框架3a成为第一隔间12和第二隔间13的划分允许推力弹簧5a和反作用弹簧8a至少部分地彼此平行地定位，从而至少沿轴线y减小驱动模块3的尺寸。
57.框架3a和滑块9允许根据驱动模块3需要施加的力而平行地定位和使用多个弹簧5a、8a。
58.此外，第一框架3a与第二框架4a的分离允许在不操作传动装置4和/或推动器7的情况下更换推力弹簧5a和反作用弹簧8a的组合。
59.推力弹簧5a优选全部平行并且彼此靠近，因此不易受到可能破坏施加在滑块9上的推力平衡的温差的影响。
60.驱动模块3特别紧凑并且适于通过可以将设备1安装在其中的车辆中的适当引导的气流进行加热。
61.操作性地，当推力大于反作用力时，滑块9进行移动，这导致推动器7与其一起使翼片2从关闭位置移动到打开位置。相反，当反作用力大于推力时，滑块9进行移动，这导致推动器7与其一起使翼片2从打开位置移动到关闭位置。
62.在所示的优选实施方式中，平移轴线y和旋转轴线x相对于彼此倾斜。
63.推力和反作用力之间的平衡由构成致动器5的形状记忆合金的状态、因此温度来决定：如果温度低于触发状态变化所需的预定温度，则致动器5施加小于反作用力的推力，因此，翼片2保持在关闭位置。
64.另一方面，温度升高触发状态变化，因此致动器趋于返回到其原始形状，从而增加推力直到达到其补偿并随后超过反作用力的节点，从而通过传动装置4使翼片2从关闭位置移动到打开位置。一旦翼片2处于打开位置，热空气就会流出发动机舱：例如，在汽车静止时。
65.在所示的例子中，如图2b所示，致动器5包括六个推力弹簧5a，其原始形状是伸长的。
66.当温度超过预定温度时，推力弹簧5a返回到它们原始的伸长形状。
67.当致动器的温度下降到预定温度以下时，反作用弹簧8a(在所示的实施方式中举例来说数量为两个)推动滑块9并使推力弹簧回到它们的较短的构造，如图2a所示。
68.推力弹簧5a和/或反作用弹簧8a围绕用于引导滑块9的相应的引导销10设置，从而使其正确地保持在第一框架3a中并且可进行操作。
69.在一个可行的实施方式中，形状记忆致动器5和反作用致动器8包括相应的平行设置的多个弹簧5a、8a。
70.有利地，根据本公开的设备1包括示意性地表示为框14的空气供应管道，其被构造
为向至少一个致动器5供应来自发动机舱并优选来自发动机的热气流。这确保了致动器5的温度尽可能地接近发动机舱内的实际温度。
71.设备1优选包括允许其被牢固地安装到车辆上的多个支架11。
72.优选地，支架11被构造为允许设备1被安装到外壳隔舱的内表面上，例如被安装在发动机舱中。
73.在该特定的实施方式中，所述设备包括多个翼片2，它们优选在传动装置4的相对两侧上均等地细分并耦合。
74.更具体地，翼片2(在图1所示的特定实施方式中数量为六个)被可旋转地耦合至框架4，也就是说，它们被耦合成使得它们可以围绕各自的旋转轴线x旋转，以从进气开口打开位置转变为进气开口关闭位置，反之亦然。
75.优选地，位于传动装置4同侧上的翼片2的旋转轴线x相互平行。
76.如图2a和图2b所示，驱动模块3包括致动器5和反作用致动器8，它们分别包括耦合至滑块9的例如六个推力弹簧5a和两个反作用弹簧8a，以允许滑块9沿着平移轴线y往复运动。
77.在未被示出的替代实施方式中，例如基于设备1的预期动力学及其尺寸，致动器5和8可具有不同数量的推力弹簧5a和/或反作用弹簧8a。
78.插在使第一框架3a和第二框架4a彼此连通的滑道6中的推动器7在第一端部7a处例如通过与翼片2啮合的齿条齿轮耦合至翼片2。
79.另一方面，推动器7的第二端部7b耦合至滑块9，以允许推力和反作用力从驱动模块3传递给翼片2。
80.在未被示出的替代实施方式中，设备1包括多个翼片，它们并非全部一起被驱动，而是可以彼此独立地或成组地被驱动。
81.在使用中，推力和反作用力作用在滑块9上并引起其平移运动，该平移运动被转换为翼片2的旋转运动以打开或关闭进气开口。
82.更具体地，打开运动由温度的升高决定，其在构成致动器5的推力弹簧5a的形状记忆合金中产生状态变化，以补偿并随后克服反作用力。
83.相反，关闭运动由温度下降到不再足以维持形状记忆合金的状态变化的水平决定，从而减小致动器5能够产生的推力，直到其被特别是通过压缩而使推力弹簧5a变形的反作用力克服为止。
84.换言之，每次当安装有汽车部件的隔舱或空间中的温度(因此致动器所暴露的温度)超过实现形状记忆合金的状态变化所需的温度时，推力就超过反作用力，产生滑块9的运动，该运动通过传动装置4又使翼片2从关闭位置移动到打开位置。
85.当隔舱冷却后，温度再次下降到引起形状记忆合金的状态变化的温度以下，反作用力再次大于推力，使滑块9返回，从而其使翼片2移回到关闭位置。
86.有利地，该方案通过克服现有技术的缺点并为用户提供一种用于调节机动车的隔舱(例如发动机舱)中的冷却气流的设备而实现了预定的目的，并且不需要复杂的机电或电动液压式致动系统；设备的结构因此被简化并且其重量和尺寸被显著减小。
87.实际上，本公开的设备通过对温度产生响应的驱动模块3(也就是说，其仅根据所暴露的温度而被启用和停用)来控制翼片2的运动。