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Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Luftklappenanordnung für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Luftklappenrahmen, welcher eine Durchströmungsöffnung umgibt, sowie wenigstens eine Luftklappe, welche zur Veränderung der wirksam durchströmbaren Fläche der Durchströmungsöffnung beweglich am Luftklappenrahmen gelagert ist und wenigstens in die Durchströmungsöffnung einragt. Vorzugsweise ist die Durchströmungsöffnung von der wenigstens einen Luftklappe durchsetzt, sodass die Bewegung der Luftklappe relativ zum Luftklappenrahmen eine möglichst große Veränderung der wirksam durchströmbaren Fläche der Durchströmungsöffnung bewirkt.
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Eine gattungsgemäße Luftklappenanordnung ist beispielsweise aus der
DE 10 2012 213 992 A bekannt. Eine solche Luftklappenanordnung wird üblicherweise an der Fahrzeugfront eingesetzt, um einen durch die Durchströmungsöffnung hindurchströmenden konvektiv kühlenden Luftstrom mengenmäßig zu verändern und um damit die dadurch erzeugte konvektive Kühlung hinter der Durchströmungsöffnung, also im Motorraum, zu verändern. Dadurch können Aufheizphasen der Brennkraftmaschine auf Nenn-Betriebstemperatur nach einem Kaltstart verkürzt und so die Schadstoffemission des Fahrzeugs verringert werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Funktionstüchtigkeit der gattungsgemäßen Luftklappenanordnung durch ein Onboard-Diagnosesystem eines Kraftfahrzeugs überprüfbar zu machen.
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Diese Aufgabe löst die vorliegende Erfindung, durch eine gattungsgemäße Luftklappenanordnung, welche einen Hall-Sensor und einen Erfassungsabschnitt aufweist. Der Erfassungsabschnitt umfasst magnetisierbares oder dauerhaft magnetisiertes Material und wirkt mit einem Erfassungsbereich des Hall-Sensors derart zusammen, dass der ein vom Erfassungsabschnitt ausgehendes Magnetfeld erfassende Hall-Sensor dann, wenn sich die wenigstens eine Luftklappe in einer vorbestimmten Bezugsstellung relativ zum Luftklappenrahmen befindet, ein Erfassungssignal ausgibt, welches sich von einem Erfassungssignal unterscheidet, das der Hall-Sensor ausgibt, wenn sich die wenigstens eine Luftklappe nicht in der vorbestimmten Stellung befindet.
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Die Grundidee der vorliegenden Erfindung ist es also, über einen Hall-Sensor die magnetische Flussdichte an einem Abschnitt der Luftklappenanordnung aus magnetisierbaren oder dauerhaft magnetisierten Material zu messen, wobei dieses Material als Erfassungsabschnitt an der Luftklappenanordnung derart vorgesehen ist, dass sich die magnetische Flussdichte abhängig von der Stellung, wenigstens abhängig von der Einnahme der Bezugsstellung, der wenigstens einen Luftklappe relativ zum Luftklappenrahmen ändert. Mit der Änderung der magnetischen Flussdichte ist das vom Hall-Sensor ausgegebene Erfassungssignal wenigstens dann, wenn sich die wenigstens eine Luftklappe in der vorbestimmten Bezugsstellung befindet, unterschiedlich zu dem Erfassungssignal, welches der Hall-Sensor dann ausgibt, wenn sich die wenigstens eine Luftklappe nicht in der vorbestimmten Bezugsstellung befindet. Ist das Material des Erfassungsabschnitts magnetisierbar, aber nicht dauerhaft magnetisiert, sollte das magnetisierbare Material dann, wenn die wenigstens eine Luftklappe sich in der vorbestimmten Bezugsstellung befindet, für die Dauer der Einnahme der vorbestimmten Bezugsstellung magnetisiert sein.
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Grundsätzlich kann der Erfassungsabschnitt bereits ein dauerhaft magnetisierter Abschnitt sein. Dann kann der Erfassungsabschnitt beispielsweise direkt an der wenigstens einen Luftklappe vorgesehen sein und sich gemeinsam mit dieser relativ zum Luftklappenrahmen bewegen. Der Hall-Sensor kann dann so angeordnet sein, dass er anhand des von dem dauerhaft magnetisierten Erfassungsabschnitt ausgehenden Magnetfelds erkennt, ob sich die wenigstens eine Luftklappe in der vorbestimmten Bezugsstellung befindet oder nicht, beispielsweise weil der Erfassungsbereich des Hall-Sensors an seinem Anbringungsort nur dann ein magnetisches Streufeld des dauerhaft magnetisierten Erfassungsabschnitts der wenigstens einen Luftklappe erfasst, wenn sich diese in der vorbestimmten Bezugsstellung befindet. Dann kann also die wenigstens eine Luftklappe einen magnetischen Dauermagnet-Abschnitt mit dauerhaft magnetisiertem Material aufweisen und der Dauermagnet-Abschnitt der wenigstens einen Luftklappe ist der Erfassungsabschnitt.
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Der Erfassungsabschnitt kann als magnetisierbarer oder dauerhaft magnetisierter Abschnitt jedoch auch an einem anderen Bauteil der Luftklappenanordnung als an der wenigstens einen Luftklappe angeordnet sein, etwa am Luftklappenrahmen. Als "am Luftklappenrahmen angeordnet" gilt der Erfassungsabschnitt dann, wenn er am Luftklappenrahmen unmittelbar oder mit einem gesondert vom Luftklappenrahmen ausgebildeten, jedoch fest an diesem angeordneten und mit diesem verbundenen Bauteil vorgesehen ist.
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Der Erfassungsabschnitt kann alternativ oder zusätzlich am Luftklappenrahmen ausgebildet sein. Dann kann eine zutreffende Erfassung, ob sich die wenigstens eine Luftklappe in der vorbestimmten Bezugsstellung befindet, beispielsweise dadurch erfolgen, dass ein mit magnetisierbarem oder dauerhaft magnetisiertem Material gebildeter Abschnitt der wenigstens einen Luftklappe dann, wenn sich die wenigstens eine Luftklappe in der vorbestimmten Bezugsstellung befindet, in magnetischem Schluss mit dem Erfassungsabschnitt ist. Wenigstens einer von beiden Abschnitten: Erfassungsabschnitt am Luftklappenrahmen und mit magnetisierbarem oder dauerhaft magnetisiertem Material gebildeter Abschnitt an der wenigstens einen Luftklappe, muss dauerhaft magnetisiert sein, damit vom Hall-Sensor überhaupt eine magnetische Flussdichte erfassbar ist.
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Bevorzugt ist daher eine Schließstellung der wenigstens einen Luftklappe, in welcher sie die wirksam durchströmbare Fläche der Durchströmungsöffnung maximal verringert, die vorbestimmte Bezugsstellung. In dieser kann der Dauermagnet-Abschnitt luftspaltfrei, d. h. unter körperlichem Kontakt mit geringem magnetischem Widerstand, mit einem am Luftklappenrahmen ausgebildeten Erfassungsabschnitt verbunden sein.
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Die Ausbildung des Erfassungsabschnitts am Luftklappenrahmen hat den Vorteil, dass die Durchströmungsöffnung mehrteilig ausgebildet sein kann und dennoch nur ein Hall-Sensor zur Erfassung der Funktionstüchtigkeit der Luftklappen benötigt wird. Durch die Anordnung von Erfassungsabschnitt und mit magnetisierbarem oder dauerhaft magnetisiertem Material gebildetem Abschnitt an der wenigstens einen Luftklappe in magnetischem Schluss wird die magnetische Feldstärke und damit die vom Hall-Sensor erfasste magnetische Flussdichte längs des gesamten in magnetischem Schluss stehenden Abschnitts und somit auch im Erfassungsbereich des Hall-Sensors geändert, sodass dieser auch abseits der wenigstens einen Luftklappe angeordnet werden kann. Dies kann außerdem zum Schutz des Hall-Sensors dienen, da dieser weiter von der Durchströmungsöffnung entfernt angeordnet werden kann und somit Schmutz und größeren Partikeln, die vom Fahrtwind mitgeführt werden können, weniger stark ausgesetzt ist.
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Üblicherweise weist die Luftklappenanordnung eine Mehrzahl von Luftklappen auf. Diese sind bevorzugt jeweils um eine Schwenkachse schwenkbar, die parallel zur Längsachse der Luftklappe verläuft. Die Luftklappen selbst sind dann bevorzugt lamellenartig ausgebildet. Dann, wenn die Luftklappenanordnung eine Mehrzahl von Luftklappen aufweist, sind diese bevorzugt zur gemeinsamen Bewegung relativ zum Luftklappenrahmen gekoppelt, sodass ein Aktuator ausreicht, die Mehrzahl von Luftklappen zu verstellen. Zur sicheren Erfassung der Funktionstüchtigkeit der Mehrzahl von Luftklappen weist bevorzugt jede aus der Mehrzahl von Luftklappen einen Magnetisierungsabschnitt mit magnetisierbarem oder dauerhaft magnetisiertem Material auf. Zur wie oben beschrieben funktionierenden Erfassung der Funktionstüchtigkeit der Mehrzahl von Luftklappen stehen die Magnetisierungsabschnitte der Luftklappen dann, wenn sie sich in der vorbestimmten Bezugsstellung befinden, in magnetischem Schluss miteinander.
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Wenn einer der Magnetisierungsabschnitte der Mehrzahl von Luftklappen der Erfassungsabschnitt ist, dann ist wenigstens ein Magnetisierungsabschnitt als der oben beschriebene Dauermagnet-Abschnitt dauerhaft magnetisiert ausgebildet.
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Dann, wenn der Erfassungsabschnitt am Luftklappenrahmen ausgebildet ist, kann dieser dauerhaft magnetisiert sein, sodass es dann ausreicht, wenn die Magnetisierungsabschnitte der Mehrzahl von Luftklappen in der vorbestimmten Bezugsstellung der Luftklappen nicht nur miteinander, sondern auch mit dem Erfassungsabschnitt in magnetischem Schluss sind. Auch dies verändert die magnetische Flussdichte des dauerhaft magnetisierten Erfassungsabschnitts am Luftklappenrahmen so, dass mit einem Hall-Sensor die Funktionstüchtigkeit der Mehrzahl von Luftklappen ermittelbar ist. Der Erfassungsabschnitt muss jedoch nicht dauerhaft magnetisiert sein, wenn wenigstens einer der Magnetisierungsabschnitte der Luftklappen dies ist.
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Mit "Funktionstüchtigkeit" ist dabei gemeint, dass ermittelbar ist, dass die Luftklappen auf entsprechende Ansteuerung hin ihre vorbestimmte Bezugsstellung verlassen und auf weitere Ansteuerung hin wieder erreichen. Sobald eine aus der Mehrzahl von Luftklappen die vorbestimmte Bezugsstellung nicht erreicht, die anderen jedoch schon, befinden sich nicht alle Magnetisierungsabschnitte der Mehrzahl von Luftklappen in magnetischem Schluss, sodass der Erfassungsbereich des Hall-Sensors ein anderes Signal – etwa eine betragsmäßig andere Hall-Spannung – als Erfassungssignal ausgibt als dann, wenn alle Luftklappen aus der Mehrzahl der Luftklappen die vorbestimmte Bezugsstellung erreichen. Somit kann mit einem Hall-Sensor auch die Funktionstüchtigkeit einer Mehrzahl von Luftklappen sicher überwacht werden.
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Die Erfassung der Funktionstüchtigkeit einer Mehrzahl von Luftklappen ist umso sicherer, je mehr Magnetisierungsabschnitte der einzelnen Luftklappen dauerhaft magnetisiert sind, da dann bei Erreichen des magnetischen Schlusses miteinander eine immer größer werdende Änderung der magnetischen Flussdichte am Erfassungsabschnitt erzeugbar ist. Daher weist bevorzugt der Magnetisierungsabschnitt wenigstens einer Luftklappe, vorteilhafterweise von mehreren Luftklappen, besonders bevorzugt von allen Luftklappen aus der Mehrzahl von Luftklappen, ein dauerhaft magnetisiertes Material auf.
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Wenn in der vorliegenden Anmeldung von einer "Mehrzahl von Luftklappen" die Rede ist, ist nicht notwendigerweise die Gesamtheit aller am Fahrzeug oder an einem Luftklappenrahmen vorgesehenen Luftklappen bezeichnet, wenngleich bevorzugt ist, dass alle Luftklappen einer Luftklappenanordnung, die an ein und demselben Luftklappenrahmen ausgebildet sind, entsprechend der vorliegenden Anmeldung aus- oder weitergebildet sind.
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Zur noch weiter verbesserten Erfassbarkeit der Funktionstüchtigkeit wenigstens einer Luftklappe in der Luftklappenanordnung ist es bevorzugt, wenn die Luftklappenanordnung eine Mehrzahl von Abschnitten mit magnetisierbarem oder dauerhaft magnetisiertem Material umfasst, von welchen wenigstens einer dauerhaft magnetisiert ist, wobei die Mehrzahl von Abschnitten dann, wenn sich die wenigstens eine Luftklappe in ihrer vorbestimmten Bezugsstellung befindet, derart in magnetischem Schluss sind, dass sie einen magnetisch geschlossenen Kreis bilden. Aus der Mehrzahl von Abschnitten kann dann wenigstens einer am Luftklappenrahmen ausgebildet sein und kann wenigstens einer an der wenigstens einen Luftklappe ausgebildet sein. Die Ausbildung wenigstens eines Abschnitts als dauerhaft magnetisierter Abschnitt ist notwendig, damit in dem dann in der vorbestimmten Bezugsstellung der wenigstens einen Luftklappe geschlossenen magnetischen Kreis eine magnetische Feldstärke bzw. Flussdichte feststellbar ist. Bevorzugt sind mehrere, besonders bevorzugt alle Abschnitte, die in magnetischem Schluss einen magnetisch geschlossenen Kreis bilden, dauerhaft magnetisiert.
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Ein Abschnitt aus magnetisierbarem oder dauerhaft magnetisiertem Material kann konstruktiv einen Festkörper aus solchem Material umfassen, wobei die Luftklappe selbst vorzugsweise überwiegend aus thermoplastischem Kunststoffmaterial gebildet ist, etwa im Wege des Spritzgießens. Der als Festkörper ausgebildete Abschnitt kann in das Kunststoffmaterial der wenigstens einen Luftklappe oder/und des Luftklappenrahmens eingebettet sein, wobei dann zur Herstellung eines magnetischen Schlusses mit einem anderen Abschnitt aus magnetisierbarem oder dauerhaft magnetisiertem Material Kontaktbereiche des Festkörpers nach außen freiliegen.
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Nur dann, wenn ein dauerhaft magnetisierter Abschnitt einer Luftklappe selbst Erfassungsabschnitt ist, kann auf die nach außen freiliegenden Kontaktbereiche verzichtet werden. Dann kann der Festkörper aus magnetisierbarem oder dauerhaft magnetisiertem Material vollständig von dem Kunststoffmaterial oder einem anderen Material der Luftklappe umgeben sein. In diesem Falle, in welchem kein magnetischer Schluss zwischen unterschiedlichen Abschnitten an unterschiedlichen Bauteilen herstellbar ist, muss im Falle des Vorsehens einer Mehrzahl von Luftklappen für jede Luftklappe ein Hall-Sensor vorgesehen werden.
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Alternativ oder zusätzlich zu dem als Festkörper ausgebildeten Abschnitt aus magnetisierbarem oder dauerhaft magnetisiertem Material kann der Abschnitt aus magnetisierbarem oder dauerhaft magnetisiertem Material aus mit ferrimagnetischem oder/und mit ferromagnetischem Partikelmaterial gefülltem Kunststoff gebildet sein. Als ferrimagnetisches Material ist Magnetit als Füllmaterial des Kunststoffs wegen seiner bezogen auf das Partikelvolumen hohen Magnetisierung bevorzugt.
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Durch Verwendung eines gefüllten Kunststoffmaterials kann auch der Abschnitt aus magnetisierbarem oder dauerhaft magnetisiertem Material spritzgusstechnisch hergestellt werden, sodass die wenigstens eine Luftklappe insgesamt nur durch ein Spritzgießverfahren herstellbar ist.
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Die Abschnitte mit magnetisierbarem oder dauerhaft magnetisiertem Material sind bevorzugt bahnartig ausgebildet, mit einer Abmessung in Verlaufsrichtung, die wesentlich größer ist als orthogonal zu dieser. Die Verlaufsrichtung kann lokal unterschiedlich sein, weil der Abschnitt abgewinkelt oder gekrümmt ausgebildet sein kann, insbesondere dann, wenn eine Mehrzahl von Abschnitten im magnetischen Schluss miteinander einen magnetisch geschlossenen Kreis bilden. Bevorzugt sind nur die genannten Abschnitte mit magnetisierbarem oder dauerhaft magnetisiertem Material versehen, während der übrige Teil der Luftklappenanordnung kein solches Material aufweist, bevorzugt aus thermoplastischem Kunststoff gebildet ist.
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Als Bewegungsantrieb der wenigstens einen Luftklappe für deren Bewegung relativ zum Luftklappenrahmen weist die Luftklappenanordnung vorzugsweise einen Aktuator auf, welcher bewegungs- und kraftübertragend mit der wenigstens einen Luftklappe verbunden ist. Der Aktuator kann mit einer übergeordneten Steuereinrichtung des die Luftklappenanordnung tragenden Fahrzeugs gekoppelt sein, um den Aktuator zum Betrieb oder Nicht-Betrieb anzusteuern. In vorteilhafter Weise kann der Hall-Sensor im Aktuator aufgenommen sein, um Bauraum zu sparen. Beispielsweise kann der Hall-Sensor in einem Gehäuse des Aktuators angeordnet sein. Der Aktuator kann beliebige physikalische Wirkprinzipien nutzen, um Kraft und Bewegung an die wenigstens eine Luftklappe zu übertragen. Der Aktuator kann ein elektromotorischer, elektromagnetischer, pneumatischer und sogar hydraulischer Aktuator sein. Bevorzugt ist der Aktuator ein elektromotorischer oder elektromagnetischer Aktuator.
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Die vorliegende Erfindung betrifft überdies ein Fahrzeug mit einer wie oben beschrieben aus- und weitergebildeten Luftklappe, wobei der Hall-Sensor zur Übertragung seines Erfassungssignals mit einer Fahrzeug-Steuereinrichtung gekoppelt ist, insbesondere mit einem Onboard-Diagnose-Modul der Fahrzeug-Steuereinrichtung.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es stellt dar:
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1 eine grobschematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Luftklappenanordnung mit einer Mehrzahl von Luftklappen, die sich in der Schließstellung befinden,
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2 die Luftklappenanordnung von 1 mit den Luftklappen in der Offenstellung, in welcher die Durchströmungsöffnung der Luftklappenanordnung bzw. des Luftklappenrahmens in einer Richtung orthogonal zur Zeichenebene der 2 durchströmbar ist.
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In den 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Luftklappenanordnung allgemein mit 10 bezeichnet. Diese umfasst in an sich bekannter Weise einen Luftklappenrahmen 12, in welchem eine in die vorzugsweise gleich großen Durchströmungsöffnungsteile 14 und 16 geteilte Durchströmungsöffnung 18 ausgebildet ist.
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Der Luftklappenrahmen 12 ist bevorzugt als Spritzgussbauteil durch Spritzgießen von thermoplastischem Kunststoff gebildet.
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Am Luftklappenrahmen 12 ist eine erste Gruppe 20 und eine zweite Gruppe 22 von Luftklappen 24 bzw. 26 um zueinander parallele Schwenkachsen S schwenkbar angeordnet.
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Die erste Gruppe 20 von Luftklappen 24 umfasst sechs baugleiche Luftklappen 24 in beispielhafter Übereinander-Anordnung, von welchen der Übersichtlichkeit halber nur die unterste Luftklappe 24 mit einem Bezugszeichen versehen ist.
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Die zweite Gruppe 22 von Luftklappen 26 umfasst ebenfalls sechs baugleiche Luftklappen in beispielhafter Übereinander-Anordnung, welche im Wesentlichen spiegelbildlich zu den Luftklappen 24 bezüglich einer zur Zeichenebene der 1 orthogonalen und zwischen den Gruppen 20 und 22 von Luftklappen 24 und 26 verlaufenden Spiegelsymmetrieebene ausgebildet ist.
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In 1 ist dargestellt, wie die erste Gruppe 20 von Luftklappen 24 in ihrer in 1 dargestellten Schließstellung den ersten Teil 14 der Durchströmungsöffnung 18 verschließt, während die zweite Gruppe 22 von Luftklappen 26 den zweiten Teil 16 der Durchströmungsöffnung in der Schließstellung verschließt.
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Die Luftklappen 24 und 26 überlappen sich in der Schließstellung, wobei die äußersten Luftklappen 24 auch den Luftklappenrahmen überlappen, um eine definierte Schließstellung zu erreichen und um eine möglichst hohe Dichtigkeit in der Schließstellung zu erreichen. Gleiches gilt für die Luftklappen 26 der zweiten Gruppe 22.
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Die Schwenkachsen S der ersten und der zweiten Luftklappen 24 bzw. 26 sind paarweise kollinear. Dies bedeutet, die obersten Luftklappen 24 und 26 weisen eine kollineare Schwenkachse auf, die nächstfolgenden unteren Luftklappen 24 und 26 weisen wiederum eine kollineare Schwenkachse auf usw.
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An jeder Luftklappe 24 kragt ein Betätigungszapfen 28 parallel zur Schwenkachse S aus. Die Betätigungszapfen 28 der Luftklappen 24 der ersten Gruppe 20 sind durch einen Verbindungssteg 30 zur gemeinsamen Bewegung und Kraftübertragung miteinander verbunden.
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Ebenso kragt an jeder Luftklappe 26 der zweiten Gruppe 22 ein Betätigungszapfen 32 spiegelbildlich zum Betätigungszapfen 28 der Luftklappen 24 parallel zur Schwenkachse S aus. Die Betätigungszapfen 32 der Luftklappen 26 der zweiten Gruppe 22 sind durch einen Verbindungssteg 34 zur gemeinsamen Bewegung miteinander verbunden. Die Betätigungszapfen 28 und 32 sind in ihren zugeordneten Verbindungsstegen 30 bzw. 34 relativ zu diesen drehbar aufgenommen.
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Die Verbindungsstege 30 und 34 sind durch einen Kopplungssteg 36 miteinander verbunden, welcher überdies mit der Spindel 38 eines Spindeltriebs 40 zur gemeinsamen axialen Bewegung gekoppelt ist. Der Spindeltrieb 40 bildet einen elektromotorischen Aktuator, durch welchen die Luftklappen 24 und 26 zwischen der in 1 gezeigten Schließstellung und zwischen der in 2 gezeigten Offenstellung verstellbar sind. Der Aktuator der Luftklappen 24 und 26 muss jedoch kein Spindeltrieb sein. Es kann auch ein rotatorischer Elektromotor sein, oder eine pneumatisch, hydraulisch oder elektromotorisch betätigbare Kolben-Zylinder-Anordnung.
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Der Aktuator bzw. Spindeltrieb 40 ist durch eine Signalübertragungsleitung 42 mit einer Steuereinrichtung 44 verbunden, welche den Aktuator 40 über die Signalübertragungsleitung 42 zur Bewegung ansteuert. Die Energieversorgung des Aktuators 40 ist nicht eigens dargestellt. Sie kann wenigstens teilweise über die Signalübertragungsleitung 42 verlaufen.
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Die Luftklappenkörper 46 der Luftklappen 24 und 26 sind identisch ausgebildet und weisen eine flächige, lamellenartige Gestalt auf.
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Wie in 1 gezeigt ist, weist der Luftklappenrahmen 12 einen ersten Abschnitt 48 und einen zweiten Abschnitt 50 aus magnetisierbarem oder dauerhaft magnetisiertem Material auf, während das Material des Luftklappenrahmens 12 außerhalb der Abschnitte 48 und 50 nicht magnetisierbar oder dauerhaft magnetisiert ist. Die Abschnitte 48 und 50 aus im vorliegenden Beispiel dauerhaft magnetisiertem Material sind bahnartig am Luftklappenrahmen 21 vorgesehen. Sie sind im dargestellten Beispiel bevorzugt ausgebildet aus mit Magnetit-Partikeln gefülltem Kunststoff, wobei der Matrixkunststoff der Magnetit-gefüllten Abschnitte 48 und 50 aus Kompatibilitätsgründen der gleiche ist wie der Kunststoff der übrigen, nicht mit Magnetit gefüllten Abschnitte des Luftklappenrahmens 12.
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Die 1 und 2 zeigen die Luftklappenanordnung 10 bei Betrachtung aus Richtung des Fahrzeuginneren, wenn die Luftklappenanordnungen 10 in einem Fahrzeug angeordnet wären. Bei Fahrtwind im Fahrbetrieb des die Luftklappenanordnung 10 tragenden Fahrzeugs würde daher in 2 Fahrtwind die Teile 14 und 16 der Durchströmungsöffnung 18 orthogonal zur Zeichenebene der 1 auf den Betrachter zu durchströmen.
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Daher können die nach außen geschützten dauerhaft magnetisierten Abschnitte 48 und 50 zum Betrachter hin frei liegen und einen Teil der dem Betrachter der 1 und 2 zugewandten Oberfläche des Luftklappenrahmens 12 bilden. So können die Abschnitte 48 und 50 von drei Seiten von Kunststoffmaterial des Luftklappenrahmens umgeben sein, welches kein magnetisierbares oder dauerhaft magnetisiertes Material enthält.
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Jede Luftklappe 24 und 26 weist an ihrem Luftklappenkörper 46 eine sich über die gesamte Breite des Klappenkörpers 46 erstreckende Bahn aus magnetisierbarem oder dauerhaft magnetisiertem Material auf. Bevorzugt ist auch dieses Material dauerhaft magnetisiert und durch mit Magnetit-Partikeln gefülltem Kunststoff gebildet. Diese Bahnen bilden daher Dauermagnet-Abschnitte 52 der Klappenkörper 46 der Luftklappen 24 und 26.
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Dann, wenn – wie in 1 – die Luftklappen 24 und 26 sich in ihrer Schließstellung als der vorbestimmten Bezugsstellung befinden, berühren sich die Dauermagnet-Abschnitte 52 von unmittelbar orthogonal zu ihren Schwenkachsen S benachbarten Luftklappen 24 in Überlappungsbereichen 54. Durch diese körperliche Berührung der Dauermagnet-Abschnitte 52 wird ein magnetischer Schluss zwischen den Dauermagnet-Abschnitten 52 erzeugt.
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Ebenso überlappt und berührt körperlich der Dauermagnet-Abschnitt 52 der in 1 obersten Luftklappe 24 den dauerhaft magnetisierten Abschnitt 48 des Luftklappenrahmens 12 in einem Überlappungsabschnitt 56.
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Ebenso überlappt und berührt körperlich der Dauermagnet-Abschnitt 52 der in 1 untersten Luftklappe 24 den zweiten dauerhaft magnetisierten Abschnitt 50 des Luftklappenrahmens 12 in einem Überlappungsbereich 58.
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Ebenso überlappen und berühren sich körperlich die Dauermagnet-Abschnitte 52 von unmittelbar orthogonal zu ihren Schwenkachsen S benachbarten Luftklappen 26 in Überlappungsbereichen 60.
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Die in 1 oberste Luftklappe 26 berührt in ihrer Schließstellung mit ihrem Dauermagnet-Abschnitt 52 nicht nur den Dauermagnet-Abschnitt 52 der unmittelbar darunterliegenden Luftklappe 26, sondern auch den ersten dauerhaft magnetisierten Abschnitt 48 des Luftklappenrahmens 12. Diese Berührung findet in einem Überlappungsbereich 62 statt.
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In gleicher Weise überlappt und berührt der Dauermagnet-Abschnitt 52 der in 1 untersten Luftklappe 26 in der Schließstellung den zweiten dauerhaft magnetisierten Abschnitt 50 des Luftklappenrahmens 12 in einem Überlappungsbereich 64.
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Durch die geschilderten körperlichen Kontakte zwischen den magnetisierten Abschnitten 48, 50 und 52 bilden die genannten Abschnitte 48, 50, 52 aufgrund ihres Verlaufs in der Schließstellung der Luftklappen 24 und 26 einen magnetisch geschlossenen Kreis.
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In 2 ist dagegen die Luftklappenanordnung 10 in der Offenstellung dargestellt, in welcher sich zwischen den Dauermagnet-Abschnitten 52 jeweils der Luftklappen 24 und der Luftklappen 26 ein Luftspalt befindet, welcher einen wesentlich höheren magnetischen Widerstand darstellt als der körperliche Kontakt der Abschnitte 48, 50 und 52 miteinander in der in 1 gezeigten Schließstellung.
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Somit ändert sich an jeder Stelle der magnetisierten Abschnitte 48, 50 und 52 der Luftklappenanordnung 10 dann, wenn in der in 1 gezeigten Schließstellung der magnetische Schluss zwischen diesen hergestellt ist, die magnetische Flussdichte um die dauerhaft magnetisierten Abschnitte herum, verglichen zu einem Zustand, in welchem sich die Luftklappen 24 und 26 nicht in der Schließstellung befinden und somit ein Luftspalt zwischen den dauerhaft magnetisierten Abschnitten 48, 50 und 52 besteht.
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Zur Erfassung dieser Änderung der magnetischen Flussdichte ist ein Hall-Sensor 66 vorteilhaft im Bereich des Luftklappenrahmens 12 fern von der Durchströmungsöffnung 18 auf der von der Anströmseite abgewandten Schattenseite des Luftklappenrahmens 12 angeordnet, wo er vor Schmutz und vom Fahrtwind mitgeführten Teilen sicher ist. Der Abschnitt 48 im Luftklappenrahmen 12 bildet somit einen Erfassungsabschnitt der Luftklappenanordnung 10, in welchem der Hall-Sensor 66 die magnetische Flussdichte erfasst. Über eine Signalübertragungsleitung 68 wird das Erfassungssignal des Hall-Sensors 66 an die Steuereinrichtung 44 übertragen.
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Da der Hall-Sensor 66 ein zur magnetischen Flussdichte des Erfassungsabschnitts 48 proportionales Signal liefern kann, kann in der Steuereinrichtung 44 ein Fehlerfrei-Schwellenwert hinterlegt sein, mit welchem das Erfassungssignal des Hall-Sensors 66 verglichen wird. Übersteigt beispielsweise das vom Hall-Sensor gelieferte Erfassungssignal betragsmäßig den Fehlerfrei-Schwellenwert, so beurteilt die Steuereinrichtung 44, dass die Luftklappenanordnung 10 fehlerfrei funktioniert.
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In der Steuereinrichtung 44 können ein oder mehrere weitere Schwellenwerte hinterlegt sein, die zur weiteren Beurteilung herangezogen werden. Beispielsweise kann ein weiterer Fehlerfrei-Schwellenwert hinterlegt sein, welcher dem vom Hall-Sensor 66 dann gelieferten Erfassungswert entspricht, wenn sich die Luftklappen 24 und 26 alle in der Offenstellung befinden. Der zuvor genannte erste Fehlerfrei-Schwellenwert ist jedoch aussagekräftiger, da er eine Fehlstellung einer jeden einzelnen Luftklappe 24 oder 26 zu erkennen hilft. Bleibt dagegen bei Verstellung in die Offenstellung eine ohnehin mit Abstand von den Abschnitten 48 und 50 angeordnete Luftklappe 24 oder 26 in ihrer Schließstellung stehen, obwohl sie in die Offenstellung verstellt werden sollte, wird dies über den zweiten Fehlerfrei-Schwellenwert nicht erkannt.
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Es können jedoch in Zuordnung zur Schließstellung mehrere weitere Schwellenwerte definiert sein, die abhängig davon, wie viele Luftklappen 24 oder/und 26 sich nicht in der Schließstellung befinden, obwohl sie dies tun sollten, ausgelöst werden. Somit kann nicht nur grundsätzlich ein Fehler erfasst, sondern in gewissen Grenzen mit der Steuereinrichtung 44 über das Erfassungssignal des Hall-Sensors 66 quantifiziert werden.
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Somit ist eine Onboard-Diagnose der Luftklappenanordnung 10 selbst dann durch einen einzigen Hall-Sensor 66 möglich, wenn unterschiedliche Gruppen von Luftklappen voneinander gesondert ausgebildete Teile einer Durchströmungsöffnung zur Durchströmung freigeben oder verschließen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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