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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftklappenvorrichtung, vorzugsweise zum Einsatz in Kraftfahrzeugen, umfassend ein eine Strömungsdurchgangsöffnung definierendes Gehäuse, wenigstens eine Luftklappe, welche derart beweglich am Gehäuse aufgenommen ist, dass durch eine Verstellung der Luftklappe relativ zum Gehäuse der wirksame Strömungsquerschnitt der Strömungsdurchgangsöffnung veränderbar ist, eine in Luftströmungsrichtung hinter der wenigstens einen Luftklappe angeordnete Wärmequelle, eine von der Wärmequelle gesonderte Energiequelle und wenigstens einen von einer Steuerungseinheit steuerbaren Klappenaktuator, welcher zur Verstellung einer Luftklappe relativ zum Gehäuse mit der gesonderten Energiequelle in Energieverbindung steht.
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Bei derartigen Luftklappenvorrichtungen wird eine Luftklappe relativ zum Gehäuse mit Hilfe eines steuerbaren Klappenaktuators nach Maßgabe bestimmter Betriebsparameter von der Steuerungseinheit verstellt. Dadurch verändert sich die zu der hinter der Luftklappe angeordneten Wärmequelle zu deren konvektiver Kühlung strömende Frischluftmenge. So kann die Temperatur der Wärmequelle durch Veränderung der Frischluftmenge geregelt oder wenigstens gezielt beeinflusst werden. Tritt jedoch eine Funktionsstörung der Luftklappenvorrichtung auf, beispielsweise durch einen Ausfall des steuerbaren Klappenaktuators oder der Steuerungseinheit, kann keine ausreichende Frischluftzufuhr und damit keine ausreichende konvektive Kühlung der Wärmequelle mehr sichergestellt werden, wenn der wirksame Strömungsquerschnitt der Strömungsdurchgangsöffnung zu klein ist. Dadurch kann eine Überhitzung der Wärmequelle drohen.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Luftklappenvorrichtung bereitzustellen, mit welcher eine für eine konvektive Kühlung ausreichende Frischluftmengenzufuhr zu der Wärmequelle sichergestellt werden kann.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch eine eingangs genannte Luftklappenvorrichtung gelöst, bei welcher ferner wenigstens ein selbsttätiger Klappenaktuator bereitgestellt ist, welcher zur Verstellung einer Luftklappe relativ zum Gehäuse mit unmittelbar von der Wärmequelle bereitgestellter Wärmeenergie versorgt wird.
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Dadurch, dass der selbsttätige Klappenaktuator zur Verstellung einer Luftklappe relativ zum Gehäuse ausgebildet ist, ist er ebenso wie ein steuerbarer Klappenaktuator in der Lage, den wirksamen Strömungsquerschnitt der Strömungsdurchgangsöffnung und somit auch die Frischluftmengenzufuhr zu der Wärmequelle zu verändern. Hierzu wird der selbsttätige Klappenaktuator mit unmittelbar von der Wärmequelle bereitgestellter Wärmeenergie versorgt und kann daher unabhängig von gesonderten Energiequellen, wie etwa von einer Fahrzeugbatterie oder einem elektrischen Generator, oder einer elektrischen Steuerung arbeiten. Darüber hinaus kann sichergestellt werden, dass gerade dann, wenn eine ausreichende konvektive Kühlung der Wärmequelle durch den steuerbaren Klappenaktuator aufgrund einer Funktionsstörung nicht sichergestellt werden kann und die Temperatur der Wärmequelle und somit auch die von dieser pro Zeiteinheit abgegebene Wärmeenergiemenge zunimmt, dem selbsttätigen Klappenaktuator gerade durch diesen Temperaturanstieg genügend Energie zugeführt werden kann, um eine Luftklappe zu verstellen. Dadurch kann erreicht werden, dass beispielsweise im Falle einer Funktionsstörung des steuerbaren Klappenaktuators eine ausreichende Frischluftmengenzufuhr zu der Wärmequelle durch eine Verstellung einer Luftklappe durch den selbsttätigen Klappenaktuator sichergestellt wird.
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Als Wärmequelle im Sinne dieser Erfindung ist bevorzugt eine Energiequelle gemeint, welche Wärme als primäre Energieform ausgibt, wie etwa ein Kühlmedium-Wärmetauscher einer Brennkraftmaschine, einer Klimaanlage oder eines Schmiermittelkreislaufs. Es ist zwar grundsätzlich davon auszugehen, dass auch die gesonderte Energiequelle, welche beispielsweise als Fahrzeugbatterie oder Lichtmaschine ausgebildet sein kann, sich im Betrieb erwärmt und daher Energie in Form von Wärme ausgibt. Wärme ist jedoch nicht die primäre Energieform dieser Energiequelle, da die pro Zeiteinheit in Form von elektrischer Energie abgegebene Energiemenge mehrere Größenordnungen größer als die in Form von Wärme pro Zeiteinheit ausgegebene Energiemenge ist. Wenngleich nicht ausgeschlossen sein soll, dass auch die gesonderte Energiequelle zur Betätigung des steuerbaren Klappenaktuators Wärme liefert, ist zur effizienten Energieversorgung bevorzugt, dass die gesonderte Energiequelle zur Betätigung des steuerbaren Klappenaktuators eine andere Art von Energie als Wärme liefert, etwa elektrische, mechanische, elektromagnetische, hydraulische oder pneumatische Energie.
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Als Klappenaktuator im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein mit einem Kraftausgabeteil versehener Aktuator gemeint, welcher mit einer Luftklappe Kraft und Bewegung übertragend verbunden oder verbindbar ist.
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Um eine möglichst kompakte Luftklappenvorrichtung bereitstellen zu können, kann in Weiterbildungen der Erfindung vorgesehen sein, dass wenigstens ein selbsttätiger Klappenaktuator zusätzlich von der Steuerungseinheit steuerbar ist. Ein derartiger Klappenaktuator kann beispielsweise einen Bimetallstreifen umfassen. Ein Bimetallstreifen umfasst wenigstens zwei miteinander fest verbundene Metallstreifen mit voneinander verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Daher führt eine Temperaturänderung zu einer unterschiedlich starken Ausdehnung oder Kontraktion der jeweiligen Streifen und somit zu einer Verformung, beispielsweise einer Krümmung des Bimetallstreifens, welche zu einer Verstellung einer Luftklappe genutzt werden kann. Gemäß dieser Weiterbildung müssen also keine zwei oder mehrere gesonderte Klappenaktuatoren bereitgestellt werden, was einen kompakten und raumsparenden Aufbau gestattet.
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Darüber hinaus kann die Steuerungseinheit den steuerbaren Klappenaktuator nach Maßgabe der von einem Temperatursensor erfassten Temperatur der Wärmequelle steuern. Dadurch kann entsprechend der erfassten Temperatur der Wärmequelle wenigstens eine Luftklappe derart verstellt werden, dass bei einer erfassten Temperatur, welche höher als eine Soll-Temperatur ist, der wirksame Strömungsquerschnitt der Strömungsdurchgangsöffnung vergrößert wird, wodurch eine Kühlwirkung erzielt werden kann. Liegt hingegen die erfasste Temperatur unterhalb einer Soll-Temperatur, kann wenigstens eine Luftklappe derart verstellt werden, dass der wirksame Strömungsquerschnitt der Strömungsdurchgangsöffnung verkleinert wird, wodurch der durch einströmende Luft bewirkte Kühleffekt verringert wird. Hierdurch kann also die Temperatur der Wärmequelle gezielt beeinflusst werden.
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Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein steuerbarer Klappenaktuator mit wenigstens einem selbsttätigen Klappenaktuator in Reihe oder/und dass wenigstens ein steuerbarer Klappenaktuator zu wenigstens einem selbsttätigen Klappenaktuator parallel geschaltet ist.
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Sind der selbsttätige Klappenaktuator und der steuerbare Klappenaktuator in Reihe geschaltet, so kann lediglich der Kraftausgabeteil eines Aktuators aus dem steuerbaren Klappenaktuator und dem selbsttätigen Klappenaktuator mit der zu verstellenden Luftklappe Kraft und Bewegung übertragend in Verbindung stehen oder in Verbindung bringbar sein, während der Kraftausgabeteil des jeweils anderen Aktuators aus dem steuerbaren Klappenaktuator und dem selbsttätigen Klappenaktuator Kraft und Bewegung übertragend mit dem einen Aktuator Kraft und Bewegung übertragend in Verbindung stehen kann oder mit diesem in Verbindung bringbar sein kann. Vorzugsweise ist dabei derjenige Klappenaktuator, dessen Kraftausgabeteil unmittelbar eine Luftklappenverstellung bewirkt, relativ zum Gehäuse beweglich, bevorzugt verschiebbar gelagert, während der jeweils andere Klappenaktuator zur gezielten Kraft- und Bewegungsausgabe mit Ausnahme seines Kraftausgabeteils relativ zum Gehäuse ortsfest ist. Der unmittelbar mit der Luftklappe gekoppelte Klappenaktuator stützt sich also während seines Betriebs mittelbar am jeweils anderen Klappenaktuator ab und ist somit über diesen mittelbar am Gehäuse abgestützt. Der jeweils andere Klappenaktuator ist dagegen unmittelbar am Gehäuse abgestützt und mittelbar über den einen Klappenaktuator mit der Luftklappe gekoppelt. Während seines Betätigungsbetriebs bewegt der jeweils andere Klappenaktuator den einen Klappenaktuator und die Luftklappe in der Regel gemeinsam. Aufgrund der geringen bewegten Massen ist bevorzugt der in der Regel häufiger betriebene steuerbare Klappenaktuator unmittelbar mit der Luftklappe gekoppelt.
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Sind dagegen der selbsttätige Klappenaktuator und der steuerbare Klappenaktuator parallel geschaltet, können die Kraftausgabeteile des steuerbaren Klappenaktuators und des selbsttätigen Klappenaktuators jeweils mit einer, bevorzugt mit ein und derselben, zu verstellenden Luftklappe Kraft und Bewegung übertragend in Verbindung stehen oder mit dieser für eine entsprechende Verstellung in Verbindung bringbar sein. Bei dieser Lösung ist zur Vermeidung unnötig hoher Betätigungskräfte bevorzugt eine Kupplungsausbildung vorgesehen, welche dazu ausgebildet ist, die Kopplung eines Klappenaktuators mit einer Luftklappe zu trennen, wenn der jeweils andere Klappenaktuator zur Kraftübertragung mit der Luftklappe betätigt wird.
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Unabhängig davon, ob ein selbsttätiger Klappenaktuator und ein steuerbarer Klappenaktuator in Reihe oder parallel zueinander geschaltet sind, kann gemäß dieser Weiterbildung der Erfindung dafür gesorgt werden, dass im Falle einer Funktionsstörung des steuerbaren Klappenaktuators eine Luftklappenverstellung von dem selbsttätigen Klappenaktuator bewirkt wird.
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Darüber hinaus kann wenigstens ein selbsttätiger Klappenaktuator einen Aktuatorabschnitt aufweisen, welcher dazu eingerichtet ist, sich bei Erwärmung zu verformen oder/und einen Phasenübergang, vorzugsweise einen Fest-Flüssig-Phasenübergang zu durchlaufen. Derartig ausgestaltete selbsttätige Klappenaktuatoren weisen im Allgemeinen einen sehr einfachen Aufbau auf und funktionieren zuverlässig. Beispielsweise kann der selbsttätige Klappenaktuator einen Bimetallstreifen oder ein Wachsdehnungselement umfassen. Letzteres durchläuft bei einer bestimmten Temperatur einen Fest-Flüssig-Phasenübergang, vergrößert dadurch sein Volumen und kann im Zuge dieser Volumenvergrößerung eine entsprechende Kraft auf den entsprechenden Kraftausgabeteil ausüben. Ebenso kann ein Klappenaktuator mit einem Aktuatorabschnitt vorgesehen sein, welcher bei einer bestimmten Temperatur einen Flüssig-Gasförmig-Phasenübergang durchläuft. Vorzugsweise sind die Verformung oder/und der Phasenübergang reversibel, was eine wiederholte Verwendung des selbsttätigen Klappenaktuators gestattet.
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In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein selbsttätiger Klappenaktuator dazu eingerichtet ist, eine Luftklappenverstellung erst ab einer Grenztemperatur zu bewirken. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass der selbsttätige Klappenaktuator nicht bei beliebigen Temperaturanstiegen aktiviert wird, wenn der steuerbare Klappenaktuator funktionsfähig ist, da dies die Steuerung des steuerbaren Klappenaktuators durch die Steuerungseinheit beeinträchtigen kann, da eine etwaige zusätzliche Luftklappenverstellung durch den selbsttätigen Klappenaktuator bei der Steuerung des steuerbaren Klappenaktuators berücksichtigt werden müsste. Dies bedeutet letztlich, dass der selbsttätige Klappenaktuator vorzugsweise nur als Notfallklappenaktuator fungiert, er also nur ab einer Grenztemperatur aktiviert wird, welche im Allgemeinen nur bei einer Funktionsstörung erreicht wird.
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Die Wärmequelle kann einen Fahrzeugmotor oder/und einen Fluid-Wärmetauscher umfassen. Fahrzeugmotor und Fluid-Wärmetauscher sind im Allgemeinen diejenigen Wärmequellen im Motorraum eines Fahrzeugs, welche die höchste Wärmeleistung abgeben. Dadurch kann dem selbsttätigen Klappenaktuator genügend Wärmeenergie zugeführt werden, um zuverlässig eine Luftklappenverstellung im Falle einer Funktionsstörung zu bewirken.
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Dabei kann Wärmeenergie von der Wärmequelle durch Wärmeleitung oder/und Wärmestrahlung auf den wenigstens einen selbsttätigen Klappenaktuator übertragen werden. Ist der selbsttätige Klappenaktuator unmittelbar an der Wärmequelle angebracht, so erfolgt die Übertragung der Wärmeenergie hauptsächlich durch Wärmeleitung. Dies ermöglicht eine besonders effiziente Energieübertragung von der Wärmequelle auf den selbsttätigen Klappenaktuator. Eine Übertragung von Wärmeenergie von der Wärmequelle auf den selbsttätigen Klappenaktuator hauptsächlich durch Wärmestrahlung ermöglicht hingegen eine größere Flexibilität hinsichtlich des Einbauorts des selbsttätigen Klappenaktuator, da dieser nicht mehr notwendigerweise in körperlichem Kontakt mit der Wärmequelle stehen muss. Es sollte allerdings darauf hingewiesen werden, dass bei einem unmittelbaren Kontakt zwischen Wärmequelle und einem selbsttätigen Klappenaktuator die Übertragung von Wärmeenergie auch durch Wärmestrahlung erfolgt, allerdings dominiert in einem derartigen Fall die Wärmeübertragung durch Wärmeleitung.
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In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein steuerbarer Klappenaktuator dazu eingerichtet ist, im Falle einer Funktionsstörung eine Fehlermeldung an die Steuerungseinheit auszugeben. Durch den selbsttätigen Klappenaktuator kann erfindungsgemäß selbst im Notfall eines Versagens des steuerbaren Klappenaktuators eine ausreichende Frischluftmenge der Wärmequelle zugeführt werden. Diese kann jedoch unter bestimmten Umständen von einer optimalen, den Betriebsbedingungen eines Fahrzeugs entsprechenden Frischluftmenge abweichen. Wird dagegen im Falle einer Funktionsstörung eine Fehlermeldung an die Steuerungseinheit ausgegeben, kann eine Funktionsstörung beispielsweise des selbsttätigen Klappenaktuators oder der Steuerungseinheit schnell erkannt und behoben werden, wodurch wiederum eine optimale Funktionsfähigkeit der Luftklappenvorrichtung und somit des Fahrzeugs schnell wieder sichergestellt werden kann.
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Um einen möglichst kompakten Aufbau bereitstellen zu können, kann es vorgesehen sein, dass eine Mehrzahl von lamellenartigen Luftklappen vorgesehen ist, wobei die Fläche einer einzelnen Luftklappe kleiner als die gesamte Fläche der Strömungsdurchgangsöffnung ist. Dadurch, dass die lamellenartigen Luftklappen jeweils eine Fläche aufweisen, welche kleiner als die gesamte Fläche der Strömungsdurchgangsöffnung ist, ist der freie Raum, welcher für eine Verstellung der Luftklappe, beispielsweise im Motorraum eines Fahrzeugs erforderlich ist, kleiner als in dem Fall, dass eine einzige Luftklappe, deren Fläche der gesamten Fläche der Strömungsdurchgangsöffnung entspricht, verwendet wird. Vorzugsweise ist die wenigstens eine Luftklappe um eine Klappenachse schwenkbar am Gehäuse aufgenommen.
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Um nicht für jede einzelne Luftklappe einen Klappenaktuator bereitstellen zu müssen, kann vorgesehen sein, dass wenigstens einige der Luftklappen mittels eines Kopplungselements zur gemeinsamen Verstellbewegung gekoppelt sind. Hierdurch kann also ein einziger Klappenaktuator für die Verstellung mehrerer miteinander gekoppelter Luftklappen vorgesehen sein, wodurch ein kompakter Aufbau erzielt werden kann.
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Um nach einer Luftklappenverstellung, durch welche der wirksame Strömungsquerschnitt der Strömungsdurchgangsöffnung vergrößert wird, eine Rückkehr der entsprechenden Luftklappe in ihre Schließstellung wenigstens unterstützen zu können, kann weiter vorgesehen sein, dass wenigstens eine Luftklappe ein Vorspannelement umfasst, welches die Luftklappe in Richtung ihrer Schließstellung vorspannt. Ein derartiges Vorspannelement kann beispielsweise als Feder, insbesondere Spiralfeder, ausgebildet sein und ist besonders dann zweckmäßig, wenn ein selbsttätiger Klappenaktuator oder/und ein steuerbarer Klappenaktuator nicht in ständiger Verbindung oder nur in einer Richtung Kraft übertragend in Verbindung mit einer zu betätigenden Luftklappe stehen. In einem derartigen Fall wird die Luftklappe unter Einwirkung eines Klappenaktuators verstellt, um den wirksamen Strömungsquerschnitt der Strömungsdurchgangsöffnung zu vergrößern, während sie unter Einwirkung des Vorspannelements in ihre Schließstellung zurückkehren kann.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend durch Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert werden. Es zeigt:
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1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Luftklappenvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform mit einem mit einem steuerbaren Klappenaktuator in Reihe geschalteten selbsttätigen Klappenaktuator,
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2 einen Teilausschnitt einer Luftklappenvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform mit einem zu einem steuerbaren Klappenaktuator parallel geschalteten selbsttätigen Klappenaktuator, und
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3 eine Draufsicht aus der Richtung III in 2 auf den in 2 gezeigten Teilausschnitt.
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In 1 ist eine ganz allgemein mit 10 bezeichnete Luftklappenvorrichtung gezeigt, welche beispielsweise in einem Kraftfahrzeug eingebaut sein kann. Diese umfasst eine Luftklappe 12, welche eine Mehrzahl von lamellenartigen Luftklappen 12a, 12b, 12c umfassen kann, welche um jeweilige Schwenkachsen Sa, Sb, Sc in jeweilige Schwenkrichtungen SRa, SRb, SRc derart schwenkbar an einem Gehäuse 14 aufgenommen sind, dass durch ein Verschwenken der Luftklappen 12a, 12b, 12c der wirksame Strömungsquerschnitt einer im Gehäuse 14 definierten Strömungsdurchgangsöffnung 16 veränderbar ist.
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Zwar sind in der vorliegenden Ausführungsform lediglich drei Luftklappen 12a, 12b, 12c vorgesehen, ihre Anzahl ist jedoch nicht auf drei beschränkt, sondern es kann auch eine von drei verschiedene Anzahl von Luftklappen vorgesehen sein, beispielsweise lediglich eine einzige. Die Luftklappen 12a, 12b, 12c können jeweils eine Fläche aufweisen, welche kleiner als die Fläche der Strömungsdurchgangsöffnung 16 ist. Hierdurch wird im Gegensatz zu dem Fall, dass lediglich eine einzige Luftklappe vorgesehen ist, deren Fläche im Wesentlichen derjenigen der Strömungsdurchgangsöffnung 16 entspricht, ein kompakterer Aufbau bereitgestellt, da weniger freier Raum bereitgestellt werden muss, um ein Verschwenken der Luftklappen 12a, 12b, 12c zu ermöglichen.
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Die lamellenartigen Luftklappen 12a, 12b, 12c können mittels eines Kopplungselements 18 zur gemeinsamen Verstellbewegung gekoppelt sein, so dass die Verstellung lediglich einer einzigen der miteinander gekoppelten Luftklappen 12a, 12b, 12c zu einer entsprechenden Verstellung der anderen, nicht unmittelbar betätigten Luftklappen, führt. Dadurch muss nicht jede Luftklappe 12a, 12b, 12c einzeln unmittelbar betätigt werden.
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Die Luftklappenvorrichtung 10 umfasst ferner einen von einer Steuerungseinheit 20 steuerbaren Klappenaktuator 22 sowie einen selbsttätigen Klappenaktuator 24. Der steuerbare Klappenaktuator 22 kann, wie in der dargestellten Ausführungsform gezeigt, einen steuerbaren Kraftausgabeteil 26 umfassen, welcher in einer ersten Kraftausgaberichtung R1 verfahrbar ist. Der steuerbare Kraftausgabeteil 26 kann dabei mit einer der lamellenartigen Luftklappen 12a Kraft und Bewegung übertragend in Verbindung stehen und dabei um eine Schwenkachse S3 relativ zur Luftklappe 12a verschwenkbar sein. Grundsätzlich ist es aber auch vorstellbar, dass keine dauerhafte Verbindung zwischen Kraftausgabeteil 26 und Luftklappe 12a besteht, sondern, dass sie nur während einer Verstellbewegung der Luftklappe 12a miteinander in Verbindung stehen. Für eine Rückkehr der Luftklappe 12a in ihre Schließstellung kann in einem derartigen Fall mit einem Vorspannelement gesorgt werden, welches die Luftklappe 12a in ihre Schließstellung vorspannt. Ein derartiges Vorspannelement kann selbstverständlich bei jeder Luftklappe 12a, 12b, 12c vorgesehen sein.
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Der selbsttätige Klappenaktuator 24 kann mit einem selbsttätigen Kraftausgabeteil 28 bereitgestellt sein, welcher entlang einer zweiten Kraftausgaberichtung R2 verfahrbar sein kann. Der steuerbare Klappenaktuator 22 und der selbsttätige Klappenaktuator 24 können, wie in 1 gezeigt, in Reihe geschaltet sein. Dabei kann lediglich der steuerbare Kraftausgabeteil 26 des steuerbaren Klappenaktuators 22 mit einer zu verstellenden Luftklappe 12a in Verbindung stehen, wohingegen der selbsttätige Kraftausgabeteil 28 des selbsttätigen Klappenaktuators 24 mit dem steuerbaren Klappenaktuator 22 in Verbindung stehen kann. In einer derartigen Anordnung ist der selbsttätige Klappenaktuator 24, mit Ausnahme des selbsttätigen Kraftausgabeteils 28, aus Gründen der Impulserhaltung ortsfest am Gehäuse 14 abgestützt, wohingegen der steuerbare Klappenaktuator 22, beispielsweise auf einem Schlitten 30, in der ersten Kraftausgaberichtung R1 relativ zum Gehäuse 14 verfahrbar ist. Der selbsttätige Klappenaktuator 24 kann beispielsweise an einer in Luftströmungsrichtung L hinter der Luftklappe 12 angeordneten, von der einströmenden Luft konvektiv zu kühlenden Wärmequelle 32 unmittelbar angebracht sein, wobei er die zur Bewegung des selbsttätigen Kraftausgabeteils 28 erforderliche Energie von der Wärmequelle 32 in Form von Wärme bezieht. Bei der Wärmequelle 32 kann es sich beispielsweise um einen Fahrzeugmotor (Brennkraftmaschine) oder einen Fluid-Wärmetauscher handeln.
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Die Wärmeübertragung von der Wärmequelle 32 auf den selbsttätigen Klappenaktuator 24 erfolgt dabei durch Wärmeleitung, wenn, wie in 1 der Fall, ein unmittelbarer körperlicher Kontakt zwischen diesen besteht. Besteht kein unmittelbarer Kontakt zwischen Wärmequelle 32 und dem selbsttätigen Klappenaktuator 24, so erfolgt die Wärmeübertragung durch Wärmestrahlung und konvektive Wärmeübertragung. Es sei darauf hingewiesen, dass selbst wenn ein unmittelbarer Kontakt besteht, Wärme auch durch Wärmestrahlung übertragen wird, allerdings die Wärmeübertragung durch Wärmeleitung dominiert.
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Der steuerbare Klappenaktuator 22 wird von der Steuerungseinheit 20 gesteuert. Dies kann beispielsweise nach Maßgabe eines von einem an der Wärmequelle 32 angebrachten Temperatursensor 34 über eine erste Signalleitung 36 an die Steuerungseinheit 20 ausgegebenen Temperatursignals derart erfolgen, dass mittels eines über eine zweite Signalleitung 38 von der Steuerungseinheit 20 an einen Schalter 40 ausgegebenen Signals eine Energieverbindung über eine Energieverbindungsleitung 42 zwischen dem steuerbaren Klappenaktuator 22 und einer von der Wärmequelle 32 gesonderten Energiequelle 44 hergestellt oder unterbrochen wird. Bei der gesonderten Energiequelle 44 kann es sich beispielsweise um eine Fahrzeugbatterie oder einen elektrischen Generator, wie etwa eine Lichtmaschine handeln.
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Der selbsttätige Klappenaktuator 24 kann einen Aktuatorabschnitt umfassen, welcher sich bei Erwärmung verformt oder/und einen Phasenübergang durchläuft. Der Aktuatorabschnitt kann beispielsweise als Bimetallstreifen oder als ein Wachsdehnungselement ausgebildet sein, so dass eine Verschiebung des selbsttätigen Kraftausgabeteils 28 nur bei Überschreiten einer bestimmten Grenztemperatur bewirkt werden kann, bei welcher der Aktuatorabschnitt beispielsweise einen Fest-Flüssig-Übergang durchläuft. Dadurch vergrößert sich dessen Volumen, was zu einer Verschiebung des selbsttätigen Kraftausgabeteils 28 in der zweiten Kraftausgaberichtung R2 führt. Bei einer derartigen Ausgestaltung erfolgt eine Verschwenkung der lamellenartigen Luftklappen 12a, 12b, 12c unterhalb der besagten Grenztemperatur lediglich durch den steuerbaren Klappenaktuator 22. Tritt eine Funktionsstörung, beispielsweise des steuerbaren Klappenaktuators 22 selbst, der Steuerungseinheit 20, des Temperatursensors 34, des Schalters 40 oder der gesonderten Energiequelle 44 auf, und ist dabei der wirksame Strömungsquerschnitt der Strömungsdurchgangsöffnung 16 zu klein, um die Wärmequelle 32 ausreichend zu kühlen, so führt dies zwangsläufig zu einem Temperaturanstieg der Wärmequelle 32. Überschreitet die Temperatur der Wärmequelle 32 die Phasenübergangstemperatur des Aktuatorabschnitts, wird der selbsttätige Klappenaktuator 24 aktiviert, indem der Aktuatorabschnitt einen Phasenübergang durchläuft und dadurch sein Volumen vergrößert, so dass der selbsttätige Kraftausgabeteil 28 in der zweiten Kraftausgaberichtung R2 in Richtung des steuerbaren Klappenaktuators 22 ausgefahren wird. Hierdurch wird eine Kraft auf den steuerbaren Klappenaktuator 22 ausgeübt, so dass der steuerbare Klappenaktuator 22 auf dem Schlitten 30 in der ersten Kraftausgaberichtung R1 verfahren wird, wodurch die mittels des Kopplungselements 18 miteinander gekoppelten lamellenartigen Luftklappen 12a, 12b, 12c verschwenkt werden, wodurch der wirksame Strömungsquerschnitt der Strömungsdurchgangsöffnung 16 vergrößert wird. Dadurch kann die Menge einströmender Frischluft erhöht werden, was wiederum zu einer Abkühlung der Wärmequelle 32 führt.
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Der Phasenübergang ist vorzugsweise reversibel. Dann führt eine Abnahme der Temperatur der Wärmequelle 32 zu einem umgekehrten Phasenübergang, also beispielsweise einem Flüssig-Fest-Übergang, wodurch das Volumen des Aktuatorabschnitts zwangsläufig abnimmt und der selbsttätige Kraftausgabeteil 28, eventuell unter Einwirkung einer zusätzlichen Rückstellfeder (nicht gezeigt), zurückgefahren wird. Dadurch bewegt sich auch der mit dem selbsttätigen Kraftausgabeteil 28 in Verbindung stehende steuerbare Klappenaktuator 22 auf dem Schlitten 30 zurück, wodurch sich die mit dem steuerbaren Kraftausgabeteil 26 in Verbindung stehende Luftklappen 12a und mit dieser auch die mit dieser gekoppelten Luftklappen 12b und 12c in ihre Schließstellung bewegen.
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Grundsätzlich ist es denkbar, dass allein mit dem selbsttätigen Klappenaktuator 24 nach dem vorangehend beschriebenen Prinzip eine gezielte Beeinflussung der Temperatur der Wärmequelle 32 erfolgen kann. Diese Steuerung funktioniert allerdings offensichtlich lediglich im Bereich der durch den Phasenübergang definierten Grenztemperatur, so dass es vorteilhaft ist, wenn die Luftklappenvorrichtung 10, vorzugsweise der steuerbare Klappenaktuator 22, dazu eingerichtet ist, im Falle einer Funktionsstörung eine Fehlermeldung an die Steuerungseinheit 20 auszugeben, um eine Funktionsstörung möglichst früh zu erkennen und diese zu beheben. Nachfolgend wird durch Bezugnahme auf die 2 und 3 eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, allerdings nur insoweit sie sich von der ersten Ausführungsform unterscheidet, auf deren Beschreibung ansonsten ausdrücklich hingewiesen wird. Dabei werden gleiche und funktionsgleiche Bauteile wie in der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen versehen werden, allerdings erhöht um die Zahl 100.
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In 2 ist ein Ausschnitt einer Luftklappenvorrichtung 110 gemäß der zweiten Ausführungsform gezeigt. 3 zeigt diesen Ausschnitt bei Betrachtung aus der Richtung III in 2. Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform ist ein steuerbarer Klappenaktuator 122 parallel zu einem selbsttätigen Klappenaktuator 124 geschaltet. Die in den Figuren gezeigte Luftklappe 112, welche um eine Schwenkachse S in einer Schwenkrichtung SR verschwenkbar ist, kann mit einem Vorspannelement 111 versehen sein, welches in einem drehachsennahen Mittenabschnitt 113 der Luftklappe 112 untergebracht sein kann. Das Vorspannelement 111 spannt die Luftklappe 112 in ihre Schließstellung vor.
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Die Luftklappe 112 kann darüber hinaus jeweilige Betätigungsabschnitte 115a, 115b aufweisen, welche dem steuerbaren Kraftausgabeteil 126 des steuerbaren Klappenaktuators 122 bzw. dem selbsttätigen Kraftausgabeteil 128 des selbsttätigen Klappenaktuators 124 zugeordnet sein können. Dabei muss nicht zwangsläufig eine dauerhafte Verbindung zwischen dem jeweiligen Kraftausgabeteil 126, 128 und dem entsprechenden Betätigungsabschnitt 115a, 115b bestehen, sondern es kann auch vorgesehen sein, dass, wie hier der Fall, die jeweiligen Kraftausgabeteile 126, 128 lediglich für eine Verstellung der Luftklappe 112 entlang der Schwenkrichtung SR mit den jeweiligen Betätigungsabschnitten 115a, 115b in Kontakt treten oder/und die Kraftausgabeteile 126, 128 nur in einer Richtung Kraft übertragend in Anlageeingriff mit den Betätigungsabschnitten 115a, 115b stehen. Dies hat den Vorteil, dass ein Verschwenken der Luftklappe 112 durch einen der beiden Klappenaktuatoren 122, 124 unabhängig von dem jeweils anderen stattfinden kann.
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Im Übrigen gelten die Ausführungen hinsichtlich der ersten Ausführungsform auch hinsichtlich der zweiten, in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsform.
