DE102012000173A1

DE102012000173A1 - Luftklappenanordnung

Info

Publication number: DE102012000173A1
Application number: DE201210000173
Authority: DE
Inventors: Reinhold Brückner; Guido Opperbeck; Ralf Schöning
Original assignee: HBPO GmbH
Current assignee: HBPO GmbH
Priority date: 2012-01-07
Filing date: 2012-01-07
Publication date: 2013-07-11

Abstract

Die Luftklappenanordnung für Kraftfahrzeugfrontends weist wenigstens eine in Fahrzeugquerrichtung angeordnete Reihe Luftklappen auf, die in einem Tragrahmen verschwenkbar gelagert sind und über einen Aktuator geöffnet oder geschlossen werden können. Die Luftklappen sind mit einem Linearbetrieb gekoppelt und in Fahrzeugquerrichtung beidseits in zugehörigen Kulissenführungen geführt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftklappenanordnung für Fahrzeugfrontends nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Entsprechende Anordnungen sind bekannt, z. B. aus DE 3605064 A1 . Fahrzeugfrontends weisen einen Kühler auf, der bei der Fahrt durch die auf das Fahrzeugfrontend treffende Luftströmung durchströmt wird. Um dieses Durchströmen zu regulieren, werden in Fahrtrichtung vor den Kühler verschwenkbare Luftklappen gesetzt, die über Schwenkzapfen in einem Halterahmen gelagert sind und sich je nach gewünschtem Lufteinlass um Schwenkachsen quer zur Fahrtrichtung um eine definierte Schwenkachse verschwenken lassen. Hinsichtlich des Designs und des sich insbesondere bei geöffneten Luftklappen ergebenden CW-Wertes stoßen die bekannten Konstruktionen jedoch an Grenzen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Luftklappenanordnung anzugeben, mit der es zum Einen möglich ist, größere Designfreiheit hinsichtlich der geometrischen Gestaltung der Luftklappen zu erhalten. Zum Anderen soll es möglich sein, den CW-Wert der Luftklappenanordnung weiter zu verbessern.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Luftklappenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß werden die Luftklappen über einen Linearantrieb, der bevorzugt über eine Schubeinrichtung mit den Luftklappen gekoppelt ist, und in beidseits der Luftklappe vorgesehenen Kulissenführungen verschwenkt. Hierdurch ist es möglich, neben einer Schwenkbewegung auch eine zusätzliche Translation der Luftklappen zu erreichen. Das bedeutet, die Verlagerung der Luftklappe ist möglich, ohne dass das Design der Luftklappe die Öffnungs- bzw. Schließbewegung negativ beeinflusst. Zudem kann die Luftklappe z. B. dieselbe Größe aufweisen, wie die durch sie zu verschließende Öffnung im Kühlerschutzgitter. Durch die Kulissenführung kann dann die Luftklappe sogar im geschlossenen Zustand in die genannte Öffnung hinein verbracht werden, was zu einem homogenen Design der gesamten Anordnung führt. Zudem kann auch beim öffnen der Luftklappen erreicht werden, dass diese in eine Position verlagert werden, in der die Fläche der Öffnungen des Kühlerschutzgitters mehr oder weniger maximiert ist. Insbesondere kann die Luftklappe in Fahrtrichtung betrachtet vollständig hinter Querstreben des Kühlerschutzgitters versteckt werden.
Bevorzugt ist auch vorgesehen, dass in wenigstens einer der Kulissenführungen eine den Linearantrieb mit wenigstens einer Luftklappe koppelnden Schubstange geführt ist. Bevorzugt ist dabei, dass die Schubstange mit wenigstens einer Luftklappe um eine Schwenkachse schwenkbeweglich verbunden ist. Schubstange und Luftklappe bilden so ein Schwenkgelenk aus.
Wenigstens eine Luftklappe ist bevorzugt in Richtung quer zur Fahrtrichtung gesehen zu beiden Seiten über einen ersten und wenigstens einen weiteren Führungszapfen in der zugehörigen Kulissenführung geführt. So ist die Luftklappe in jeder zugehörigen Kulissenführung mit zwei voneinander beabstandeten Abschnitten geführt. Die Kulissenführung ist dabei bevorzugt gekrümmt, so dass beim Betätigen des Antriebs die Bewegung der Luftklappe eine überlagerte Schwenk- und Translationsbewegung erfährt.
Dazu weist die wenigstens eine Kulissenführung insbesondere einen gebogenen Abschnitt auf, wobei die beiden Endabschnitte der Kulissenführung etwa parallel zueinander, insbesondere in Fahrtrichtung, verlaufen und der gebogene Abschnitt zwischen den beiden Endabschnitten vorgesehen ist. Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass sich der gebogene Abschnitt nur in eine Richtung krümmt. Dadurch erfolgt bei der Betätigung des Linearantriebes eine Zwangsführung, welche die Luftklappe bei vollständig geöffneter Stellung etwa horizontal (parallel zur Fahrtrichtung) ausrichtet und bei vollständig geschlossener Stellung die Frontseite der Luftklappe im Wesentlichen senkrecht zur Fahrtrichtung liegt. Vor den Endabschnitten können insbesondere Querstege vorgesehen sein, die die geöffneten Luftklappen bei geöffneter Stellung verdecken.
Nach einer besonders vorteilhaften Variante können zwei Kulissenführungen und in einer zur Fahrtrichtung und Fahrzeugquerrichtung senkrechten Vertikalrichtung übereinander angeordnet sein. Diese beiden Kulissenführungen weisen dann einen gemeinsamen Führungsabschnitt auf, in den die beiden übereinander liegenden Kulissenführungen einmünden und in dem benachbarte Bereiche einer ersten Luftklappe aus einer ersten Luftklappenreihe und einer darüber angeordneten zweiten Luftklappe aus einer zweiten Luftklappenreihe geführt sind. So lassen sich insbesondere zwei Luftklappen übereinander durch dieselbe Schubeinrichtung koppeln.
Dazu ist bevorzugt vorgesehen, dass die benachbarten Bereiche der beiden Luftklappen gegeneinander und mit einer zum Linearantrieb führenden Schubstange schwenkbeweglich gekoppelt und zusammen mit dieser in dem gemeinsamen Führungsabschnitt geführt sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der 1A bis 3B näher erläutert.
1A zeigt eine erfindungsgemäße Luftklappenanordnung in Frontansicht mit vollständig geschlossenen Luftklappen.
1B zeigt die Luftklappenanordnung aus 1A in perspektivscher Ansicht von hinten.
1C zeigt einen Querschnitt durch die Luftklappenanordnung nach 1B, geschnitten in der durch Fahrtrichtung und Vertikalrichtung definierten Ebene.
2A zeigt eine erfindungsgemäße Luftklappenanordnung in Frontansicht mit teilweise geöffneten Luftklappen.
2B zeigt die Luftklappenanordnung aus 2A in perspektivscher Ansicht von hinten.
2C zeigt einen Querschnitt durch die Luftklappenanordnung nach 2B, geschnitten in der durch Fahrtrichtung und Vertikalrichtung definierten Ebene.
3A zeigt eine erfindungsgemäße Luftklappenanordnung in Frontansicht mit vollständig geöffneten Luftklappen.
3B zeigt die Luftklappenanordnung aus 3A in perspektivscher Ansicht von hinten.
3C zeigt einen Querschnitt durch die Luftklappenanordnung nach 3B, geschnitten in der durch Fahrtrichtung und Vertikalrichtung definierten Ebene.
In den Figuren ist die Luftklappenanordnung beispielhaft als zweireihige Anordnung mit bezogen auf die Fahrzeugvertikalrichtung Z (also die Richtung senkrecht zur Fahrbahn) oberen Luftklappen 2' und unteren Luftklappen 2 dargestellt. Einreihige Anordnungen sind natürlich genauso denkbar wie drei oder mehrreihige. Die einzelnen Reihen werden gebildet durch jeweils eine oder mehrere Luftklappen 2, 2' welche sich im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung Y (d. h. der Richtung senkrecht zur Fahrtrichtung und senkrecht zur Vertikalrichtung) erstrecken und um eine Achse parallel zu dieser Fahrzeugquerrichtung Y verschwenkbar sind. Die Luftklappen sind durch einen Halterahmen 1 gelagert und können durch einen Antrieb 3 geöffnet bzw. geschlossen werden. Wie insbesondere in den 1B, 2B und 3B gezeigt, ist der Antrieb 3 bevorzugt als Linearaktuator ausgebildet, welcher mit den Luftklappen 2, 2' über eine Schubeinrichtung 4, 4a gekoppelt ist. Die Schubeinrichtung weist mit den Luftklappen gelenkig verbundene, sich mit ihrer Längsausdehnung etwa in Fahrtrichtung X erstreckende Schubstangen 4a auf, die zu jeder Luftklappe 2, 2' führen und die über eine parallel zur Fahrzeugquerrichtung Y verlaufende Kopplungsstange 4 miteinander verbunden sind. Die Kopplungsstange 4 führt zum Aktuator 3. Über die Verlagerung der Kopplungsstange 4 mit zumindest einer Komponente in bzw. entgegen Fahrtrichtung X werden auch die Schubstangen 4a in bzw. entgegen Fahrtrichtung X verlagert, wodurch die Luftklappen geschlossen bzw. geöffnet werden.
Zur Führung der Luftklappen sind in Fahrzeugquerrichtung Y gesehen beidseitig der Luftklappen 2, 2' Kulissenführungen 1a, 1a' vorgesehen, in die Führungszapfen 2a, 2a', die sich an den in Fahrzeugquerrichtung Y liegenden Seiten der Luftklappen 2, 2' anschließen, vorgesehen. Die Führungszapfen 2a, 2a' liegen beabstandet von der gemeinsamen Anlenkachse S der Luftklappen 2, 2' und der zugehörigen Schubstange 4a.
Dies ist insbesondere in den Schnittansichten der 1c, 2C und 3C zu sehen, anhand derer die Funktion des erfindungsgemäßen Öffnungs- bzw. Schließmechanismus erläutert wird. Die Zapfen 2a' und 2a greifen in die obere Kulissenführung 1a' bzw. die untere Kulissenführung 1a ein. Die Kulissenführungen 1a', 1a enden jeweils mit parallel zur Fahrtrichtung verlaufenden Abschnitten. Zwischen diesen Abschnitten ist die Kulissenführung 1a, 1a' jeweils gebogen oder gekrümmt, wobei bevorzugt die Krümmung nur in einer Richtung erfolgt. Die beiden Kulissenführungen 1a, 1a' münden jeweils in einem, bevorzugt gemeinsamen, Führungsabschnitt A, der ebenfalls im gezeigten Beispiel am in Fahrtrichtung X liegenden Ende einen etwa parallel zur Fahrtrichtung verlaufenden Führungsabschnitt aufweist. Schubstange 4a und Luftklappen 2, 2' sind im gezeigten Beispiel über ein gemeinsames Schwenklager S verbunden, wobei diese Schwenklagerverbindung S ebenfalls einen nicht dargestellten Führungszapfen aufweist, der bevorzugt koaxial mit dem Schwenklager S ausgebildet ist und in den Führungsabschnitt A hineinreicht. Schwenklager S und Führungszapfen 2a bzw. 2a' befinden sich jeweils beabstandet voneinander an den in Fahrzeugquerrichtung Y liegenden Seiten der Luftklappen 2, 2'. Bevorzugt befinden sich Schwenklager S und Führungszapfen 2a bzw. 2a' jeweils an Eckbereichen der Luftklappen 2, 2'
Denkbar ist auch eine einreihige Anordnung, bei der eben nur eine in einen Führungsabschnitt A mündende Kulissenführung 1a vorgesehen ist.
1C zeigt nun den vollständig geschlossenen Zustand der Luftklappen. Die Endabschnitte der Kulissenführungen 1a, 1a' sind durch Querrippen 1b, 1c, 1d des Halterahmens 1 verdeckt, so dass diese von außen nicht sichtbar sind. Bevorzugt haben die in Fahrzeugquerrichtung Y verlaufenden Querrippen 1b, 1c, 1d einen etwa U-, V- oder C-förmigen Querschnitt so dass sie Teile der Endabschnitte der Kulissenführungen 1a, 1a' umgreifen. Die Kulissenführungen und die Querrippen 1b, 1c, 1d können mit dem Halterahmen 1 einstückig ausgebildet oder an den Halterahmen 1 angespritzt sein.
Wird der Aktuator zum Öffnen der Luftklappen 2, 2' betätigt, so verlagert sich die Schubstange 4a in Fahrtrichtung und zieht das im Abschnitt A geführte Schwenklager S und damit die hiermit verbundenen Abschnitte der Luftklappen 2, 2' ebenfalls in Fahrtrichtung X mit. Das Schwenklager S verlagert sich dann in Richtung der Querrippe 1b. Dadurch werden die Führungszapfen 2a, 2a' in den Kulissenführungen 1a, 1a' zwangsweise von den jeweiligen Querrippen 1c, 1d weg entgegen Fahrtrichtung X verlagert, wodurch die Luftklappen 2, 2' um das Schwenklager S verschwenkt und durch gleichzeitiges Bewegen des Schwenklagers S auch translatorisch verlagert werden. Diese Situation ist in 2C gezeigt.
Bei weiterem Schieben der Schubstange 4a in Fahrtrichtung X verlagert sich das Schwenklager S bis in den Endabschnitt des Führungsabschnitts A, wie in 3C gezeigt. Dabei werden die dem Schwenklager S zugewandten Bereiche der Schubstange 4a und der Luftklappen 2, 2' in die durch die Form der Querrippe 1b definierte Vertiefung verlagert. Gleichzeitig wandern die Führungszapfen 2a, 2a' weiter durch die gebogenen Abschnitte der Kulissenführungen 1a, 1a' auf die Schubstange 4a zu in Richtung des Führungsabschnitts A, so dass die Luftklappen weiter verschwenkt und translatorisch in eine Position verlagert werden, in der sie annähernd parallel zueinander und zur Schubstange 4a liegen und in Fahrtrichtung X orientiert sind. Dadurch werden sie nahezu vollständig von der Querrippe 1b verdeckt und liegen im Sichtschatten der Querrippe 1b.
Durch die erfindungsgemäße Luftklappenanordnung kann zum einen mehr Designfreiheit bei der Gestaltung der Luftklappen erreicht werden, zum Anderen wird erreicht, dass die Luftklappen in geöffneter Stellung praktisch durch die Querrippen des Kühlerschutzgitters verdeckt werden. Ermöglicht wird dies insbesondere durch die über die Kulissenführung vermittelte kombinierte Schwenk- und Translationsbewegung der Luftklappen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3605064 A1 [0002]

Claims

Luftklappenanordnung für Kraftfahrzeugfrontends mit wenigstens einer in Fahrzeugquerrichtung angeordneten Reihe Luftklappen (2, 2'), die in einem Tragrahmen (1) verschwenkbar gelagert sind und über einen Aktuator (3) geöffnet oder geschlossen werden können, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftklappen (2, 2') mit einem Linearantrieb gekoppelt und in Fahrzeugquerrichtung (Y) beidseits in zugehörigen Kulissenführungen (1a, 1a') geführt sind.
Luftklappenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftklappen (2, 2') über eine Schubeinrichtung (4, 4a) mit dem Linearantrieb gekoppelt sind.
Luftklappenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einer der Kulissenführungen (1a, 1a') eine Schubstange (4a) der Schubeinrichtung geführt ist.
Luftklappenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubstange (4a) mit wenigstens einer Luftklappe (2, 2') um eine Schwenkachse (S) schwenkbeweglich verbunden ist.
Luftklappenanordnung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Luftklappe (2, 2') in Richtung (Y) quer zur Fahrtrichtung gesehen zu beiden Seiten über einen ersten (2a, 2a') und wenigstens einen weiteren Führungszapfen (S) in der zugehörigen Kulissenführung (1a, 1a') geführt ist.
Luftklappenanordnung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Kulissenführung (1a, 1a') einen gebogenen Abschnitt aufweist und dabei ihre beiden Endabschnitte etwa parallel zueinander, insbesondere in Fahrtrichtung (X), verlaufen und der gebogene Abschnitt zwischen den beiden Endabschnitten vorgesehen ist.
Luftklappenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der gebogene Abschnitt nur in eine Richtung krümmt.
Luftklappenanordnung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kulissenführungen (1a) und (1a') in einer zur Fahrtrichtung (X) und Fahrzeugquerrichtung (Y) senkrechten Vertikalrichtung (Z) übereinander angeordnet sind und einen gemeinsamen Führungsabschnitt (A) aufweisen, in den die beiden übereinander liegenden Kulissenführungen (1a, 1a') einmünden und in dem benachbarte Bereiche einer ersten Luftklappe (2) aus einer ersten Luftklappenreihe und einer darüber angeordneten zweiten Luftklappe (2') aus einer zweiten Luftklappenreihe geführt sind.
Luftklappenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die benachbarten Bereiche der beiden Luftklappen (2, 2') gegeneinander und mit einer zum Linearantrieb führenden Schubstange (4a) schwenkbeweglich gekoppelt und zusammen mit dieser in dem gemeinsamen Führungsabschnitt (A) geführt sind.