相關引用
主題專利申請要求于2016年2月29日提交的美國臨時專利申請序列號62/301,310的優先權和所有權益,其公開內容通過引用并入本文。
本發明總體上涉及用于車輛的百葉窗組件,更具體地,涉及用于車輛的主動進氣格柵以及用于車輛的主動進氣格柵的百葉窗子組件。
背景技術:
進氣格柵用于調節朝向一個或多個熱交換器的氣流,該換熱器用于諸如機動客車的車輛的傳動系統。熱交換器通常用于調節在內燃機中循環的各種流體的溫度,由此,當較冷的環境空氣從風扇流過熱交換器,或者當車輛以一定速度行駛時,通常會從流過熱交換器的流體中除去熱量。熱交換器以不同的方式被實現,并且用于相應地冷卻不同類型的流體。作為示例,熱交換器可以被實現為用于冷卻發動機冷卻劑的散熱器,用于冷卻發動機或變速器中的潤滑油的油冷卻器,用于冷卻來自渦輪增壓器或機械增壓器的增壓空氣的中間冷卻器,用于冷卻空調系統中的制冷劑的冷凝器等。
傳統的進氣格柵包括具有格柵開口的框架,該格柵開口鄰近熱交換器并且環境空氣通過該格柵開口被吸入,以及設置在格柵開口中以被打開或關閉的多個百葉窗或翅片。在此,進氣格柵通常包括多個翅片,該翅片支撐在軸上并且通過與互鎖臂的連接同時圍繞軸旋轉。該互鎖臂又連接到由致動器驅動的連桿機構,以使翅片旋轉,從而打開或關閉格柵開口。
在某些車輛操作條件下,例如在發動機起動和發動機暖機期間,翅片可以旋轉,以便阻擋或以其它方式限制氣流到熱交換器(例如到發動機散熱器),以減少發動機暖機時間,從而促進降低燃料消耗和改善排放。類似地,當車輛以一定速度行駛時,進氣格柵用于改變到熱交換器的氣流,由此能夠通過旋轉翅片以使空氣流遠離熱交換器而減小氣動阻力,從而進一步有助于提高燃料效率和改善排放。此外,進氣格柵可用于改善在某些車輛操作條件下的經過熱交換器的氣流,例如在熱環境條件下的怠速期間,其中翅片可以被打開以促進經過熱交換器的最大氣流。
傳統進氣格柵的一個缺點是它們經常采用制造復雜并且通常暴露在垃圾和環境污染物中的連桿機構和致動器。此外,傳統的進氣格柵常常需要翅片顯著折曲或彎曲,以便允許翅片安裝到框架,這導致組裝復雜,并且可能需要在某些部件之間設置更大的間隙。在此,增加的容限可能導致在某些操作條件下在使用期間發出響聲或產生其他噪聲。
此外,在某些車輛應用中,翅片可以相對較大,并且可能需要相應大的制造工具。因此,雖然相關技術中已知的進氣格柵組件通常對于其預期用途表現良好,但是本領域仍然需要耐久性有所改進的進氣格柵組件,其能夠在不同的車輛操作條件下表現一致,同時降低進氣格柵組件的部件的制造成本。
技術實現要素:
本發明克服了相關技術在用于調節朝向車輛的熱交換器的氣流的主動進氣格柵方面的缺點。主動進氣格柵包括適于鄰近車輛的熱交換器設置的框架。該框架包括帶有多個第一軸承孔的第一安裝件,與第一安裝件間隔開的第二安裝件,以及布置在安裝件之間的至少一個開口,以允許空氣通過該開口而朝向車輛的熱交換器。端蓋布置成固定至框架的第二安裝件,并且具有多個第二軸承孔。設置了多個葉片。每個葉片延伸穿過相對的縱向端之間的開口,并且在每個葉片的每個縱向端處形成接收器。端蓋軸承可操作地附接至每個葉片的每個縱向端。每個端蓋軸承具有被布置成由軸承孔中的一個可旋轉地接收的軸,以及遠離軸延伸的聯接器,其成形成固定至其中一個葉片的其中一個接收器以用于同時運動。聯動裝置將鄰近一個縱向端的葉片互連,使得葉片同時旋轉。致動器設置成與端蓋軸承中的至少一個具有轉矩轉移關系,使得致動器的旋轉經由聯動裝置被傳遞至每個葉片,從而開口中的每個葉片同時旋轉,以調節穿過開口朝向車輛的熱交換器的氣流。
此外,本發明涉及一種用于主動進氣格柵中的百葉窗子組件,主動進氣格柵被布置成調節穿過開口朝向車輛的熱交換器的氣流。主動進氣格柵具有框架和布置在開口的相對側上的一對安裝件,每個安裝件限定相應的軸承孔。百葉窗子組件包括在相對的縱向端之間延伸的葉片,在每個縱向端形成有接收器。設置一對端蓋軸承。每個端蓋軸承具有聯接器和軸,該聯接器成形成接合葉片的接收器中的一個,以便將端蓋軸承固定至葉片以用于同時運動,并且所述軸遠離聯接器延伸且布置成與主動進氣格柵的軸承孔中的一個可旋轉地接合。
以這種方式,主動進氣格柵的和百葉窗子組件通過促進顯著提高的組裝簡易性而克服了現有技術中的缺點。此外,進氣格柵組件和百葉窗子組件提供了減少制造和組裝成本的機會,同時在多種不同的車輛操作條件下保持耐用,可靠和無噪聲的性能。
本發明的其它目的、特征和優點將容易被理解,因為在閱讀了隨后結合附圖所作的描述之后,其將變得更好理解。
附圖說明
圖1是根據本發明的一個實施例的主動進氣格柵的立體圖,其中,主動進氣格柵被示出為安裝至車輛的前部。
圖2是根據本發明的一個實施例的圖1的主動進氣格柵的分解立體圖。
圖3是圖1和圖2的主動進氣格柵的頂側視圖。
圖4是沿圖3的線4-4截取的截面圖。
圖5是圖1-4的主動進氣格柵的一部分的局部立體圖,示出了具有安裝件的框架,安裝件固定用于支撐多個葉片子組件的端蓋。
圖6是圖5的主動進氣格柵的框架的一部分的局部立體圖。
圖7是圖5的端蓋和葉片子組件的局部分解立體圖,示出了多個葉片、多個凸輪端蓋軸和非凸輪端蓋軸以及聯動裝置。
圖8是圖7的端蓋、葉片和非凸輪端蓋軸承的局部分解立體圖。
圖9是圖7的凸輪端蓋軸承中的一個的立體圖。
圖10是圖7的非凸輪端蓋軸承中的一個的立體圖。
圖11是圖7的葉片中的一個的前側視圖。
圖12是根據本發明的另一實施例的葉片的前側視圖。
圖13是圖12的葉片的局部頂側視圖。
圖14是用于圖12-13的葉片的凸輪端蓋軸承的立體圖。
圖15是用于圖12-13的葉片的非凸輪端蓋軸承的立體圖。
具體實施方式
現在參考附圖,其中相同的附圖標記用于表示相同的結構,車輛的一部分在圖1中用20表示。車輛20包括大體上以22表示的熱交換器,該熱交換器安裝至鄰近車輛20的發動機艙的底盤支撐構件24,例如框架構件、支架、“芯支撐件”等。底盤支撐構件24具有上格柵開口26和下格柵開口26,以允許環境空氣被吸入并且冷卻熱交換器22。鄰近每個格柵開口26處,車輛20包括根據本發明的一個實施例的大體上以28表示的主動進氣格柵(activegrilleshutter)。主動進氣格柵組件28用于調節朝向車輛20的一個或多個熱交換器22的氣流,如下面更詳細地描述的。如圖所示,車輛20是客車,但也可以是其他任何類型的交通工具,例如重型卡車、火車、飛機、船舶、建筑車輛或設備、軍用車輛或任何其他類型的交通工具20,其調節到一個或多個熱交換器22的氣流。應當理解,車輛20是常規的并且不形成本發明的一部分,本發明指向主動進氣格柵28。
在圖1所示的代表性實施例中,熱交換器22定位在車輛20的前部,使得流過一個或多個格柵開口26的空氣可用于根據需要冷卻或者以其他方式調節流過熱交換器22的流體的溫度,例如在車輛20的使用期間或在車輛20已經關閉之后。本領域普通技術人員將理解,車輛20通常使用不同類型的多個熱交換器22來調節在內燃機中循環的各種流體的溫度,由此當較冷的環境空氣從風扇(未示出,但是在現有技術中通常已知)流過熱交換器22時,或者當車輛以一定速度行駛時,通常會從流過熱交換器22的流體中除去熱量。因此,應當理解的是,熱交換器22能夠以不同的方式被實現,并且能夠用于相應地冷卻不同類型的流體。作為示例,熱交換器22可以被實現為用于冷卻發動機冷卻劑的散熱器,用于冷卻發動機或變速器中的潤滑油的油冷卻器,用于冷卻來自渦輪增壓器或機械增壓器的增壓空氣的中間冷卻器,用于冷卻空調系統中的制冷劑的冷凝器等。
盡管圖1所示的車輛20示出了被實現為散熱器的熱交換器22,該散熱器位于車輛20的前部并且在上下格柵開口26和一對相應的主動進氣格柵組件28后面,但本領域普通技術人員將理解車輛20可以采用任何數量的任何合適類型的熱交換器22,其位于車輛20上鄰近任何合適數量的格柵開口26和/或主動進氣格柵組件28的任何適當位置,而不脫離本發明的范圍。此外,盡管主動進氣格柵組件28示意性地示出為可操作地附接至底盤支撐構件24,但是本領域普通技術人員將理解,一個或多個主動進氣格柵組件28能夠可操作地附接至或以其他方式集成到車輛20的任何合適的部分,而不脫離本發明的范圍。作為非限制性示例,主動進氣格柵28可以集成到車輛20的前飾板中,例如在保險杠罩或格柵罩(未示出,但是在相關技術中通常已知)的一部分中。
現在參見圖1-11,如上所述,主動進氣格柵28用于調節朝向車輛20的熱交換器22的氣流。為此,如圖2最佳所示,主動進氣格柵28包括在一個實施例中大體上標記為30的框架,其適于鄰近熱交換器22設置,并且構造成用于連接至車輛20的底盤支撐構件24。框架30具有大體上標記為32的具有多個第一軸承孔34的第一安裝件。框架30還具有大體上標記為36的與第一安裝件32間隔開的第二安裝件,以及大體上標記為38的至少一個開口,其布置在第一安裝件32和第二安裝件36之間以允許空氣穿過開口38而朝向車輛20的熱交換器22。端蓋40被設置,并且被布置成固定至框架30的第二安裝件36。端蓋40具有多個第二軸承孔42。在一個實施例中,設置多個葉片44,每個葉片在相對的縱向端46之間延伸穿過開口38。每個葉片44具有大體上標記為48的設置在各個縱向端46的接收器。設置多個端蓋軸承,其大體上標記為50。端蓋軸承50形成為與葉片44分離的部件,并且每個都具有大體上標記為52的聯接器,該聯接器成形成固定至其中一個葉片44的接收器48中的一個,用于與葉片44同時移動。端蓋軸承50各自還具有遠離聯接器52延伸的軸54,并且軸54被布置成由軸承孔34,42中的一個可旋轉地容納,使得葉片44能夠圍繞軸承孔34,42旋轉。在一個實施例中,葉片44和兩個端蓋軸承50協作,以限定適于在單個第一軸承孔34和單個第二軸承孔42a之間旋轉的百葉窗子組件55。在設置有多個葉片44(以及因此設置多個百葉窗子組件55)的情況下,聯動裝置56使在葉片44的共同縱向端46處的端蓋軸承50互連,從而葉片44同時旋轉。為此,采用大體上標記為58的致動器,以用于提供旋轉扭矩源。在一個實施例中,致動器58可操作地附接至鄰近第一安裝件32的框架30,并且可旋轉地聯接至端蓋軸承50中的一個,使得致動器58的旋轉通過聯動裝置56傳遞到每個葉片44,從而同時旋轉開口38內的葉片44,以調節穿過開口38朝向車輛20的熱交換器22的氣流。換句話說,致動器58設置成與端蓋軸承50中的至少一個具有轉矩平移關系,使得致動器58的旋轉經由聯動裝置56被傳遞至每個葉片44,從而同時旋轉開口38內的每個葉片44,以調節穿過開口38朝向車輛20的熱交換器22的氣流。將在下面更詳細地描述框架30、端蓋40、葉片44、端蓋軸承50、聯動裝置56和致動器58。
繼續參見圖2,在一個實施例中,端蓋40、葉片44、端蓋軸承50和聯動裝置56形成大體上標記為60的百葉窗組件,其被配置為穿過安裝件32,36之間的開口38而安裝到框架30中。在本文所示的代表性實施例中,框架30被構造成支撐在致動器58的相對縱向側上的一對百葉窗組件60,每個百葉窗組件60具有三個百葉窗子組件55。因此,在該實施例中,框架30包括一對第一安裝件32,一對第二安裝件36,以及相應的一對開口38,各個百葉窗組件60的葉片44延伸穿過該開口。
框架30通常是矩形形狀,并且包括縱向延伸的底壁62、縱向延伸并與底壁62豎直間隔開的頂壁64,以及在其端部處在底壁62和頂壁64之間延伸并且垂直于底壁62和頂壁64的側壁66。底壁62和頂壁64具有在其外表面上向外延伸的大體“x”形的桁架構件68。側壁66鄰近第二安裝件36定位,具有限定在其中的多個弓形凹部70,并且協作以將百葉窗組件60的端蓋40固定至框架30,如下面更詳細地描述的。框架30還包括一對內壁72,該內壁在致動器58的相對側上彼此縱向間隔開并且在底壁62和頂壁64之間豎直延伸。在此,內壁72分別形成第一安裝件32的一部分,使得每個都包括用于接收相應的百葉窗組件60的端蓋軸承50的軸54的多個第一軸承孔34中的一個(也參見圖6)。每個內壁72與一個側壁66、頂壁64和底壁62協作,以形成用于空氣從中穿過的開口38之一。如圖所示,開口38的形狀通常為矩形,但是可以具有任何合適的形狀或構造而不脫離本發明的范圍。
框架30還包括從鄰近第二安裝件36的每個側壁66垂直地延伸的端部凸緣74。如上所述,第二安裝件36構造成接收相應的百葉窗組件60的端蓋40,如以下更詳細的描述。框架30還包括通常用76表示的一個或多個固定特征,其形成為例如限定在端部凸緣74中的孔和/或從底壁62和/或頂壁64延伸的突起,其用于方便框架30附接至車輛20的底盤支撐構件24和/或其他部分。然而,本領域普通技術人員將理解,固定特征76能夠以足以固定到車輛20的任何合適的方式布置、配置或設置,而不脫離本發明的范圍。
框架30還包括大體上標記為78的擱架,其在內壁72之間縱向延伸并且在頂壁64和底壁62之間豎直延伸。擱架78隱藏致動器58,使其在使用中免于直接暴露于氣流,這也保護致動器58免于道路碎屑和其它污染物的影響。在此,擱架78、內壁72、底壁62和頂壁64協作,以限定大體上標記為80的致動器容座,其接收并固定鄰近第一安裝件32的致動器58。框架30由諸如塑料的剛性材料制成,并且由諸如注射成型的制造工藝形成為整體的,統一的單個部件。然而,本領域普通技術人員將理解,框架30可以以任何合適的方式制造,并且可以通過協作以支撐百葉窗組件60的任何合適數量的部件或結構特征來實現,而不脫離本發明的范圍。
現在參考圖2、圖7、圖8和圖11,如上所述,主動進氣格柵28包括延伸穿過開口38的多個葉片44。具體地,每個百葉窗組件60包括三個百葉窗子組件55,由此包括在代表性實施例中示出的三個葉片44。然而,從下面的描述中可以理解,主動進氣格柵28可以包括具有任何合適數量的葉片44的任何合適數量的百葉窗組件60,而不脫離本發明的范圍。百葉窗子組件55的葉片44被支撐在開口38中,并且圍繞相應的軸承孔34,42旋轉,以便于控制穿過各個開口38朝向熱交換器22的氣流,如上所述。
如圖11最佳所示,在一個實施例中,葉片44具有由具有大體上標記為82的一對相對的前緣部分的錐形輪廓限定的外表面81,以及大體上標記為84的拱形表面部分,該拱形表面部分在前緣部分82之間延伸并與前緣部分82匯合。在一個實施例中,在百葉窗組件60采用多個葉片44的情況下,葉片44被成形和布置成使得它們在某些構造中(例如其中葉片44被旋轉,以限制到熱交換器22的氣流)至少部分地彼此鄰接和/或鄰接框架30的一部分。這里,在一個實施例中,在前緣部分82過渡到拱形表面部分84并與其匯合的情況下,葉片44可以具有涂層,例如橡膠化的表皮涂層,其可以粘結、粘附、共擠出或以其它方式可操作地附接至葉片44的外表面的至少一部分,當阻擋氣流到熱交換器22時,其鄰接。
葉片44構造成在對應于特定應用的縱向端46之間具有預定長度,并且通過擠壓工藝制造成具有基本上恒定的橫截面,這使得葉片44的長度能夠被容易地調節,而基本上不增加制造費用。在一個實施例中,葉片44各自具有與外表面81間隔開的中空部86,該中空部成形成接納端蓋軸承50的聯接器52的至少一部分,如以下更詳細地描述的。在本文所示的代表性實施例中,葉片44各自具有與外表面81間隔開的且在橋接件88的相對側上彼此間隔開的一對中空部86。每個中空部86限定葉片44的相應內表面89。如下面更詳細地解釋的,在一個實施例中,中空部86形成接收器48的一部分,并且有助于便于連接至端蓋軸承50。在此,中空部86和橋接件88的尺寸和形狀設置成在使用中為葉片44提供相當大的剛度,同時使在制造期間使用的材料量最小化以及便于葉片44與具有不同構造的聯接器52的端蓋軸承50的連接,如下面更詳細地描述。應當理解,對于某些應用,葉片44可以省略橋接件88,并且由此可以采用單個中空部86和單個內表面89。
如圖7和8最佳所示,葉片44還包括保持孔90,該保持孔90通過鄰近每個縱向端46的拱形表面部分84形成。換句話說,保持孔90從葉片44的外表面81延伸到與中空部86連通。在本文所示的代表性實施例中,在每個葉片44的每個縱向端46處形成四個保持孔90。保持孔90例如通過鉆孔操作形成,該鉆孔操作可以與在葉片44的制造期間執行的切割操作同時發生。作為非限制性示例,保持孔90可以通過四個鉆頭接合單獨葉片44的相應縱向端46而形成,同時在已經形成和冷卻共同的擠壓件之后,每個逐步制造的葉片44被切割成預定長度。在此,在一個實施例中,保持孔90還形成接收器48的一部分,以有助于連接到端蓋軸承50,如下面更詳細地解釋的。
現在參見圖2和圖5-8,如上所述,每個百葉窗組件60包括具有多個第二軸承孔42的端蓋40,由此端蓋40構造成固定至框架30的第二安裝件36中的一個。在此,采用端蓋40,以助于將相應的百葉窗組件60安裝到框架30中,同時幫助將葉片44朝致動器58偏置。為此,如在圖7和8中最佳地示出,每個端蓋40包括大致矩形的基部92,其中限定了多個第二軸承孔42。端蓋40還包括一個或多個錐形對準引導件(大體上標記為94),其被造型和布置成將端蓋40引導至相應地成形的引導凹口中,該引導凹口大體上標記為96且形成第二安裝件36的一部分。在此,引導凹口96具有在框架30的側壁66和端部凸緣74之間延伸并與這兩者匯合的大致“c”形的輪廓,其與對準引導件94的錐形輪廓互補地成形,以便相對于框架30豎直和縱向地固定端蓋40(參見圖5)。
繼續參見圖5和圖8,端蓋40還包括從基部92延伸的一個或多個卡扣(大體上標記為98),以及從基部92延伸且與卡扣98間隔開的一個或多個定位筋(大體上標記為100)。在此,卡扣98具有從基部92延伸到卡扣端(大體上標記為102)的階梯式彎曲輪廓,使得卡扣98可以相對于基部92彎曲或者以其它方式彈性地移動,以便于安裝到第二安裝件36中(參見圖8)。為此,卡扣98還包括鄰近卡扣端102向外延伸的齒104。在此,齒104和卡扣98的部分接合在第二安裝件36的相應地成形的孔(大體上標記為106)中,其形成為鄰近引導凹口96(也參見圖6)。每個定位筋100又具有鄰接筋表面108,當端蓋40被固定時,該鄰接筋表面鄰接第二安裝件36的鄰近孔106的一部分。如圖5最佳所示,卡扣98的齒104和定位筋100的鄰接筋表面108配合,以防止端蓋40在固定到第二安裝件36時的側向運動。
每個端蓋40還包括大體上標記為110的彈簧夾指,其從鄰近每個第二軸承孔42的基部92延伸。每個彈簧夾指110是彈性柔性的并且具有彎曲的“l”形輪廓,該輪廓在第二軸承孔42中的一個上延伸到指端112,該指端112構造成鄰接端蓋軸承50的軸54的端部。如圖10所示,三個指端112中的兩個具有球根狀的輪廓,而一個具有更窄且非球根狀的輪廓。但是,本領域普通技術人員將理解,彈簧夾指110可以具有足以使端蓋軸承50和葉片44朝向致動器58偏置且便于安裝百葉窗組件60的任何合適的輪廓、形狀或構造,而不脫離本發明的范圍。在一個實施例中,端蓋40由諸如塑料的剛性材料制成,例如通過注塑成型,并且形成為整體的,統一的單個部件。
現在參見圖2-10,如上所述,百葉窗組件60包括多個端蓋軸承50,其具有用于固定至葉片44的接收器48的聯接器52。在一個實施例中,每個百葉窗組件60包括多個凸輪端蓋軸承50a和多個非凸輪端蓋軸承50b。換句話說,每個百葉窗子組件55包括一個葉片44,一個凸輪端蓋軸承50a和一個非凸輪端蓋軸承50b。在一個實施例中,每個凸輪端蓋軸承50a均都聯接至聯動裝置56,以便于葉片44的同時旋轉,如下面更詳細地描述的。在貫穿圖2-10所示的代表性實施例中,凸輪端蓋軸承50a的軸54支撐在鄰近第一安裝件32設置的第一軸承孔34中,并且非凸輪端蓋軸承50b的軸54被支撐在鄰近第二安裝件36設置的第二軸承孔42中。因此,聯動裝置56鄰近第一安裝件32設置(見圖2)。但是,本領域普通技術人員將從端蓋軸承50的后續描述中理解,葉片44的各個縱向端46上的一組或兩組端蓋軸承50可以是凸輪式的,并且由此一組或兩組端蓋軸承可以采用聯動裝置56,而不脫離本發明的范圍。
現在參考圖7、圖8和圖10,非凸輪端蓋軸承50b的一個實施例以各種取向示出。在此,每個非凸輪端蓋軸承50b均具有大體上標記為114的轂,軸54和聯接器52從該轂沿相反的方向延伸(參見圖10)。布置轂114,使其設置成鄰近或在框架30的弓形凹部70內(參見圖2和圖6)。
現在參見圖2、圖4、圖7和圖9,凸輪端蓋軸承50a的一個實施例以各種取向示出。在此,凸輪端蓋軸承50a類似地各自具有轂114,軸54和聯接器52從轂114沿相反的方向延伸。然而,凸輪端蓋軸承50a的轂114還包括凸輪轂部分116,該凸輪轂部分布置成鄰近或在框架30的弓形凹口(大體上標記為118)中,該弓形凹口鄰近第一軸承孔34而形成(參見圖2和圖6)。凸輪轂部分116還包括一個或多個止擋構件(大體上標記為120),其從凸輪轂部分116延伸并且布置成在葉片44的某些旋轉位置鄰接大體上標記為122的端部止擋件(例如,參見圖4)。在此,端部止擋件122鄰近第一安裝件32而形成,從框架30的弓形凹口118朝向第一軸承孔34延伸,并且布置成在葉片44的某些預定旋轉位置處與凸輪轂部分116的端部止擋件122鄰接,以便限制葉片44的旋轉。
如圖7所示,凸輪端蓋軸承50a的轂114和凸輪轂部分116協作以限定蛋形輪廓。在此,凸臺124從凸輪轂部分116朝向致動器58縱向地向外延伸,以便可旋轉地接合形成在聯動裝置56中的對應的聯動孔126,以促進每個百葉窗組件60的每個百葉窗子組件55的葉片44的同時旋轉,如上所述。如圖2和圖7所示,在一個實施例中,凸輪端蓋軸承50a中的一個包括從軸54延伸并與軸54匯合的驅動軸128。驅動軸128具有花鍵構造,其由致動器58的相應地成形的花鍵接收腔130接收,以便實現在致動器58和設置有驅動軸128的凸輪端蓋軸承50a之間的同時旋轉。因此,由致動器58產生的旋轉扭矩使該凸輪端蓋軸承50a旋轉,以及使葉片44和非凸輪端蓋軸承50b旋轉,它們協作以限定其各自的百葉窗子組件55。此外,由于聯動裝置56,旋轉被轉移至每個百葉窗子組件55,使得百葉窗組件60的每個葉片44同時旋轉。本領域普通技術人員將理解,可以考慮其他構造。作為非限制性示例,在一些實施例中,驅動軸128可以設置在非凸輪端蓋軸承50b上。
現在參見圖2-3,如上所述,致動器58用于選擇性地提供旋轉扭矩源,以通過聯動裝置56實現開口38中的葉片44的同時旋轉。致動器58是電動型的并且適于連接到電源(未示出,但是在相關技術中通常為已知的)。致動器58在每一相對側上采用花鍵接收腔130,以接收來自每個百葉窗組件60的端蓋軸承50中的一個的相應的花鍵槽驅動軸128,如上所述。致動器58通過鉤特征(未詳細示出)固定在框架30的致動器容座80中,鉤特征和適于促進與致動器58電連接的電線束連接器(未詳細示出)配合,以便以簡單且有效的方式將致動器58可操作地附接至框架30。然而,本領域普通技術人員將理解,致動器58可以以任何合適的方式附接或固定至框架30,而不脫離本發明的范圍。應當理解,致動器58在框架30內的取向有助于保護致動器58免受道路碎片的影響。還應當理解,致動器58可以連接到電子控制器(未示出,但是本領域中通常是已知的)以接收信號,從而響應于感測到的打開或關閉葉片44的狀態而移動葉片44,進而相應地調節到車輛20的熱交換器22的氣流。
在本文所示的代表性實施例中,為了便于附接至葉片44的接收器48,聯接器52采用至少一個支架(大體上標記為132)和/或至少一個突起(大體上標記為134)。支架132從轂114遠離軸54而朝向支架端136延伸。類似地,突起134從轂114遠離軸54朝向突起端138延伸。如下面更詳細地解釋的,支架132被配置成至少部分地接合鄰近縱向端46的葉片44的外表面81,并且突起134被配置成至少部分地設置在鄰近縱向端46的葉片44的中空部86內,以便固定接收器48和聯接器52,從而實現在葉片44和各個百葉窗子組件55的端蓋軸承50之間的同時運動,如上所述。下面將更詳細地描述支架132和突起134。
應當理解,聯接器52可以采用具有不同形狀、輪廓、布置等的多個支架132和/或突起134。例如,在圖10所示的非凸輪端蓋軸承50b的實施例中,設置了一對支架132和一對突起134,它們相對于軸54的旋轉以交替的方式彼此插入。
如上所述,在某些實施例中,一個或多個支架132被設置為聯接器52的一部分,以幫助將端蓋軸承50固定到葉片44的縱向端46。更具體地,支架132可用于防止或以其他方式限制在葉片44和相應的端蓋軸承50之間的側向運動。為此,在一些實施例中,例如在具有圖9中所示的凸輪端蓋軸承50a和圖10中所示的非凸輪端蓋軸承50b的情況下,設置一對支架132,每個支架132遠離軸54延伸,以限定相應的支撐表面140,該支撐表面140布置成鄰接葉片44的外表面81的一部分。在一個實施例中,支撐表面140至少部分鄰接鄰近縱向端46的葉片44的拱形表面部分84中的一個。支架132具有大致剛性的輪廓,其可以在轂114和支架端136之間沿一個或多個方向逐漸變小。應當理解,聯接器52可以設置有具有相似或不同構造、形狀和/或輪廓的任何合適數量的支架132。
如上所述,在某些實施例中,設置一個或多個突起134作為聯接器52的一部分,以幫助將端蓋軸承50固定到葉片44的縱向端46。在此,突起134也可以用于防止或以其他方式限制在葉片44和相應的端蓋軸承50之間的側向運動。為此,在一些實施例中,突起134被成形為由葉片44的中空部86中的一個容納,并且至少部分地接合由中空部86限定的內表面89的一部分。突起134類似地具有大致剛性的輪廓,其可以在轂114和突起端138之間的一個或多個方向上逐漸變小。在此,應當理解,聯接器52可以設置有具有相似或不同的構造、形狀和/或輪廓的任何合適數量的突起134。
為了限制或以其它方式防止在葉片44和端蓋軸承50之間的縱向脫離接合,在一個實施例中,聯接器52還包括大體上標記為142的止動結構,止動結構被成形成接合接收器48的保持孔90,保持孔進而形成在葉片44中,鄰近于縱向端46,并從外表面81延伸至與中空部86連通,如上所述。然而,從下面的描述中可以理解,止動結構142可以以多種不同的方式構造。
在圖7和圖9所示的凸輪端蓋軸承50a的代表性實施例中,聯接器52包括一對突起134,每個突起具有相應的止動結構142。在此,止動結構142與相應的突起134一體地形成,且在不同的方向上延伸,并且均具有大致圓形的圓角輪廓,該輪廓與形成在葉片44中的接收器48的保持孔90互補地成形。然而,可以考慮止動結構142和/或保持孔90的其他形狀和/或構造。在一個實施例中,止動結構142布置在軸54和突起端138之間。換句話說,止動結構142與轂114和突起端138間隔開。在凸輪端蓋軸承50a的這個代表性實施例中,兩個止動結構142各自分別容納在設置在葉片44的縱向端46中的一個處的四個保持孔90中的一個內。然而,可以使用其它布置。作為非限制性示例,可以采用單個止動結構142,可以在單個突起134上設置多于一個止動結構142,等等。
在一個實施例中,葉片44被成形和構造成,響應于止動結構142和由中空部86限定的內表面89之間的接合而至少部分地偏離突起134,并且經過進一步成形和構造成,當止動結構142接合在保持孔90內時彈性地朝向突起134返回。應當理解,這種構造有助于在接收器48和聯接器52之間的安裝,同時防止在安裝后端蓋軸承50從葉片44的縱向端46脫離接合。此外,雖然這種構造對于某些應用是有利的,例如在突起134是相對剛性的情況下,但是本領域普通技術人員將理解,本文中可考慮其它構造。
在圖7、圖8和圖10所示的非凸輪端蓋軸承50a的代表性實施例中,聯接器52還包括從突起端138延伸到舌部端146的彈性柔性舌部144。在這個實施例中,止動結構142形成在舌部144上并且布置在突起端138和舌部端146之間。在圖10所示的非凸輪端蓋軸承50b的代表性實施例中,每個突起134設置有一對舌部144,每個舌部均具有相應的止動結構142。在這個實施例中,聯接器54設置有四個止動結構142,每個止動結構142分別容納在設置在葉片44的縱向端46中的一個處的四個保持孔90中的一個內。然而,可以使用其它布置,如上所述。作為非限制性示例,每個突起134可以具有單個舌部144。作為進一步的非限制性示例,聯接器52可以設置有具有一對舌部144的單個突起134。此外,盡管在上述實施例中舌部144與突起134一體地形成并且從突起端138延伸,但是本領域普通技術人員將理解,可以采用其它構造。作為非限制性示例,舌部144可以從轂114延伸到舌部端146并且可以與突起134間隔開。
舌部144和突起134插入在葉片44的縱向端46處的中空部86中,使得在插入到中空部86中時每個突起134的舌部144朝向彼此偏轉,并且當止動結構142與葉片44的保持孔90縱向對齊時,舌部144彼此遠離地彈性返回,從而將端蓋軸承50固定到葉片44的縱向端46。雖然非凸輪端蓋軸承50b的每個舌部144被示出為具有相應的止動結構142,但是本領域普通技術人員將理解,在不脫離本發明的范圍的情況下,舌部144可以不同地布置或以其他方式配置,包括或不包括分配給每個舌部144的離散止動結構142。
應當理解,在不脫離本發明的范圍的情況下,端蓋軸承50能夠以多種不同的方式成形、配置或以其他方式布置。具體地,主動進氣格柵28可以采用具有聯接器52的端蓋軸承50,聯接器52構造成以足以可操作地附接至葉片44的接收器48的任何合適方式可操作地附接至葉片44的縱向端46。作為非限制性示例,凸輪端蓋軸承50a可以設置在葉片44的兩個縱向端46處。類似地,支架132和/或突起134能夠以多種不同的方式構造,使用或不使用離散的舌部144或止動結構142。此外,葉片44的接收器48能夠以多種不同的方式實現,而不脫離本發明的范圍。作為非限制性示例,葉片44可以采用實心橫截面,而沒有在縱向端46之間延伸的中空部86,并且可以在葉片44的縱向端46鉆一個或多個孔或凹口,以用作接收器48。此外,雖然聯接器52被構造成以彈性鎖定-止動構造接合接收器48,但是本領域普通技術人員將理解,端蓋軸承50可以在葉片44已經被擠壓之后以任何合適的方式可操作地附接至葉片44的縱向端46。作為非限制性示例,端蓋軸承50可以化學粘合、粘附,機械聯接、附接,或超聲焊接至葉片44的縱向端46。
如上所述,葉片的第二實施例在圖12和13中示出。從下面的描述中可以理解,葉片的第二實施例基本上類似于上面結合圖7、圖8和圖11所述的葉片44的第一實施例。因此,在下面的描述中,與葉片44的第一實施例的結構和部件相同或相對應的葉片的第二實施例的結構和部件設有增加了200的相同的附圖標記。此外,為了清楚和一致性,將僅詳細描述葉片44的第一實施例和葉片的第二實施例之間的具體差異。
現在參見圖12和13,用于主動進氣格柵28的葉片的第二實施例大體上以244示出。在此,如圖12所示,葉片244在縱向端246之間延伸,并且在每個縱向端246處采用接收器248。為此,接收器248可以類似地包括與外表面281間隔開并且限定內表面289(或者更具體地,由橋接件288分開的兩個內表面289)的一個或多個中空部286。在此,保持孔290也從外表面281延伸到與中空部286連通。此外,葉片244的第二實施例同樣設置有相對的前緣部分282以及拱形表面部分284。在此,葉片244的第二實施例的拱形表面部分284的形狀不同于葉片44的第一實施例的拱形表面部分284(比較圖12與圖11)。
此外,在葉片244的第二實施例中,密封部283可操作地附接至每個前緣部分282。密封部283被成形和/或布置成使得至少一個葉片244中的至少一個密封部分283鄰接框架30的至少一部分,以在操作中限制穿過開口38的氣流。密封部283還可以被配置和/或布置成在操作期間阻尼、最小化或以其它方式減少噪聲(例如,“咔嗒的響聲”)。在一些實施例中,例如在百葉窗組件60中采用了多個葉片244的情況下,一個葉片的密封部283能夠鄰接相鄰葉片244的一部分,以限制穿過開口38的氣流。密封部283具有大體t形的輪廓,并且例如通過共擠壓工藝與葉片244一體地形成。在一個實施例中,密封部283由與葉片244的限定接收器248的部分不同的材料制成。作為非限制性示例,密封部283可以由相對較軟的材料(例如橡膠)制成。然而,本領域普通技術人員將理解,密封部283可以由任何合適的材料制成具有任何合適的布置、形狀和/或構造。此外,盡管葉片244被示出為具有相對對稱的密封部283,但是本領域普通技術人員將理解,可以在葉片244的各個前緣部分282處設置不同形狀和/或構造的密封部283。
如圖13最佳所示,在葉片244的第二實施例中,接收器248還包括形成在縱向端246處的缺口291。在此,缺口291具有大致u形的輪廓并且限定至少一個缺口表面293。應當理解,缺口表面293可以由曲面、線性表面等限定,其可以離散地被限定或與另一表面全等。在此示出的代表性實施例中,缺口291被成形成使得缺口表面293具有線性表面和在其之間一致地延伸的圓形表面。缺口291和缺口表面293與端蓋軸承的第二實施例協作,如下所述。在圖12和13所示的葉片244的第二實施例中,在葉片244的每個縱向端246處設置兩個缺口291。雖然在每個縱向端246處的兩個缺口291具有相似的尺寸和形狀,但是本領域普通技術人員將理解,任一缺口291可以具有任何合適的輪廓。
如上所述,端蓋軸承的第二實施例在圖14和15中示出,其構造成接合上述葉片244的第二實施例。從下面的描述中可以理解,端蓋軸承的第二實施例基本上類似于上面結合圖7-10所描述的端蓋軸承50的第一實施例。因此,在下面的描述中,與端蓋軸承50的第一實施例的結構和部件相同或相應的端蓋軸承的第二實施例的結構和部件設有增加了200的相同的附圖標記。此外,為了清楚和一致性,將僅詳細描述端蓋軸承50的第一實施例與端蓋軸承的第二實施例之間的具體差異。
現在參見圖14和15,用于與主動進氣格柵28使用的端蓋軸承的第二實施例大體上以250示出。更具體地,在圖14中示出了凸輪端蓋軸承250a的第二實施例,非凸輪端蓋軸承250b的第二實施例在圖15中示出。在此,圖14-15中所示的兩個端蓋軸承250設置有聯接器252,每個聯接器構造成附接至上面結合圖12-13所述的葉片244的第二實施例的接收器248。為此,圖14所示的凸輪端蓋軸承250a和圖15所示的非凸輪端蓋軸承250b兩者的聯接器252都設有適于可旋轉地容納在延伸至轂314的軸承孔34,42中的軸254。在此,端蓋軸承250的聯接器252均包括六個支架332,支架從轂314延伸到相應的支架端336并且均限定相應的支撐表面340,用于與葉片244的外表面281接合。此外,端蓋軸承250的聯接器252均具有從轂314延伸到相應的突起端338的兩個突起334。
每個突起334類似地設有成形和布置成用于接合在葉片244的保持孔290中的一個內的相應的止動結構342。雖然端蓋軸承50的第一實施例的聯接器52包括具有如上面結合圖9和圖10所述的圓形的圓角輪廓的止動結構142,但是端蓋軸承250的第二實施例的聯接器252包括具有朝向突起端338漸縮的細長圓形輪廓的止動結構342。在此,如圖15最佳示出的,止動結構342由成形成接合保持孔290的圓形鄰接邊緣343和布置在鄰接邊緣343和突起端338之間的斜坡邊緣345限定。可以理解的是,這種構造有助于將聯接器252安裝到接收器248中,由此斜坡邊緣345與葉片244的內表面289的接合有助于使葉片244彈性地偏離突起334,如上文結合第一實施例更詳細地描述的。然而,本領域普通技術人員將理解,止動結構342可類似地設置有足以將聯接器252保持到接收器248的任何合適的輪廓、形狀或布置。
端蓋軸承250的第二實施例的聯接器252還均設置有成形成用于與上述葉片244的缺口291接合的鍵348。更具體地,鍵348限定了鍵表面350,鍵表面350布置成當端蓋軸承250固定至葉片244時,其鄰接缺口291的缺口表面293。在此,鍵348具有與缺口291的u形輪廓互補的大致圓矩形的輪廓。如圖14和15所示,端蓋軸承250設置有聯接器252,每個聯接器包括一對鍵348,其被成形和布置成接合在葉片244的各個縱向端246處的相應的一對缺口291,如上所述。
在操作中,當車輛20被驅動時,氣流撞擊在主動進氣格柵28上。可以由電子控制器(未示出)驅動或以其它方式選擇性地控制的致動器58使端蓋軸承50的花鍵驅動軸128旋轉,這進而經由聯動裝置56實現在開口38內的葉片44,244的同時旋轉,如上所述。葉片44,244可以移動到完全關閉位置,完全打開位置,或兩者間多個位置中的一個處。此外,葉片44,244能夠在不同的預定車輛20操作條件期間或之間移動到不同的旋轉位置。作為非限制性示例,當車輛20以一定速度行駛時,葉片44,244可以旋轉到完全關閉位置,以減小氣動阻力。類似地,葉片44,244可以在所謂的“熱空轉”狀態期間,或在車輛20已經關閉之后旋轉到完全打開位置,由此能夠采用電風扇(未示出,但是本領域中通常是已知的)從車輛20的發動機艙中移除熱量。通過進一步的非限制性示例,葉片44,244可在所謂的“冷啟動”操作條件期間旋轉到完全關閉位置,以幫助車輛20的發動機快速預熱,從而減少燃料消耗并有助于改善排放。
以這種方式,本文所述的主動進氣格柵28和百葉窗子組件55有助于顯著降低制造成本,同時提供在使用中改進的耐用性、強度和功能性的機會。具體地,本領域普通技術人員將理解,葉片44,244可利用比使用常規方法提供的葉片少得多的材料制造,其中制造工具和工藝有助于降低部件成本,重量和制造/組裝復雜。此外,應當理解,葉片44,244的長度可以容易地改變或調整以適應多種不同的車輛20應用,而不會顯著增加制造成本,并且不需要為不同應用創造新的工具。此外,本領域普通技術人員將理解,百葉窗組件60的模塊化構造能夠使其相對容易地安裝到框架30中,同時確保葉片44,244被適當地偏置并且在多種不同的車輛20和/或熱交換器22的操作條件下保持耐用、可靠和無噪聲的性能。
已經例證的方式描述了本發明。應當理解,已經使用的術語性質上是描述性的詞,而不是限制性的。根據上述教導,本發明的許多修改和變型都是可能的。因此,在所附權利要求的范圍內,本發明能夠以不同于所具體描述的來實施。