主动格栅的可扩展设计的制作方法

本申请要求于2016年8月12日提交的美国临时申请no.62/374,375的权益。上述申请的公开内容通过参引并入本文中。

本发明涉及主动进气格栅，所述主动进气格栅是可扩展且多功能的并且使用成本有效的制造方法和通用的部件设计以降低开发成本和计划成本。

背景技术：

已经作出各种尝试来优化对各个汽车部件的冷却。所开发的各种装置中的一些装置已被设计成对遍及汽车的发动机舱的空气流进行控制，使得期望的热量被从发动机、传动装置以及其他产生热的部件转移走，以维持最佳的操作温度。

还期望使发动机在发动机启动之后尽快达到正常操作温度。当发动机具有与周围环境大致相同的温度并且被起动时，发动机的燃料效率最低(特别是在启动期间以及周围环境的温度较低的时候)。降低的燃料效率被认为是期望使发动机非常迅速地达到最佳操作温度的原因。在这些条件下，不期望将热从发动机和发动机周围的各个部件移走，并且因此，设计成对围绕发动机的空气流进行控制的装置在这些装置不从启动的发动机移走热的情况下被更有益地使用。

已开发的主动格栅系统实现为框架，该框架通常被模制为完整的部件。结果是，当前的主动进气格栅组件需要大量的加工投入并且通常是一辆车独有的。当前设计的缺点在于：对于每个新计划(program)都需要开发新的设计并且需要重新加工。另外，一件式框架由于其大部分是空的空间而具有低的运输密度。此外，如果主动格栅系统应用需要另外的叶片或不同的基部空气流，则必须模制并运输全新的框架。因此，期望提供一种可扩展且多功能的框架，该框架使用成本有效的制造方法和通用的部件设计以降低开发成本和计划成本(programcost)。还期望开发由于各个部件可以更紧密地堆叠在一起而将使运输密度增大的可扩展/可叠缩设计。

技术实现要素：

本发明允许使用可以用来在不需要重新开发或新的加工的情况下适合不同尺寸和形状的多个计划的成本有效的制造方法和通用的部件设计。

本发明涉及具有组装式模块化框架的主动进气格栅装置，该主动进气格栅装置具有通过挤压而形成的多个主框架件。所述多个主框架件中的每一个主框架件均具有第一端部、第二端部和在第一端部与第二端部之间延伸的至少一个键槽。所述多个框架件中的每个框架件还包括中空孔，该中空孔延伸穿过所述多个主框架件中的每一个主框架件，从而形成第一端部处的孔口和第二端部处的孔口。在组装模块化框架时，存在上框架部分和下框架部分，上框架部分和下框架部分两者均由所述多个主框架件中的一个主框架件形成。

马达壳体在上框架部分与下框架部分之间延伸，并且具有形成在马达壳体上的两个或更多个叶片孔口。马达壳体通过注塑成型而形成。还提供了通过注塑成型而形成的多个副框架件，其中所述多个框架件中的每个框架件均具有上突出部和下突出部。副框架件中的一个副框架件用作第一端盖，并且所述多个副框架件中的另一副框架件为第二端盖。通过将上突出部滑入形成在上框架部分的第一端部处的孔口中并将下突出部滑入形成在下框架部分的第一端部处的孔口中来连接第一端盖。通过将上突出部滑入上框架部分的第二端部的孔口中并将下突出部滑入下框架部分的孔口中来连接第二端盖。一旦组装完毕，模块化框架就限定可供空气通过的一个或更多个孔口。

组装式模块化框架还包括通过挤压而形成的多个叶片。所述多个叶片中的每一个叶片以可旋转的方式定位在由组装式模块化框架形成的所述一个或更多个孔口内，以用于控制流动通过所述一个或更多个孔口的空气的量。多个叶片中的每个叶片的第一端部以可旋转的方式连接至第一端盖或第二端盖中的一者，并且所述多个叶片中的每个叶片的第二端部以可旋转的方式连接至马达壳体。在多个叶片之间还连接有传动机构，以用于使所述多个叶片响应于容纳在马达壳体中并且与所述多个叶片中的至少一个叶片连接的马达的致动而在闭合位置与打开位置之间旋转。

通过下文提供的详细描述，本发明的其他应用领域将变得清楚。应当理解的是，尽管详细描述和具体示例指示了本发明的优选实施方式，但是其仅意在说明的目的而并不意在限制本发明的范围。

附图说明

通过详细描述和附图将更充分地理解本发明。

图1是根据本发明的一个实施方式的模块化框架的一部分的立体分解图。

图2是根据本发明的另一实施方式的具有一种形状的模块化框架的立体图。

图3是根据本发明的具有第二种形状的模块化框架的立体图。

图4示出了本发明的与模块化框架分离的替代性端盖。

图5是示出了本发明的部件的包装密度的立体图。

图6是连杆与多个叶片中的一个叶片之间的连接的放大立体图。

图7是具有开口的连杆和形成在模块化框架的中心杆上的凸轮表面的后视立体图。

图8是主框架件与副框架件之间的锁定凸片的放大图。

图9是根据本发明的单个挤压叶片的侧视立体图。

图10是根据本发明的一个实施方式的模块化框架的横截面侧视图。

图11是示出了本发明的各个部件的包装密度的侧视立体图。

图12a是模块化框架的一个侧部的局部立体分解图。

图12b是主框架件和安置在主框架件内的端盖的突出部的一部分的横截面侧视图。

图13示出了连接有端盖的单个叶片的立体侧视图。

具体实施方式

以下对优选实施方式的具体描述本质上仅是示例性的，并绝非意在限制本发明及其应用或用途。

现在参照图1至图5，根据本发明的模块化主动进气格栅装置10被示出为包括用于形成不同模块化框架的不同尺寸的部件。图1、图2和图4示出了具有通常是矩形的第一形状的模块化框架12、12’。图3和图5示出了具有弯折部11的具有第二形状的模块化框架12”。在图2中，模块化框架12’具有尺寸相同的两个孔口13，而在图3中，存在与图2中所示的孔口13相同的一个孔口13，并且存在具有不同形状的第二孔口13’，其中，由于弯折部11的存在，孔口13’的一部分具有较小的宽度。通过尺寸不同的主框架件、副框架件和叶片可以产生不同的形状，如将在下面更详细地描述的。

每个模块化框架12、12’、12”均具有通过挤压或注塑成型而形成的主框架件14，其中，多个主框架件14中的每一个主框架件均具有第一端部16和第二端部18。中空孔20延伸穿过所述多个主框架件14中的每一个主框架件，从而形成主框架件14的第一端部16处的孔口和主框架件14的第二端部18处的孔口。每个主框架件14可以在模块化框架12、12’、12”中的几个不同位置可互换地使用。如图1、图2和图4所示，组装式模块化框架12、12’的上框架部分26由所述多个主框架件14中的至少一个主框架件形成，并且组装式模块化框架12、12’的下框架部分28由所述多个主框架件14中的至少一个主框架件形成。图3、图5和图11示出了具有中空孔24(如图5所示)的替代性框架件22，该中空孔24在替代性框架件22的第一端部52与第二端部54之间延伸。替代性框架件22的长度短于上框架件26或下框架件28的长度。另外，根据所期望的模块化框架12、12”的形状，替代性框架件22可以代替下框架部分28而使用。也可以将上框架部分26和下框架部分28两者与单独的替代性框架件22互换，该单独的替代性框架件22是用来形成模块化框架12、12’、12”的一组部件(如图11所示)的一部分。

模块化框架12、12’包括马达壳体30，该马达壳体30通过注塑成型而形成，并且该马达壳体30具有形成在马达壳体30的每个侧部上的用于将从动叶片37连接至马达42的两个或更多个马达孔口32。多个叶片通常指叶片并且还包括连结叶片36、从动叶片37和替代性叶片39。还存在从马达壳体30延伸的两个或更多个枢轴柱33，所述两个或更多个枢轴柱33用于滑入形成在连结叶片36的端部上的孔口34中。这允许连结叶片36在枢轴柱33上旋转。从动叶片37不连接至枢轴柱33或马达壳体，而是经由轴44由马达42直接驱动，轴44穿过马达壳体30的马达孔口34而连接。所示出的轴44连接至从动叶片37的孔口34，然而，轴44可以从马达42延伸或具有一些其他形式。当从动叶片37旋转时，旋转力通过呈具有柱40的连杆38形式的传动机构而传输至连结叶片36，柱40构造成滑入多个叶片36和从动叶片37中的一者上的孔口34中的一个孔口中。连杆38相对于轴线a(如图4所示)向上及向下移动，同时允许多个叶片36和从动叶片37围绕连杆38的相应的柱40和马达壳体33上的柱33旋转。如图1最佳地示出的，马达壳体30具有凸轮表面48，该凸轮表面48与连杆38上的柱40接触，以用于在叶片36、37于打开位置与闭合位置之间旋转时引导连杆38的竖向运动。图3和图5示出了具有相同的孔口34的替代性叶片39、以及从动叶片37或多个叶片36，唯一区别在于：叶片39的长度比图1、图2和图4所示的叶片的长度短。

模块化框架12、12”还包括通过注塑成型而形成的多个副框架件28。所述多个副框架件28包括第一端盖56和第二端盖58，第一端盖56和第二端盖58各自具有上突出部50和下突出部52。第一端盖56在上突出部50处连接至上框架件26。第一端盖56还在下突出部51处连接至下框架件28。所述多个副框架件34的第二端盖58通过将上突出部50滑入上框架件26的第二端部18中而连接至上框架件26。第二端盖58通过将下突出部51滑入下框架部分28的第二端部18中而连接至下框架件28。

图4示出了另一种类型的副框架件，该副框架件是具有与第一端盖56和第二端盖58不同的形状的替代性端盖60，该替代性端盖60实现形状不同的组装式模块化框架12”。替代性端盖60具有上突出部50’，该上突出部50’构造成在替代性上框架件22的第一端部52和下框架部分28的第二端部18处滑入孔口24中。尽管示出了单个替代性端盖60，但是在本发明的范围内，可以根据特定的应用而使用多于一个的替代性端盖。替代性端盖60具有上竖向部分62、下竖向部分64和连接在上竖向部分62与下竖向部分64之间的水平部分66，上竖向部分62具有上突出部50’，下竖向部分64具有下突出部51’，其中替代性端盖60能够与第一端盖56和第二端盖58互换。

当第一端盖56、第二端盖58或替代性端盖60连接至上框架件26、下框架件28或替代性框架件22时，由马达壳体30、第一端盖56、第二端盖58、替代性端盖60(如图4所示)、上框架件26、替代性框架件22(如图4所示)和下框架件28限定组装式模块化框架12、12’、12”的孔口13、13’。孔口13、13’通过全部由马达42提供动力的多个叶片的旋转而打开及闭合，这些叶片为从动叶片37、连结叶片36和替代性叶片39。

现在参照图12b，示出了上框架26或替代性上框架22的第二端部18的横截面视图。在中空孔20内，第二端盖58或替代性端盖60的上突出部50、50’被示出为安置在中空孔20内。与所有其他的主框架件14相同，上框架26或替代性上框架22包括用于接纳密封件70的多个键槽68，该密封件70用来密封主动进气格栅装置10并防止空气围绕主动进气格栅装置10流动。键槽68允许附接各种部件，包括车辆雷达系统或运动传感器。橡胶叶片或密封件70也被附接，该密封件70在附图中示出并且被挤压成具有构造成能够在键槽68内滑动的匹配的t形横截面。可以通过使用多功能的键槽特征而附接的另外的部件包括本体附接支架、气密密封件、仪表板支承件、线束夹、fpm子结构件等。

图13描绘了替代性实施方式，示出了能够用来与所示出的连结叶片36、从动叶片37或替代性叶片39中的每一者连接的端盖72。在该特定实施方式中，叶片中的每个叶片均具有单个中空通道74并且延伸穿过多个叶片36、从动叶片37或替代性叶片39的长度，其中，端盖72具有突出部76，该突出部76构造成在叶片的每个端部处滑入单个中空通道74中。端盖72中的每个端盖均通过注塑成型而形成并且包括柱78，该柱78构造成滑入形成在马达壳体30和连杆38上的孔口中，这些孔口代替连杆38上的柱40和马达壳体30上的柱33而使用。

现在参照图4和图5，叶片36、37、39的相反侧部上的枢轴柱78构造成滑入形成在第一端盖56、第二端盖58或替代性端盖60上的孔口80中，在这样的特定实施方式中，在马达壳体30的每个侧部上形成有凸轮表面82，并且在第一端盖56、第二端盖58或替代性端盖60上形成有凸轮表面84、84’，这些凸轮表面82、84、84’用于在叶片36、37、39的旋转期间对柱78中的一个柱进行引导。在图2至图5、图12a和图13中可以看到在叶片上使用端盖72的这样的替代性实施方式。

现在参照图11，组装之前的主动进气格栅装置具有高的包装密度。图11示出了长度可以被截短以形成替代性框架件22的主框架件14。主框架件14可以紧密地堆叠在一起，从而允许更大的运输密度。图11还示出了同样可以紧密地堆叠在一起以用于运输目的的连结叶片36和从动叶片37的堆叠。另外，替代性叶片39可以通过取出连结叶片36中的一个连结叶片并将其长度截短而形成。

同样在本发明的范围内的是，模块化框架套件的部件能够以其他组合的形式使用，以形成具有根据所使用的不同部件而变化的高度、宽度和形状的其他模块化框架结构。另外在本发明的范围内的是，模块化框架套件能够具有更多或更少数目的尺寸不同的替代性部件，并且并不仅限于所示出的替代性部件。因为由长度不同的部件组装而成的模块化框架12、12’、12”可以具有不同的尺寸，所以模块化框架套件为各种部件提供了极大的多功能性。这允许模块化框架12、12’、12”与车辆上的主动进气格栅装置中遇到的且结合主动进气格栅装置的各种变体一起使用。这也通过允许类似的部件相较于对于一件式模块化框架所可能实现的情况更紧密地包装在一起而增大模块化框架的部件的运输密度。增大的运输密度在图4中示出。

本发明的另一独特特征是可以使用不同的方法制造各种部件。例如，主框架件和马达壳体以及传动构件可以使用注塑成型来形成，而主框架构件和叶片可以使用挤压方法来形成。这极大地减少了制造主动格栅组件所涉及的总成本量。还将允许的是主动格栅组件的可扩展性，这是由于可以容易地制造不同形状和尺寸的组装式模块化框架。另外，单独形成部件还允许使用不同的材料，这增加了主动格栅系统的结构能力。例如，叶片可以由与端盖或上框架构件和下框架构件不同的材料制成。在本发明的一个实施方式中，主框架件和叶片由玻璃填充的聚丙烯或尼龙材料制成，而马达壳体和端盖由聚丙烯或丙烯腈丁二烯苯乙烯(abs)材料制成。任何要被附接至键槽特征的密封件都可以被挤压并且由橡胶硅胶或与较硬的聚合物材料相比更为合适的任何其他期望的材料制成。

现在参照图10，在本发明的另一方面，上框架构件26和下框架构件28包括中空孔20。从动叶片37和连结叶片36还具有中空通道74，这可以通过使用挤压来形成叶片而实现。中空孔20和中空通道74减小了模块化框架12、12’的重量，这对于许多应用而言是期望的。

现在参照图8，示出了使用锁定凸片将一个主框架件14连接至一个副框架件28的方法。主框架件14具有形成在主框架件14上的钩84，该钩84用来保持形成在副框架件28上的弹性凸片86。钩84和弹性凸片86一起形成卡扣凸片构型，该卡扣凸片构型能够在没有单独的紧固件或粘合剂的情况下将主框架件14和副框架件28保持在一起。所使用的锁定凸片的数目将取决于模块化框架12、12’、12”的部件的位置和数目。锁定凸片还可以加上粘合剂或紧固件来使用，其中，在使用诸如粘合剂或紧固件的其他附接件的情况下，卡扣凸片构型用于将主框架件14与副框架件28对准。