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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftklappenvorrichtung mit einer Luftdurchlassöffnung und mit einer zur Änderung des durchströmbaren Querschnitts der Luftdurchlassöffnung in dieser angeordneten beweglichen Klappenanordnung, die Klappenanordnung umfassend wenigstens eine um eine Drehachse verdrehbare Luftklappe, vorzugsweise eine Mehrzahl von jeweils um eine Drehachse verdrehbaren Luftklappen, zur Bildung einer Durchlassstellung der Klappenanordnung in einer Drehstellung der wenigstens einen verdrehbaren Luftklappe und zur Bildung einer Schließstellung der Klappenanordnung in einer anderen Drehstellung der wenigstens einen verdrehbaren Luftklappe, wobei der durchströmbare Querschnitt der Luftdurchlassöffnung in der Durchlassstellung größer ist als in der Schließstellung der Klappenanordnung, wobei in wenigstens einer verdrehbaren Luftklappe oder/und wobei in der Durchlassstellung zwischen wenigstens zwei verdrehbaren Luftklappen wenigstens eine durchströmbare Öffnung ausgebildet ist.
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Derartige Luftklappenvorrichtungen sind in der Automobiltechnik allgemein bekannt. Sie dienen in der Regel dazu, einen Funktionsraum, insbesondere den Motorraum eines Kraftfahrzeugs, gezielt für im Fahrbetrieb oder/und aufgrund von Lüfterbetrieb anströmende Luft erreichbar zu machen oder zu sperren. Durch Sperren des Funktionsraums für anströmende Luft wird eine konvektive Kühlung von Funktionsaggregaten im Funktionsraum verhindert. Somit kann gerade in Kaltstartphasen von Brennkraftmaschinen die Aufheizzeit bis zum Erreichen der Nenn-Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine verkürzt werden. Dies hilft, unerwünschte Emissionen der Brennkraftmaschine während der Kaltstartphase zu verringern.
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In der Regel sind die Klappenanordnungen durch eine Mehrzahl von verdrehbaren Lamellen gebildet, wobei die Lamellen parallel angeordnet sind und um zueinander parallele Drehachsen verdrehbar sind. Die Drehachsen müssen nicht notwendigerweise während der Verstellung der wenigstens einen Lamelle zwischen zwei unterschiedlichen Betriebsstellungen ortsfest sein, so dass der Verdrehung eine translatorische Bewegung überlagert sein kann oder/und sich der Abstand der Lamelle von der Drehachse mit der Stellung der Lamelle ändern kann. So kann die Verdrehung der wenigstens einen Lamelle Teil einer komplexen Verlagerung, etwa längs einer Kulisse, der Lamelle sein.
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Es sind jedoch auch Vorrichtungen mit veränderlichem durchströmbaren Querschnitt bekannt, bei denen bewegliche Lamellen zwischen feststehende Lamellen translatorisch verschoben werden können, was der oben genannten Schließstellung entspricht, oder hinter die feststehenden Lamellen verschoben werden können, sodass jeweils zwischen benachbarten feststehenden Lamellen eine Teil-Durchlassöffnung gebildet ist.
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Der Nachteil der oben genannten Luftklappenvorrichtungen mit schwenkbaren Klappenanordnungen liegt darin, dass sie ihr von außen wahrnehmbares Erscheinungsbild bei einer Verstellung der Klappenanordnung von der Schließstellung in die Durchlassstellung und umgekehrt erheblich verändern, sodass sie zur sicheren Bereitstellung eines einheitlichen Erscheinungsbildes des Kraftfahrzeugs unabhängig vom Betriebszustand der Luftklappenvorrichtung üblicherweise hinter einem im Wesentlichen unveränderlichen Ziergrill angeordnet werden. Somit ist zur Bereitstellung eines marktfähigen Kraftfahrzeugs ein weiteres Bauteil und ein weiterer Montageschritt erforderlich.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Luftklappenvorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass sie einen Teil eines möglichst unveränderlichen äußeren Erscheinungsbildes eines eine Luftklappenvorrichtung tragenden Kraftfahrzeugs bestimmen kann, und zwar unabhängig vom Betriebszustand der Luftklappenvorrichtung. Da im relevanten Markt Automobile von den Verbrauchern in der Regel auf Anhieb durch ihre äußere Erscheinung voneinander unterschieden werden, erfordert eine wirtschaftlich akzeptable Lösung der oben genannten Aufgabe, dass sich das von außen wahrnehmbare Erscheinungsbild der Luftklappenvorrichtung im am Fahrzeug montierten Zustand in der Schließstellung der Klappenanordnung und in deren Durchlassstellung in geringerem Umfang voneinander unterscheidet als dies im Stand der Technik der Fall ist.
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Die oben genannte Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst durch eine gattungsgemäße Luftklappenvorrichtung, bei welcher an wenigstens einer verdrehbaren Luftklappe wenigstens eine von einer Außenoberfläche der Luftklappe in Dickenrichtung verlaufende Vertiefung vorgesehen ist, welche sich in der Schließstellung der Klappenanordnung – bei Betrachtung der Luftklappenvorrichtung in der betriebs- und bestimmungsgemäßen Anströmrichtung als einer Bezugsrichtung – an einem Ort befindet, der sich bei Betrachtung in der Bezugsrichtung mit einem Ort wenigstens überlappt, an dem sich in der Durchlassstellung der Klappenanordnung – wiederum bei Betrachtung der Luftklappenvorrichtung in der Bezugsrichtung – eine durchströmbare Öffnung befindet.
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Die oben genannte Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung zusätzlich oder alternativ gelöst durch eine gattungsgemäße Luftklappenvorrichtung, bei welcher an wenigstens einer verdrehbaren Luftklappe eine Mehrzahl von von einer Außenoberfläche der Luftklappe in Dickenrichtung verlaufende Vertiefungen vorgesehen ist, von welchen wenigstens ein Teil, vorzugsweise ein Großteil, besonders bevorzugt alle, in der Schließstellung der Klappenanordnung – bei Betrachtung der Luftklappenvorrichtung in der Bezugsrichtung – eine Anordnung relativ zueinander aufweisen, die in der Durchlassstellung der Klappenanordnung – wiederum bei Betrachtung in der Bezugsrichtung – einer Anordnung einer Mehrzahl von durchströmbaren Öffnungen relativ zueinander entspricht.
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Durch die genannte erfindungsgemäße Weiterbildung der gattungsgemäßen Luftklappenvorrichtung ist die Grundlage dafür geschaffen, dass die Luftklappenvorrichtung unabhängig von der jeweils gewählten Betriebsstellung: Schließstellung oder Durchlassstellung, der Klappenanordnung ein zumindest ähnliches Erscheinungsbild bieten kann. Dabei soll es zur Erleichterung der Diskussion der vorliegenden Erfindung nur um das Erscheinungsbild gehen, welches bei Betrachtung in der betriebs- und bestimmungsgemäßen Anströmrichtung wahrgenommen wird. Diese Anströmrichtung soll Bezugsrichtung in der weiteren Diskussion der vorliegenden Erfindung sein. Diese betriebs- und bestimmungsgemäße Anströmung erfolgt bei fertig am Fahrzeug montierter Luftklappenvorrichtung in der Regel längs der Fahrzeuglängsrichtung von einem Bereich vor dem Fahrzeug zum Fahrzeug hin.
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Die vorliegende Anmeldung geht dabei davon aus, dass das Erscheinungsbild der Luftklappenvorrichtung bei Betrachtung in der Bezugsrichtung maßgeblich von der jeweils dargebotenen Oberfläche der Luftklappenvorrichtung bestimmt ist. Da der hinter der Luftklappenvorrichtung gelegene Funktionsraum, in der Regel der Motorraum, unbeleuchtet ist, ist für den üblicherweise lediglich flüchtig auf den Fahrzeuggrill blickenden Betrachter die die Klappenanordnung durchsetzende durchströmbare Öffnung von der Vertiefung nicht zu unterscheiden. Diese Ähnlichkeit von Vertiefung und Öffnung kann noch dadurch verstärkt werden, dass ein Boden der Vertiefung mit dunkler Farbe koloriert ist.
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Ein vor dem Fahrzeug stehender Betrachter wird somit dann, wenn sich die Klappenanordnung in der Schließstellung befindet, gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung auf die wenigstens eine Vertiefung blicken, welche sich bei Betrachtung in der Bezugsrichtung mit dem Ort wenigstens überlappt, an dem sich dann, wenn sich die Klappenanordnung in der Durchlassstellung befindet, eine durchströmbare Öffnung befindet.
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Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die im Wesentlichen gleiche Wirkung möglichst wenig bis gar nicht unterscheidbarer Erscheinungsbilder der Luftklappenvorrichtung in den genannten unterschiedlichen Betriebsstellungen erzielt, wenn die Relativanordnung der Vertiefungen zueinander in der Schließstellung der Klappenanordnung der Relativanordnung einer gleichen Anzahl von durchströmbaren Öffnungen in der Durchlassstellung der Klappenanordnung entspricht. In diesem Falle müssen sich Öffnungen und Vertiefungen nicht notwendigerweise bei Betrachtung in der Bezugsrichtung überlappen – wenngleich dies auch hier von Vorteil ist –, da bei einer entsprechend großen Anzahl von Vertiefungen bzw. durchströmbaren Öffnungen die bloße gleiche Relativanordnung den gleichen optischen Eindruck der Luftklappenvorrichtung unabhängig von ihrer Betriebsstellungen vermitteln kann.
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Besonders einfach kann die gleiche Relativanordnung von Vertiefungen einerseits und durchströmbaren Öffnungen andererseits erreicht werden, wenn die Abstände von Öffnungen zueinander in Betrag und Richtung die gleichen sind wie die Abstände von Vertiefungen zueinander. Beispielsweise kann das von der Luftklappenvorrichtung in ihrer Schließstellung bei Betrachtung in der Bezugsrichtung dargebotene Bild das gleiche Bild sein wie das in der Durchlassstellung bei Betrachtung der Bezugsrichtung dargebotene Bild, jedoch versetzt um eine zur Bezugsrichtung orthogonale Versatzrichtung. Ebenso kann das in der Schließstellung bei Betrachtung in der Bezugsrichtung dargebotene Bild das gleiche Bild sein wie das in der Durchlassstellung bei Betrachtung der Bezugsrichtung dargebotene Bild, jedoch verdreht um einen Winkel um eine zur Bezugsrichtung parallele Verdrehachse, vorzugsweise um 180°.
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Bevorzugt sind die jeweils in den unterschiedlichen Betriebsstellungen dargebotenen Bilder jedoch nicht relativ zu einander versetzt oder verdreht.
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Einander im Sinne der vorliegenden Anmeldung überlappende Öffnungen und Vertiefungen oder/und einander hinsichtlich ihrer Relativanordnung entsprechende Öffnungen und Vertiefungen sind nachfolgend als einander "zugeordnete" Öffnungen und Vertiefungen bezeichnet.
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Es müssen sich dabei nicht alle Vertiefungen jeweils mit einer durchströmbaren Öffnung überlappen, wenngleich dies bevorzugt ist. Es kann auch ausreichen, wenn sich lediglich ein Teil der Vertiefungen mit einem Teil der durchströmbaren Öffnungen überlappt. Dies gilt insbesondere dann, wenn eine Mehrzahl von Vertiefungen die gleiche Relativanordnung aufweist wie die gleiche Mehrzahl von durchströmbaren Öffnungen. Dabei kann die Bedingung des Überlappens umso weniger erfüllt sein, je mehr Vertiefungen und Öffnungen die gleiche Relativanordnung aufweisen. Umgekehrt kann gelten, dass je mehr Vertiefungen und Öffnungen sich in den jeweiligen Betriebsstellungen überlappen, vorzugsweise vollständig überlappen, desto weniger muss es auf die genaue Relativanordnungen der Vertiefungen und Öffnungen relativ zueinander ankommen.
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Im Zweifel ist die Relativanordnung ausgehend von den Mittelsenkrechten der Vertiefungen bzw. Öffnungen zu bestimmen.
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Vorzugsweise sind – bei Betrachtung in der Bezugsrichtung – im Falle eines Überlappens einer Vertiefung mit einer zugeordneten durchströmbaren Öffnung der in der Schließstellung der Klappenanordnung von der wenigstens einen Vertiefung eingenommene Ort und der in der Durchlassstellung der Klappenanordnung von der dieser Vertiefung zugeordneten durchströmbaren Öffnung eingenommene Ort deckungsgleich, sodass sich die beiden Orte nicht nur teilweise überlappen, sondern bevorzugt vollständig überdecken.
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Es sei dabei klargestellt, dass es zur Feststellung eines Überlappens der beiden genannten Ordner lediglich auf eine Projektion der wenigstens einen Vertiefung in der Schließstellung der Klappenanordung einerseits und der dieser zugeordneten durchströmbaren Öffnung in der Durchlassstellung der Klappenanordnung andererseits längs der Bezugsrichtung auf eine zur Bezugsrichtung orthogonale Projektionsebene ankommt. Es ist dabei insbesondere unerheblich, ob die beiden genannten Orte unterschiedliche Koordinaten in Fahrzeuglängsrichtung aufweisen oder nicht. Entsprechendes gilt für die Beurteilung der Relativanordnungen von durchströmbaren Öffnungen und Vertiefungen. Auch hierzu sind die Öffnungen bzw. die Vertiefungen in den entsprechenden Betriebsstellungen in der oben genannten Projektionsebene zu betrachten.
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Grundsätzlich kann die Klappenanordnung nur eine einzige Luftklappe aufweisen, von welcher in jeder Betriebsstellung: Durchlassstellung und Schließstellung, ein anderer Außenflächenabschnitt orthogonal oder nahezu orthogonal zur Bezugsrichtung orientiert ist und daher bei Betrachtung in Bezugsrichtung wahrnehmbar ist. In der Regel wird die Klappenanordnung jedoch eine Mehrzahl von Luftklappen aufweisen, um eine möglichst große Luftdurchlassöffnung bereitstellen zu können. Die Mehrzahl von Luftklappen ist vorzugsweise parallel zueinander angeordnet, mit vorzugsweise parallelen Drehachsen. Es sind jedoch auch nicht-parallel zueinander angeordnete Luftklappen denkbar. Diese können jeweils um Drehachsen schwenkbar sein, die nicht parallel zueinander sind.
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Um ein möglichst übereinstimmendes Bild der Luftklappenvorrichtung sowohl bei in die Schließstellung verstellter Klappenanordnung als auch bei in die Durchlassstellung verstellter Klappenanordnung bieten zu können, ist es vorteilhaft, wenn ein der Außenoberfläche nächstgelegener Rand der Vertiefung die gleiche Gestalt aufweist wie ein der Außenoberfläche nächstgelegener Rand der der jeweiligen Vertiefung zugeordneten Öffnung.
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Grundsätzlich soll zwar nicht ausgeschlossen sein, dass der der Außenoberfläche nächstgelegene Rand der Vertiefung eine andere Gestalt aufweist als der Rand der der Vertiefung zugeordneten durchströmbaren Öffnung. Hierdurch kann beispielsweise leichter zwischen den beiden Stellungen und damit den Betriebszuständen der Luftklappenvorrichtung unterschieden werden. Da mit der vorliegenden Erfindung jedoch im Wesentlichen das Ziel verfolgt wird, dass sich die von außen wahrnehmbaren Erscheinungsbilder der Luftklappenvorrichtung in ihren beiden Betriebsstellungen möglichst wenig unterscheiden, ist dies weniger bevorzugt.
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Ebenfalls bevorzugt ist, dass eine die Vertiefung radial außen einfassende Wandung im Wesentlichen die gleiche Gestalt aufweist, wie die Wandung der dieser Vertiefung zugeordneten durchströmbaren Öffnung. Auch dies dient der Vereinheitlichung des äußeren Erscheinungsbildes der Luftklappenvorrichtung in ihren genannten Betriebsstellungen.
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Konstruktiv kann die oben definierte Überlappung an einer Luftklappe der Klappenanordnung dadurch realisiert sein, dass die mit der wenigstens einen Vertiefung versehene Luftklappe zwei im Wesentlichen zur Drehachse der Luftklappe parallele Schenkel aufweist, welche zwischen sich einen Winkel um eine Parallele zur Drehachse einschließen, von welchen Schenkeln der eine als Durchlass-Schenkel in der Durchlassstellung einen größeren Winkel mit der Bezugsrichtung einschließt als der jeweils andere und von denen der andere als Schließ-Schenkel in der Schließstellung einen größeren Winkel mit der Bezugsrichtung einschließt als der Durchlass-Schenkel.
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Die beiden genannten Schenkel können Teil eines Prismas sein, das einen zwischen Drehlagersellen der Luftklappe gelegenen Körper der wenigstens einen Luftklappe bilden kann. Jeder Schenkel kann beispielsweise durch eine andere Außenfläche des Prismas gebildet sein. Zur Erleichterung der Bildung von durchströmbaren Öffnungen und zur Deaktivierung derselben in der Schließstellung kann das Prisma massiv ausgebildet sein. Das Prisma kann beispielsweise einen dreieckigen oder viereckigen Querschnitt aufweisen. Die Prismenachse ist dabei vorzugsweise die Drehachse der Luftklappe oder parallel zu dieser. Die Schenkel können jedoch auch nur einen Körper mit L-förmigem Querschnitt bilden. Letzteres ist aus Gewichtsgründen bevorzugt.
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So kann beispielsweise der Durchlass-Schenkel in der Durchlassstellung im Wesentlichen die gleiche Relativstellung relativ zur Luftdurchlassöffnung einnehmen, wie der Schließ-Schenkel in der Schließstellung. Die Verdrehung einer Luftklappe um ihre Drehachse zur Verstellung der Luftklappe zwischen Schließstellung und Durchlassstellung ist dann vorteilhafterweise eine Verdrehung, um den Durchlass-Schenkel in der Durchlassstellung der Klappenanordnung zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, an jenen Ort zu verbringen, den zuvor der Schließ-Schenkel in der Schließstellung der Klappenanordnung eingenommen hat, und umgekehrt.
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Bevorzugt ist daher die wenigstens eine Vertiefung im Schließ-Schenkel vorgesehen, da die Vertiefung dann von außen wahrnehmbar sein soll, wenn sich die Klappenanordnung in der Schließstellung befindet. Da dann der Schließ-Schenkel einen größeren Winkel, vorzugsweise einen rechten Winkel oder einen nahezu rechten Winkel, mit der Bezugsrichtung einschließt als der Durchlass-Schenkel, ist zur Wahrnehmung der wenigstens einen Vertiefung diese eben vorteilhafterweise im Schließ-Schenkel ausgebildet.
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Aus den gleichen Gründen ist vorteilhafterweise die wenigstens eine der wenigstens einen Vertiefung zugeordnete Öffnung im Durchlass-Schenkel ausgebildet.
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Bevorzugt sind die wenigstens eine Vertiefung und ihre wenigstens eine zugeordnete durchströmbare Öffnung an derselben Luftklappe ausgebildet. Hierdurch können die Verstellwege zur Verstellung (Verdrehung) der Klappenanordnung zwischen der Schließstellung und der Durchlassstellung kurz gehalten werden. Außerdem ist dann ein möglichst vollständiges Überlappen von Vertiefung und zugeordneter Öffnung besonders einfach erreichbar.
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Alternativ oder zusätzlich kann der Durchlass-Schenkel mit einer von der Breite des Schließ-Schenkels abweichenden Breite ausgebildet sein, um gemeinsam mit einer unmittelbar benachbarten Luftklappe die der wenigstens einen Vertiefung zugeordnete Öffnung zu bilden. In dem hier genannten Fall kann die durchströmbare Öffnung mit vorteilhaft großer Öffnungsfläche als sich längs der Längsrichtung der Luftklappe erstreckender Spalt zwischen zwei unmittelbar benachbarten Luftklappen ausgebildet sein. Der Spalt kann in Längsrichtung der Luftklappen unterbrochen sein.
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In dieser zuletzt beschriebenen Alternative ist die wenigstens eine Vertiefung an einer der beiden Luftklappen ausgebildet, die auch in der Durchlassstellung der Klappenanordnung gemeinsam die der wenigstens einen Vertiefung zugeordnete durchströmbare Öffnung bilden.
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Zur Klarstellung sei angemerkt: die axiale Richtung längs der Drehachse einer Luftklappe sei in der vorliegenden Anmeldung ihre Längsrichtung. Eine zur Längsrichtung orthogonale Richtung, die die Spannweite der Luftklappe oder des betreffenden Luftklappen-Schenkels abmisst, sei die Breitenrichtung der Luftklappe bzw. des Luftklappen-Schenkels und eine sowohl zur Längsrichtung als auch zur Breitenrichtung orthogonale Richtung, die im Wesentlichen die Materialstärke der Luftklappe bzw. des Luftklappen-Schenkels abmisst, sei in der vorliegenden Anmeldung die Dickenrichtung der Luftklappe bzw. des Luftklappen-Schenkels.
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Die beiden genannten Schenkel einer Luftklappe: Schließ-Schenkel und Durchlass-Schenkel haben in der Regel eine gemeinsame Längsrichtung, aber keine gemeinsamen Breitenrichtungen. Ihre Breitenrichtungen schließen in der Regel im Wesentlichen den gleichen Winkel um eine Parallele zur Drehachse der Luftklappe ein wie die beiden Schenkel insgesamt.
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Da die beiden Schenkel einer Luftklappe auch um eine zur Drehachse parallele Krümmungsachse gekrümmt ausgebildet sein können, kann die Dickenrichtung eines Schenkels lokal variieren.
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Um in der Schließstellung eine möglichst dicht verschlossene Luftdurchlassöffnung zu erreichen und gleichzeitig beim Verdrehen der Klappenanordnung in die Schließstellung Kollisionen zwischen benachbarten Luftklappen zu vermeiden, kann in einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass der Schließ-Schenkel und der Durchlass-Schenkel einen Winkel von nicht mehr als 90°, vorzugsweise von weniger als 90° um die Parallele zur Drehachse einschließen. Um weiterhin eine möglichst schnelle Verstellung der Klappenanordnung zwischen der Schließstellung und der Durchlassstellung zu ermöglichen ist es vorteilhaft, wenn die Verstellwege hierfür kurz sind. Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, wenn der Schließ-Schenkel und der Durchlass-Schenkel einen Winkel von mehr als 75°, besonders bevorzugt von mehr als 80° einschließen. Die wenigstens eine verdrehbare Luftklappe kann dann bei Betrachtung in einer zur Drehachse orthogonalen Schnittebene bevorzugt den oben genannten L-Querschnitt aufweisen.
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Wie bereits oben angemerkt wurde, ist es vorteilhaft, in der Schließstellung eine Durchströmung der Luftdurchlassöffnung mit Luft möglichst vollständig zu verhindern, etwa um eine möglichst schnelle Erwärmung der in der Bezugsrichtung hinter der Luftdurchlassöffnung angeordneten Aggregate zu ermöglichen. Hierzu kann vorgesehen sein, dass die Luftdurchlassöffnung in der Schließstellung der Klappenanordnung für eine Durchströmung gesperrt ist. Dies kann konstruktiv dadurch realisiert sein, dass sich in der Schließstellung benachbarte verdrehbare Luftklappen berühren. Zusätzlich oder alternativ kann es konstruktiv dadurch realisiert sein, dass sich in der Schließstellung bevorzugt Schließ-Schenkel und rahmenfeste Bauteile oder/und Abschnitte eines die Klappenanordnung aufnehmenden Rahmens, wie etwa die Luftdurchlassöffnung durchsetzende Streben, berühren. Die die Luftdurchlassöffnung durchsetzenden Streben sind dabei als Beispiel sowohl für die rahmenfeste Bauteile wie auch für die rahmenfesten Abschnitte eines die Klappenanordnung aufnehmenden Rahmens genannt.
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Beispielsweise können die Schließ-Schenkel benachbarter Luftklappen eine Breite aufweisen, die wenigstens in der Schließstellung der Klappenanordnung dem Abstand ihrer Drehachsen entspricht.
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Bevorzugt ist die wenigstens eine Vertiefung als Sackloch-Vertiefung in der Außenoberfläche ausgebildet, sodass sie ausgehend von der Außenoberfläche zunächst die gleiche Gestalt aufweisen kann, wie eine ihr zugeordnete durchströmbare Öffnung, mit der Ausnahme, dass die Sackloch-Vertiefung nicht durchströmbar ist.
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Zusätzlich oder alternativ kann die wenigstens eine Vertiefung als parallel zur Drehachse verlaufende Abkantung ausgebildet sein. Hiermit lassen sich die oben genannten spaltartigen Öffnungen mit länglicher Gestalt und Haupterstreckungsrichtung parallel zur Drehachse als Vertiefung einfach und kostengünstig nachbilden. Auch die Abkantung kann in Bezugsrichtung bis zu ihrem die Durchströmung verhindernden Boden gestaltgleich mit der zugeordneten durchströmbaren Öffnung sein.
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Die in einem Schenkel der Luftklappe, also vorzugsweise im Schließ-Schenkel, ausgebildete Abkantung weist bei Betrachtung eines zur Drehachse der Luftklappe orthogonalen Querschnitts bevorzugt eine gekröpfte Gestalt auf.
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Die Vertiefung, wie etwa die oben genannte Sackloch-Vertiefung, kann vollständig von einer sie einfassenden Wandung umgeben sein.
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Die Vertiefung kann jedoch auch – und dies ist fertigungstechnisch vorteilhaft – einen Abschnitt eines Längsrandes der Luftklappe umfassen. Dies ist insbesondere bei der zuvor genannten Abkantung vorteilhaft. Für besonders lange Vertiefungen, die in der Schließstellung der Klappenanordnung eine besonders lange durchströmbare Öffnung nachbilden, ist es besonders bevorzugt, wenn die Vertiefung den gesamten Längsrand der Luftklappe umfasst.
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Weil die Luftklappenvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Möglichkeit eines einheitlichen Erscheinungsbildes in ihren genannten Betriebsstellungen: Schließstellung Durchlassstellung, bietet, ist es äußerst vorteilhaft möglich, die Luftklappenvorrichtung als Ziergrill an einem Kraftfahrzeug anzuordnen. Die gesonderte Montage eines Zielgrills vor der Luftklappenvorrichtung, um ein einheitliches äußeres Erscheinungsbild des Kraftfahrzeugs sicherzustellen, kann damit entfallen. Die erfindungsgemäße Luftklappenvorrichtung kann somit in fehlerhafter Weise unmittelbar einen Teil der Außenhülle des Kraftfahrzeugs bilden.
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Nachzutragen ist, dass im vorliegenden Anmeldungstext die Angabe, dass sich die Luftklappenvorrichtung in einer ihrer Betriebsstellungen: Durchlassstellung und Schließstellung, befindet, gleichbedeutend ist mit der Angabe, dass sich die Klappenanordnung in einer ihrer gleichnamigen Betriebsstellungen befindet.
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Die Luftklappen einer Klappenanordnung können zur Erleichterung von Fertigung und Montage identisch ausgebildet sein. Dies muss jedoch nicht so sein. Zur Erzielung auch komplexerer Erscheinungsbilder können die Luftklappen unterschiedlich ausgestaltet sein oder unterschiedlich ausgestaltete Gruppen jeweils identischer Luftklappen aufweisen.
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Mehrere Luftklappen einer Klappenanordnung können zur gemeinsamen Drehbewegung gekoppelt sein und so nur durch einen Verstellantrieb angetrieben sein. Es ist jedoch auch möglich mehrere Verstellantriebe zum gesonderten Antrieb von Gruppen von gemeinsam verstellbaren Luftklappen oder sogar zur gesonderten Verstellung jeder einzelnen Luftklappe vorzusehen.
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Es soll nicht ausgeschlossen sein, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung über die oben diskutierte Klappenanordnung hinaus, deren Luftklappen in den genannten Betriebsstellungen ein möglichst einheitliches Erscheinungsbild bieten, weitere bewegliche Luftklappen aufweist, die den oben geschilderten Bedingungen nicht genügen. Bevorzugt weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung jedoch nur solche Luftklappen auf, die in den genannten Betriebsstellungen ein möglichst einheitliches Erscheinungsbild bieten.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es stellt dar:
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1a eine grobschematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Luftklappenvorrichtung in der Durchlassstellung,
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1b eine grobschematische perspektivische Ansicht der Luftklappenvorrichtung von 1 in der Schließstellung,
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2a eine grobschematische Schnittansicht in einer zu den Drehachsen der Luftklappen der Luftklappenvorrichtung orthogonalen Schnittebene, wobei sich die Luftklappenvorrichtung gemäß 1a in der Durchlassstellung befindet und
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2b eine 2a entsprechende grobschematische Schnittansicht der Luftklappenvorrichtung in der Schließstellung gemäß 1b.
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In 1a ist eine erfindungsgemäße Luftklappenvorrichtung allgemein mit 10 bezeichnet. Die Luftklappenvorrichtung 10 umfasst eine Klappenanordnung 12, welche an einem lediglich strichliniert angedeuteten Rahmen 14 beweglich angeordnet ist. Der Rahmen 14 umschließt dabei eine Luftdurchlassöffnung 16, in welcher sich die Klappenanordnung 12 befindet.
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Die Klappenanordnung 12 umfasst eine Mehrzahl, also zwei oder mehr, von Luftklappen 18, welche zu ihrer Unterscheidung mit Kleinbuchstaben versehen sind. Sofern nachfolgend Angaben zu den Luftklappen gemacht sind, die alle Luftklappen betreffen, sind die Luftklappen allgemein nur mit dem Bezugszeichen 18 ohne Kleinbuchstaben angesprochen.
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Die Luftklappen 18 sind jeweils um Drehachsen D drehbar, um sie zwischen der in 1a dargestellten Durchlassstellung und der in 1b dargestellten Schließstellung zu verstellen. Wiederum sind die einzelnen Drehachsen D mit entsprechenden Kleinbuchstaben versehen, um ihre Zuordnung zur jeweiligen Luftklappe 18 mit demselben Kleinbuchstaben anzuzeigen. Die einzelnen Drehachsen Da, Db und Dc der einzelnen Luftklappen 18a, 18b und 18c sind zueinander parallel, was ihre gemeinsame Verstellung durch einen einzigen Antrieb (welcher in den Figuren nicht dargestellt ist) erleichtert. Die Drehachsen D des dargestellten Beispiels sind ortsfest, d. h. ihre Lage ist unabhängig von der jeweiligen Drehstellung der Luftklappen 18 die gleiche.
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Die Drehachsen D können durch in den Figuren nicht dargestellte endseitige Scheiben gebildet sein, welche an den Längsenden der Luftklappen 18 ausgebildet sind und von welchen jede einen längs der Drehachse D auskragenden Lagerzapfen aufweist, mit welchem die Luftklappen 18 am Rahmen 14 drehbar gelagert sein können.
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Da die Luftklappen 18 in dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel identisch ausgebildet sind, ist in den Figuren lediglich eine einzige Luftklappe pro Figur mit Bezugszeichen versehen, um die Lesbarkeit der Figuren zu verbessern.
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Jede Luftklappe 18 weist im Wesentlichen zwei Schenkel auf, nämlich einen Schließ-Schenkel 20 und einen Durchlass-Schenkel 22 (siehe insbesondere 2a und 2b). Wie in den 2a und 2b zu erkennen ist, schließen die beiden Schenkel: Schließ-Schenkel 20 und Durchlass-Schenkel 22, einen Winkel α (siehe 2a und 2b) um eine Parallele zur Drehachse D einer jeden Luftklappe 18 ein. Dieser Winkel α ist bevorzugt etwas kleiner als 90° gewählt, etwa 87° oder 85°, um eine kollisionsfreie Verstellung der Klappenanordnung 12 zwischen ihrer Durchlassstellung und ihrer Schließstellung zu gewährleisten. Der Winkel α ist dabei zwischen den jeweiligen Außenflächen 24 und 26 des Schließ-Schenkels 20 bzw. des Durchlass-Schenkels 22 zu messen. Die Außenfläche 24 des Schließ-Schenkels 20 und die Außenfläche 26 des Durchlass-Schenkels 22 sind vorzugsweise eben. Dies muss jedoch nicht so sein. Die Außenflächen können auch gekrümmt ausgebildet sein, insbesondere um eine zur Drehachse D parallele Krümmungsachse gekrümmt.
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Der Schließ-Schenkel 20 kann eine Mehrzahl kleinerer Vertiefungen 28 und eine oder mehrere größere Vertiefungen 30 aufweisen. Im dargestellten Beispiel weist jeder Schließ-Schenkel 20 eine Mehrzahl kleinerer Vertiefungen 28, beispielsweise zylindrische Vertiefungen 28 mit kreisrunden Rand in der Außenfläche 24, und eine größere Vertiefungen 30 in Form einer Abkantung auf. Die größere Vertiefung 30 umfasst einen der Drehachse D fernliegenden Rand 32 des Schließ-Schenkels 20 ein.
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Die Vertiefungen 28 sind dagegen als Sackloch-Vertiefungen ausgebildet, welche sich ausgehend von der Außenfläche 24 des Schließ-Schenkels 20 vollständig von Material des Schließ-Schenkels 20 umgeben in Dickenrichtung in den Schließ-Schenkel 20 hinein erstrecken.
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Im Durchlass-Schenkel 22 sind den Durchlass-Schenkel 22 in Dickenrichtung durchsetzende kleinere Öffnungen 34 gebildet, welche ebenfalls zylindrisch ausgebildet sind, sodass die Ränder der Öffnungen 34 in der Außenfläche 26 des Durchlass-Schenkels 22 die gleiche Gestalt und vorzugsweise auch die gleiche Größe aufweisen wie die Ränder der Sackloch-Vertiefungen 28 in den Schließ-Schenkeln 20 der jeweiligen Luftklappen 18.
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Wie ein Vergleich der 2a (Durchlassstellung) und 2b (Schließstellung) miteinander zeigt, überlappen sich die Sackloch-Vertiefungen 28 in der Schließstellung der Klappenanordnung 12 und die zylindrischen durchströmbaren Öffnungen 34 in der Durchlassstellung der Klappenanordnung 12 nicht nur wenigstens teilweise, sondern vollständig.
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Zwischen zwei benachbarten Luftklappen 18 ist in der Durchlassstellung der Klappenanordnung 12 ein sich vorteilhafterweise über die gesamte Luftklappenlänge erstreckender Spalt 36 als eine weitere durchströmbare Öffnung gebildet. Diesem Spalt 36 entspricht gestaltmäßig die zuvor genannte Abkantung 30. Sowohl der Spalt 36 wie auch die Abkantung 30 verlaufen im Wesentlichen in ihrer Haupterstreckungsrichtung parallel zur Drehachse D der jeweiligen Luftklappe 18 bzw. des jeweiligen Luftklappenpaares.
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Die bei Betrachtung längs der Anströmrichtung AR als der Bezugsrichtung in der Durchlassstellung erkennbare Mehrzahl von gebildeten parallelen Spalte 36 überlappt sich im dargestellten Beispiel mit der bei Betrachtung längs der Anströmrichtung AR in der Schließstellung erkennbaren gleichen Mehrzahl von parallelen Abkantungen 30.
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Eine Mehrzahl von Sackloch-Vertiefungen 28 und Abkantungen 30 weist bei Betrachtung der Klappenanordnung 12 in der jeweiligen Betriebsstellung in der Bezugsrichtung AR die gleiche Relativanordnung zueinander auf wie die gleiche Mehrzahl von zylindrischen Öffnungen 34 und Spalte 36, d. h. die Vertiefungen 28, 30 sind in denselben Richtungen und mit betragsmäßig gleichen Abständen voneinander angeordnet wie die zugeordneten Öffnungen 34, 36. Daher ist das bei Anordnung der Luftklappenvorrichtung 10 in der Schließstellung erkennbare von der Oberfläche der Luftklappenvorrichtung 10 bestimmte Erscheinungsbild mit dem in der Durchlassstellung erkennbaren Erscheinungsbild im Wesentlichen identisch.
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Die beiden Erscheinungsbilder könnten in einer sowohl zur Bezugsrichtung AR wie auch zur Luftklappenlängsrichtung orthogonalen Richtung zueinander versetzt sein. Der Versatzbetrag sollte dann allerdings so gering sein, dass es noch zu der oben genannten wenigstens teilweisen Überlappung der Sackloch-Vertiefungen 28 und der zugeordneten zylindrischen Öffnungen 34 kommt. Lediglich an den oberen und unteren Rändern der Luftklappenvorrichtung könnte es aufgrund des beschriebenen Versatzes zu Abweichungen im Erscheinungsbild kommen, was jedoch bei lediglich flüchtiger Betrachtung nicht auffallen wird, zumal beide Betriebsstellungen nicht gleichzeitig an ein und demselben Fahrzeug vorkommen können. Bevorzugt sind die bei Betrachtung in der Bezugsrichtung AR wahrnehmbaren Erscheinungsbilder der Klappenanordnung 12 in der Durchlassstellung und in der Schließstellung jedoch nicht relativ zu einander versetzt oder verdreht, um diese Erscheinungsbilder möglichst ähnlich bzw. identisch zu gestalten.
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Wie in den 2a und 2b gezeigt ist, sind die beiden Betriebsstellungen durch Verdrehung der Luftklappen 18 um die Drehachsen D herstellbar. Wie schon in den 1a und 1b geben Pfeile die ausgehend von der dargestellten Stellung mögliche Drehrichtung an.
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Vorteilhafterweise ist die Außenfläche 24 des Schließ-Schenkels 20 in der Schließstellung der Klappenanordnung 12 im Wesentlichen orthogonal zur Bezugsrichtung AR orientiert, während die Außenfläche 26 des Durchlass-Schenkels 22 einen kleineren Winkel mit der Bezugsrichtung AR einschließt. Ebenso ist vorteilhafterweise die Außenfläche 26 des Durchlass-Schenkels 22 in der Durchlassstellung der Klappenanordnung 12 im Wesentlichen orthogonal zur Bezugsrichtung AR orientiert, während die Außenfläche 24 des Schließ-Schenkels 20 einen kleineren Winkel mit der Bezugsrichtung AR einschließt. Die Bezugsrichtung AR ist im vorliegenden Beispiel im Übrigen parallel zur Zeichenebene der 2a und 2b.
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Aufgrund der im vorhergehenden Absatz erläuterten bevorzugten Anordnung der Außenflächen 44 bzw. 26 in den jeweiligen Betriebsstellungen sind die Luftklappen 18 der Klappenanordnung 12 zwischen ihren Betriebsstellungen: Durchlassstellung und Schließstellung, betragsmäßig um 180° minus α, also um etwas mehr als 90° zu verdrehen. Die Verdrehung in einem Verdrehsinn bewirkt dabei die Verstellung der Klappenanordnung 12 von einer Betriebsstellung in die jeweils andere, die Verdrehung mit entgegengesetztem Verdrehsinn die Verstellung der Klappenanordnung 12 von der jeweils anderen Betriebsstellung in die eine Betriebsstellung.
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Der Schließ-Schenkel 20 einer Luftklappe 18, etwa im Beispiel der 2a und 2b der Luftklappe 18b, befindet sich in der Schließstellung der Klappenanordnung 12 mit wenigstens einem Abschnitt an einem Ort, den in der Durchlassstellung der Klappenanordnung 12 ein Durchlass-Schenkel 22 einer benachbarten Luftklappe 18, etwa im Beispiel der 2a und 2b der Luftklappe 18a, einnimmt, und umgekehrt.
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Durch die sacklochartige Ausbildung der Vertiefungen 28 sowie durch die Ausgestaltung der Abkantung 30 ist der Schließ-Schenkel 20 für eine Luftströmung undurchlässig. In der Schließstellung kann daher die Luftdurchlassöffnung 16 im Wesentlichen vollständig für eine Durchströmung gesperrt werden. In der Durchlassstellung kann die Luft dagegen durch die Öffnungen 34 und 36 durch die Luftdurchlassöffnung 16 hindurchströmen.
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Um die Bildung der Spalte 36 zwischen benachbarten Luftklappen 18 zu ermöglichen, ist der Durchlass-Schenkel 22 mit geringerer Breite b ausgebildet als der Schließ-Schenkel 20, welcher eine Breite B aufweist. Dadurch kann ein Spalt 36 der Spaltweite S gebildet werden, wobei bevorzugt gilt: b + S = B. Die Abkantung 30 weist daher bevorzugt die gleiche Breite S auf wie der ihr zugeordnete Spalt 36. Die Breite B des Schließ-Schenkels 20 ist dabei vorteilhafterweise gleich dem Abstand benachbarter Drehachsen D voneinander. Die Spaltweite S des Spaltes 36 kann abhängig von der Längskoordinate der Luftklappe unterschiedliche Werte aufweisen.
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Die zylindrische Gestalt der Öffnungen 34 bzw. der Vertiefungen 28 ist vorliegend lediglich beispielhaft gewählt. Alternativ oder zusätzlich können die Öffnungen 34 bzw. die Vertiefungen 28 eine beliebige andere Gestalt aufweisen, etwa eine polyedrische Gestalt mit polygonaler Berandung in den jeweiligen Außenflächen 24 bzw. 26. Die Öffnungen 34 können prismatische Durchgänge sein, die Vertiefungen 28 entsprechend gestaltgleiche sacklochartige Vertiefungen.
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Da es mit der vorliegenden Luftklappenvorrichtung 10 möglich ist, in der Durchlassstellung und in der Schließstellung der Luftklappenvorrichtung 10 bzw. der Klappenanordnung 12 bei Betrachtung in der Anströmrichtung AR einem Betrachter im Wesentlichen das gleiche von der Oberfläche der Luftklappenvorrichtung bestimmte Erscheinungsbild darzubieten, kann die Luftklappenvorrichtung 10 in äußerst vorteilhafterweise unmittelbar einen Teil der Außenfläche eines Kraftfahrzeugs bildend an einem Kraftfahrzeug vorgesehen sein. Ein Ziergrill, der im Stand der Technik üblicherweise in Bezugsrichtung vor einer Luftklappenvorrichtung angeordnet ist, kann somit entfallen. Die erfindungsgemäße Luftklappenvorrichtung 10 kann somit selbst die Funktion eines Ziergrills zu übernehmen.