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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftklappenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Die Luftklappenvorrichtung umfasst einen Rahmen mit einer Durchströmungsöffnung, an welchem Rahmen wenigstens eine Luftklappe, bei Betrachtung längs einer betriebsmäßigen Anströmrichtung, in die Durchströmungsöffnung einragend oder diese durchsetzend relativ zum Rahmen beweglich gelagert ist, wobei die wenigstens eine Luftklappe zur Veränderung einer bei vorgegebener Anströmung die Durchströmungsöffnung pro Zeiteinheit durchströmenden Gasmenge zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung verstellbar ist, wobei die wenigstens eine Luftklappe in der Schließstellung einen durchströmbaren Querschnitt der Durchströmungsöffnung stärker verringert als in der Öffnungsstellung, wobei die Luftklappenvorrichtung weiter einen Bewegungsantrieb umfasst, welcher mit der wenigstens einen Luftklappe Bewegung und Kraft übertragend gekoppelt ist, um die wenigstens eine Luftklappe zur Bewegung zwischen der Schließstellung und der Öffnungsstellung anzutreiben.
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Eine derartige gattungsgemäße Luftklappenvorrichtung ist beispielsweise aus der
DE 10 2015 210 683 A1 oder auch aus der
DE 10 2008 013 422 A1 bekannt. Luftklappenvorrichtungen der eingangs genannten Art dienen an einem Kraftfahrzeug in der Regel dazu, die Durchströmungsöffnung durch entsprechende Verstellung der wenigstens einen Luftklappe zwischen der Öffnungs- und der Schließstellung für die Durchströmung von konvektiver Kühlluft durchströmbar zu machen oder für eine solche Durchströmung zu sperren.
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Üblicherweise sind derartige Luftklappenvorrichtungen an der Vorderseite eines Kraftfahrzeugs angeordnet, wo sie bei Vorwärtsfahrt des die Luftklappenvorrichtung tragenden Kraftfahrzeugs von Fahrtwind angeströmt werden. Der Fahrtwind kann dann die genannte konvektive Kühlluft bilden, welche durch die Durchströmungsöffnung hindurch in Durchströmungsrichtung hinter der Durchströmungsöffnung gelegene Aggregate anströmen kann, um diese zu kühlen. Beispielsweise kann in Durchströmungsrichtung hinter der Durchströmungsöffnung und hinter der wenigstens einen Luftklappe ein Wärmetauscher für eine Betriebsflüssigkeit des Kraftfahrzeugs, wie etwa für eine Kühlflüssigkeit oder für einen Schmierstoff, angeordnet sein.
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Ebenso kann in der Nähe der Durchströmungsöffnung, üblicherweise in Durchströmungsrichtung hinter der Durchströmungsöffnung und hinter der Luftklappe ein Lüfter angeordnet sein, welcher dann, wenn die Fahrgeschwindigkeit des die Luftklappenvorrichtung tragenden Kraftfahrzeugs für eine ausreichende konvektive Kühlung nicht ausreicht, bei geöffneter Durchströmungsöffnung Luft durch die Durchströmungsöffnung hindurch ansaugt und diese wiederum den konvektiv zu kühlenden Aggregaten zuführt, insbesondere durch den Wärmetauscher hindurch bewegt.
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Derartige Luftklappenvorrichtungen, insbesondere zur Anordnung an der Vorderseite eines Kraftfahrzeugs, sind über die oben genannten beispielhaften Druckschriften hinaus allgemein bekannt.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die eingangs genannte Luftklappenvorrichtung derart weiterzubilden, dass bei möglichst einfacher und präziser Herstellung der Luftklappenvorrichtung die Betriebsstellung, in welcher sie sich befindet, auch bei Dunkelheit von außerhalb des die Luftklappenvorrichtung tragenden Fahrzeugs erkennbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Luftklappenvorrichtung der eingangs genannten Art, bei welcher wenigstens eine Luftklappe der Luftklappenvorrichtung als Leucht-Luftklappe wenigstens eine Lichtaustrittsfläche aufweist, welche dazu ausgebildet ist, Licht an eine Außenumgebung der Leucht-Luftklappe abzustrahlen, wobei die Leucht-Luftklappe wenigstens ein Licht leitendes Lichtleit-Bauteil aufweist, welches zur Durchleitung von Licht von einem Lichteintrittsabschnitt zu einem mit Abstand von diesem angeordneten Lichtaustrittsabschnitt ausgebildet ist, wobei das Lichtleit-Bauteil integral mit einem Strukturbauteil der Leucht-Luftklappe ausgebildet ist.
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Dann nämlich, wenn Licht durch den Klappen-Lichtleiter der Leucht-Luftklappe hindurch zur Außenumgebung der Leucht-Luftklappe hin austreten bzw. ausstrahlen kann, ist das Licht von außerhalb der Luftklappenvorrichtung wahrnehmbar. Da der Klappen-Lichtleiter an der Leucht-Luftklappe vorgesehen ist, wird er gemeinsam mit der Leucht-Luftklappe zwischen ihren Betriebsstellungen: Schließstellung und Öffnungsstellung, verstellt, wobei die Wahrnehmung des durch die Lichtaustrittsfläche austretenden Lichts bei im Wesentlichen konstanter Betrachterposition in unterschiedlichen Betriebsstellungen der Leucht-Luftklappe vom Betrachter unterschiedlich wahrgenommen wird. Somit kann die jeweilige Stellung der Leucht-Luftklappe auch bei völliger Abwesenheit von äußeren Lichtquellen erkannt werden.
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Durch die integrale Ausbildung von Lichtleit-Bauteil und Strukturbauteil der Leucht-Luftklappe können das Lichtleit-Bauteil und das Strukturbauteil in einem gemeinsamen Herstellungsverfahren hergestellt und relativ zueinander optimal angeordnet werden. Somit können erforderliche Spaltmaße zwischen unterschiedlichen lichtleitenden Bauteilen ohne großen Montageaufwand eingehalten werden. Denn durch die integrale Ausbildung von Strukturbauteil und Lichtleit-Bauteil können diese beiden Bauteile gleich bei ihrer Herstellung miteinander verbunden und relativ zueinander in einer optimalen räumlichen Anordnungsbeziehung festgelegt werden. Mit der Anordnung des integral mit dem Lichtleit-Bauteil ausgebildeten Strukturbauteils der Leucht-Luftklappe an wenigstens einem weiteren Strukturbauteil der Leucht-Luftklappe zur Herstellung derselben wird dann ohne weitere besondere Maßnahmen das Lichtleit-Bauteil relativ zu dem wenigstens einen weiteren Strukturbauteil in einer exakten Montage- und Betriebsposition angeordnet. Durch Montage der Strukturbauteile einer Leucht-Luftklappe werden somit die an der Leucht-Luftklappe beteiligten lichtleitenden Bauteile ohne weiteres in ihrer korrekten Position angeordnet und müssen nicht nachjustiert werden.
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„Lichtleiter“ im Sinne der vorliegenden Anmeldung sind solche wenigstens in Lichtleitungsrichtung transparenten Bauteile, die aufgrund ihrer körperlichen Ausgestaltung Licht in Lichtleitungsrichtung zu leiten vermögen, weil aufgrund der Brechungsindizes von im Lichtleiter verwendeten Materialien sich im Lichtleiter ausbreitendes Licht an der Grenzfläche des Lichtleiters zurück in den Lichtleiter reflektiert wird und so den Lichtleiter überwiegend, vorzugsweise nur, durch die Lichtaustrittsfläche verlassen kann. Somit ist die Lichtausbeute an der Lichtaustrittsfläche sehr hoch, was es ermöglicht, weniger leistungsstarke Lichtquellen zur Einspeisung von Licht in den Klappen-Lichtleiter zu verwenden.
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Ein Strukturbauteil im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist dagegen in der Regel nicht zur Durchleitung von Licht ausgebildet, sondern ist opak. Ein Strukturbauteil im Sinne der vorliegenden Anmeldung dient funktionell dazu, gegebenenfalls nach Montage mit wenigstens einem weiteren Strukturbauteil, die Luftklappe in ihrer aerodynamischen Eigenschaft zu bilden, nämlich den von Luft durchströmbaren Querschnitt der Durchströmungsöffnung abhängig von ihrer Betriebsstellung relativ zum Rahmen der Luftklappenvorrichtung zu verändern.
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Grundsätzlich bestehen mehrere Möglichkeiten, das wenigstens eine Strukturbauteil und das wenigstens eine Lichtleit-Bauteil integral miteinander auszubilden. Beispielsweise kann das Strukturbauteil durch Urformen hergestellt sein. Es kann beispielsweise an das Lichtleit-Bauteil angegossen sein. Umgekehrt kann ebenso das Lichtleit-Bauteil durch Urformen hergestellt sein und an das Strukturbauteil angegossen sein.
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Bevorzugt ist wenigstens ein Bauteil aus Strukturbauteil und Lichtleit-Bauteil mit hoher Formgenauigkeit durch Spritzgießen hergestellt, sodass ebenso bevorzugt ein Bauteil aus Strukturbauteil und Lichtleit-Bauteil zur integralen Ausbildung des wenigstens einen Strukturbauteils und des wenigstens einen Lichtleit-Bauteils an das jeweils andere Bauteil spritzgusstechnisch angespritzt sein kann. „Angespritzt“ ist das eine Bauteil aus Strukturbauteil und Lichtleit-Bauteil an das jeweils andere Bauteil dann, wenn eine durch Spritzgießen erzeugte Grenzfläche des einen Bauteils das jeweils andere Bauteil flächig kontaktiert.
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Eine besonders feste körperliche Verbindung zwischen dem Lichtleit-Bauteil und dem Strukturbauteil kann dabei dadurch erhalten werden, dass ein Abschnitt des Lichtleit-Bauteils vom Strukturbauteil umspritzt ist. „Umspritzt“ ist der Abschnitt des Lichtleit-Bauteils vom Strukturbauteil dann, wenn eine das Lichtleit-Bauteil kontaktierende Grenzfläche des Strukturbauteils den Abschnitt des Lichtleit-Bauteils derart umgibt, dass der Abschnitt des Lichtleit-Bauteils zwischen Bereichen der Grenzfläche angeordnet ist, welche mit Abstand voneinander angeordnet sind und deren Normalenvektor jeweils eine Vektorkomponente aufweist, welche zu dem jeweils anderen Bereich der Grenzfläche hinweist. Bevorzugt liegen die genannten Bereiche der Grenzfläche einander unter Bildung eines Abstandsraums gegenüber, wobei der Abstandsraum wenigstens teilweise vom Lichtleit-Bauteil gefüllt ist. Dabei soll die Aussage, dass ein Abschnitt des Lichtleit-Bauteils vom Strukturbauteil umspritzt ist, offen lassen, welches der beiden Bauteile: Lichtleit-Bauteil und Strukturbauteil, zuerst hergestellt wurde, wenngleich bevorzugt ist, dass bereits hergestellte Lichtleit-Bauteil mit der zur Herstellung des Strukturbauteils verwendeten Spritzgussmasse bei der Herstellung des Strukturbauteils zu umspritzen.
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Grundsätzlich kann dabei daran gedacht sein, zuerst das eine Bauteil aus Strukturbauteil und Lichtleit-Bauteil in einem eigenen Formwerkzeug herzustellen und dieses dann als Einleger in die Spritzgusskavität zur Herstellung des jeweils anderen Bauteils einzulegen, um so mit der Herstellung des anderen Bauteils dieses an das eine Bauteil anzuspritzen oder das eine Bauteil mit dem anderen zu umspritzen. Das Lichtleit-Bauteil kann dabei ebenfalls aus wenigstens einem thermoplastischen transparenten Kunststoff durch Spritzgießen hergestellt sein.
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So können gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung das Strukturbauteil und das Lichtleit-Bauteil im Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren hergestellt sein. Durch Schieber oder/und weitere bewegliche Teile einer gemeinsamen Formkavität von Strukturbauteil und Lichtleit-Bauteil kann zunächst in der Formkavität das eine von beiden Bauteilen spritzgegossen werden und kann anschließend mit dem bereits spritzgegossenen einen Bauteil in der Formkavität das jeweils andere Bauteil spritzgegossen werden.
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Die wenigstens eine Leucht-Luftklappe ist bevorzugt eine längliche Luftklappe, welche längs einer Klappenachse ihre größte Abmessung aufweist. Bevorzugt ist sie zwischen ihrer Öffnungsstellung und Schließstellung um eine Schwenkachse schwenkbar, welche zur Klappenachse parallel ist.
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Die wenigstens eine Leucht-Luftklappe kann nur ein Lichtleit-Bauteil oder kann bevorzugt mehrere Lichtleit-Bauteile aufweisen. Ebenso kann die wenigstens eine Leucht-Luftklappe nur ein Strukturbauteil aufweisen oder kann mehrere Strukturbauteile aufweisen.
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Um über einen möglichst großen Längsabschnitt der Leucht-Luftklappe Licht von dieser an deren Außenumgebung abgeben zu können, kann das wenigstens eine Lichtleit-Bauteil einen Klappen-Lichtleiter mit einer Lichteintrittsfläche und einer Lichtaustrittsfläche aufweisen. Das Strukturbauteil umfasst oder ist bevorzugt ein Abschnitt eines bestimmungsgemäß in der Durchströmungsöffnung angeordneten Klappenkörpers der Leucht-Luftklappe, wo das Strukturbauteil von außen gut sichtbar und somit das von der Leucht-Luftklappe abgestrahlte Licht gut wahrnehmbar ist. Zur möglichst weithin auch in großer Entfernung wahrnehmbaren Lichtausgabe durch die Leucht-Luftklappe erstreckt sich der Klappen-Lichtleiter bevorzugt über wenigstens die Hälfte, vorzugsweise wenigstens zwei Drittel, besonders bevorzugt wenigstens drei Viertel der Länge des Klappenkörpers.
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Der Klappenkörper ist dabei jener Teil der Luftklappe, welcher mit der die Luftklappenvorrichtung anströmenden Luftströmung zur Veränderung der durch die Durchströmungsöffnung pro Zeiteinheit hindurchtretenden Luftmenge wechselwirkt. Die Leucht-Luftklappe, ebenso wie eine andere Luftklappe, kann beispielsweise zusätzlich zum Klappenkörper Lagerformationen aufweisen, wie etwa Lagerzapfen, welche die Luftklappe mit der gewünschten Beweglichkeit am Rahmen lagern.
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Zur einfachen sicheren und hochpräzisen Anordnung des Klappen-Lichtleiters im Klappenkörper kann der Klappenkörper eine Aufnahmeausnehmung zur Aufnahme des Klappen-Lichtleiters darin aufweisen, wobei das integral mit dem Klappen-Lichtleiter gebildete Strukturbauteil als Abschnitt des Klappenkörpers ein die Aufnahmeausnehmung abdeckender Deckel ist. Somit kann mit der Anordnung des Strukturbauteils in Gestalt des Deckels am übrigen Klappenkörper nicht nur der Klappen-Lichtleiter präzise in der für ihn vorgesehenen Aufnahmeausnehmung des Klappenkörpers angeordnet werden, sondern kann überdies die Aufnahmeausnehmung durch den Deckel verschlossen, insbesondere dichtend verschlossen werden, beispielsweise durch Verkleben oder Verschweißen des Deckels mit dem übrigen Klappenkörper.
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Die wenigstens eine Leucht-Luftklappe kann zur einfachen Wahrnehmung des von ihr abgestrahlten Lichts an ihrer im bestimmungsgemäßen Betrieb angeströmten Vorderseite eine Abstrahlöffnung aufweisen, durch welche hindurch Licht vom Klappen-Lichtleiter zur Außenumgebung der Leucht-Luftklappe abstrahlbar ist.
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Diese Abstrahlöffnung kann Teil der Aufnahmeausnehmung sein, welche den Klappenkörper in dessen Dickenrichtung vollständig durchsetzen kann. In diesem Fall bildet der oben genannte Deckel einen Verschluss der Aufnahmeausnehmung an einer Seite des Klappenkörpers, vorzugsweise an dessen der betriebsmäßig angeströmten Vorderseite entgegengesetzten Rückseite.
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Zur möglichst gleichmäßigen Verteilung von Licht, welches von der Lichtaustrittsfläche des Klappen-Lichtleiters ausgestrahlt wird, weist das wenigstens eine Lichtleit-Bauteil bevorzugt eine in der Abstrahlöffnung angeordnete optische Diffusorvorrichtung mit einer Lichteingangsfläche und einer Lichtausgangsfläche auf. Die Diffusorvorrichtung ist ebenfalls ein Lichtleit-Bauteil im Sinne der vorliegenden Anmeldung. Das Strukturbauteil ist dann bevorzugt wiederum ein Abschnitt eines bestimmungsgemäß in der Durchströmungsöffnung angeordneten Klappenkörpers der Leucht-Luftklappe. Zur optimalen Übergabe von Licht vom Klappen-Lichtleiter zur Diffusorvorrichtung ist bevorzugt die Lichteingangsfläche der optischen Diffusorvorrichtung der Lichtaustrittsfläche des Klappen-Lichtleiters mit Abstand von dieser gegenüberliegend angeordnet. Der so gebildete Spalt zwischen der Lichteingangsfläche der Diffusorvorrichtung und der Lichtaustrittsfläche des Klappen-Lichtleiters kann mit Luft oder einem anderen Gas gefüllt sein oder kann sich in einem Teilvakuum befinden.
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Die integrale Ausbildung des Klappen-Lichtleiters mit seinem Strukturbauteil als einem ersten Teil des Klappenkörpers sowie der Diffusorvorrichtung mit seinem Strukturbauteil als einem zweiten Teil des Klappenkörpers führt bei Montage der beiden Strukturbauteile von Klappen-Lichtleiter und Diffusorvorrichtung ohne weiteres Maßnahmen zum optimalen Abstandsmaß zwischen Lichtaustrittsfläche und Lichteingangsfläche. Wenigstens eine dieser Flächen, vorzugsweise beide Flächen können daher glatt, also ohne Vorsprünge und Vertiefungen in der jeweiligen Fläche ausgebildet sein.
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Dann, wenn die Abstrahlöffnung Teil einer den Klappenkörper in seiner Dickenrichtung durchsetzenden Aufnahmeausnehmung ist, verschließen der Deckel mit dem Klappen-Lichtleiter die Aufnahmeausnehmung auf einer Seite des Klappenkörpers, vorzugsweise auf dessen Rückseite, und die Diffusorvorrichtung auf der entgegengesetzten Seite, vorzugsweise auf der Vorderseite des Klappenkörpers. Dabei ist jedoch zu beachten, dass nur der Deckel zum Verschluss der Aufnahmeausnehmung am übrigen Klappenkörper anzuordnen ist, während die Diffusorvorrichtung bereits durch das bevorzugt oben beschriebene Umspritzen oder Anspritzen beim Mehrkomponenten-Spritzguss unverlierbar und fluiddicht in dem sie tragenden Strukturbauteil angeordnet ist.
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Da die Diffusorvorrichtung im Wesentlichen die Ausbreitung von Licht, welches von der Lichtaustrittsfläche des Klappen-Lichtleiters abgestrahlt wird, räumlich vergleichmäßigt, erstreckt sich bevorzugt auch die Diffusorvorrichtung über wenigstens die Hälfte, vorzugsweise wenigstens zwei Drittel, besonders bevorzugt wenigstens drei Viertel der Länge des Klappenkörpers. In der Regel wird die Diffusorvorrichtung eine Längsabmessung aufweisen, welche in der Größenordnung der Längsabmessung der Lichtaustrittsfläche liegt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Länge der Diffusorvorrichtung zwischen 80 % und 120 % der Länge der Lichtaustrittsfläche des Klappen-Lichtleiters beträgt, sodass die Diffusorvorrichtung im Wesentlichen das gesamte aus der Lichtaustrittsfläche des Klappen-Lichtleiters austretende Licht zur Außenumgebung der Leucht-Luftklappe hin streuen, also vergleichmäßigen kann.
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Grundsätzlich kann die Lichteintrittsfläche des Klappen-Lichtleiters die Einkopplung von Licht einer Lichtquelle, vorzugsweise am Rahmen, bereitstellen. Jedoch kann dies die Montage des Klappen-Lichtleiters am Klappenkörper bzw. an der Leucht-Luftklappe erschweren, da die Aufnahmeausnehmung, in welcher der Klappen-Lichtleiter an der betriebsbereiten Leucht-Luftklappe aufgenommen ist, zur Außenumgebung hin möglichst hermetisch abgedichtet sein sollte, damit die Durchleitung von Licht durch die Leucht-Luftklappe über lange Zeit möglichst ungestört funktionieren kann.
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Eine möglichst gute Abdichtung der Aufnahmeausnehmung zur Außenumgebung hin kann dadurch bereitgestellt werden, dass das wenigstens eine Lichtleit-Bauteil einen Einkopplungs-Lichtleiter mit einer Lichteinkopplungsfläche und einer Lichtauskopplungsfläche aufweist und dass das Strukturbauteil ein Abschnitt eines bestimmungsgemäß in der Durchströmungsöffnung angeordneten Klappenkörpers der Leucht-Luftklappe ist, wobei die Lichtauskopplungsfläche des Einkopplungs-Lichtleiters der Lichteintrittsfläche des Klappen-Lichtleiters mit Abstand von dieser gegenüberliegend angeordnet ist.
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Auch der Einkopplungs-Lichtleiter ist ein Lichtleit-Bauteil im obigen Sinne. Seine Lichtauskopplungsfläche weist in die Aufnahmeausnehmung, wo ihr die Lichteintrittsfläche des Klappen-Lichtleiters gegenüberliegt. Durch die integrale Ausbildung des Einkopplungs-Lichtleiters mit einem Strukturbauteil der Leucht-Luftklappe, insbesondere des Klappenkörpers oder aber auch einer Lagerformation, kann Licht in die Aufnahmeausnehmung der Leucht-Luftklappe, insbesondere des Klappenkörpers, gelangen, ohne dass hierfür ein noch so geringer Spalt zwischen dem Einkopplungs-Lichtleiter und der in tragenden Struktur akzeptiert werden müsste. Gleiches gilt im Übrigen für die Diffusorvorrichtung und das integral mit ihr hergestellte Strukturbauteil. Weiter gilt Gleiches für den Klappen-Lichtleiter und sein integrales Strukturbauteil, insbesondere den genannten Deckel. Licht kann also in die Aufnahmeausnehmung über den Einkopplungs-Lichtleiter eingestrahlt und aus dieser über die Diffusorvorrichtung gestreut an die Außenumgebung abgestrahlt werden. Dazwischen wird das über den Einkopplungs-Lichtleiter in die Aufnahmeausnehmung eingestreute Licht über den Klappen-Lichtleiter über dessen Längserstreckung vom Einkopplungs-Lichtleiter zu Diffusorvorrichtung geleitet und bevorzugt über einen Längsbereich der Leucht-Luftklappe verteilt. Gas und Schmutz gelangen nicht in die Aufnahmeausnehmung.
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Zur Vereinfachung der Montage der Leucht-Luftklappe ist bevorzugt vorgesehen, dass das den Einkopplungs-Lichtleiter tragende Strukturbauteil als einstückiges Strukturbauteil auch das die optische Diffusorvorrichtung tragende Strukturbauteil ist. Bevorzugt werden Einkopplungs-Lichtleiter, Diffusorvorrichtung und das sie tragende einstückige Strukturbauteil, wie oben bereits dargelegt, im Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren hergestellt.
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Die Lichteintrittsfläche des Klappen-Lichtleiters, die Lichteingangsfläche der Diffusorvorrichtung und die Lichteinkopplungsfläche des Einkopplungs-Lichtleiters bilden jeweils eine konkrete Ausbildungsform des oben allgemein genannten Lichteintrittsabschnitts. Ebenso bilden die Lichtaustrittsfläche des Klappen-Lichtleiters, die Lichtausgangsfläche der Diffusorvorrichtung und die Lichtauskopplungsfläche des Einkopplungs-Lichtleiters jeweils eine konkrete Ausbildungsform des oben allgemein genannten Licht Austrittsabschnitts.
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Wenngleich die Luftklappenvorrichtung nur eine einzige Leucht-Luftklappe aufweisen kann, weist sie zur Steuerung einer möglichst großen Luftmenge pro Zeiteinheit bevorzugt eine Mehrzahl von Leucht-Luftklappen auf. Diese sind bevorzugt zur Bereitstellung einer möglichst großen Durchströmungsöffnung längs einer Folgeachse aufeinander folgend am Rahmen angeordnet. Die Folgeachse verläuft dabei in der Regel orthogonal zur oben beschriebenen Klappenachse bzw. Schwenkachse der jeweiligen Leucht-Luftklappen.
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Zur verbesserten Strömungsführung von Luftströmung durch die Durchströmungsöffnung hindurch kann die Luftklappenvorrichtung zusätzlich eine Mehrzahl von Strömungsleitflächen aufweisen, welche relativ zum Rahmen unbeweglich an diesem gelagert sind und in die Durchströmungsöffnung einragen oder diese durchsetzen. Auch die Strömungsleitflächen können als Leucht-Strömungsleitflächen ähnlich wie die Leucht-Luftklappen mit wenigstens einem Lichtleit-Bauteil ausgestattet sein, welches Licht durch eine Austrittsöffnung der Leucht-Strömungsleitflächen zur Außenumgebung hin abstrahlt. Für eine solche Leucht-Strömungsleitfläche gilt hinsichtlich ihres konstruktiven Aufbaus im Wesentlichen das oben zur Leucht-Luftklappe Gesagte entsprechend. Der Unterschied zwischen Leucht-Luftklappe und Leucht-Strömungsleitfläche liegt nicht in ihren lichtleitenden und lichtabgebenden Eigenschaften, sondern lediglich in ihrer Relativbeweglichkeit zum Rahmen, die bei der Leucht-Luftklappe gegeben ist und bei der Leucht-Strömungsleitfläche nicht.
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Zur Versorgung der wenigstens einen Leucht-Luftklappe sowie gegebenenfalls auch der Leucht-Strömungsleitflächen kann am Rahmen ein Rahmen-Lichtleiter gehaltert sein, welcher mit wenigstens einem Lichtleiter-Bauteil der wenigstens einen Leucht-Luftklappe, gegebenenfalls auch der Leucht-Strömungsleitflächen, Licht übertragend gekoppelt ist. Weiter kann die Luftklappenvorrichtung eine Lichtquelle, etwa eine LED, aufweisen, welche mit dem Rahmen-Lichtleiter derart in Licht-Übertragungsverbindung steht, dass von der Lichtquelle emittiertes Licht vom Rahmen-Lichtleiter übertragbar ist. Der Rahmen-Lichtleiter ist über entsprechende Kopplungsstellen zur Übertragung von Licht an die wenigstens eine Lichteinkopplungsfläche eines Einkopplungs-Lichtleiters einer Leucht-Luftklappe ausgebildet. Abschnitte des Rahmen-Lichtleiters können gemeinsam mit den Leucht-Luftklappen beweglich sein.
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Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit einer Luftklappenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Vorderseite der wenigstens einen Leucht-Luftklappe, welche in der Schließstellung bei Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs von Fahrtwind angeströmt wird, in der Schließstellung in Vorwärtsfahrtrichtung weist.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es stellt dar:
- 1 eine grobschematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Luftklappenvorrichtung der vorliegenden Anmeldung auf die der betriebsmäßigen Anströmseite abgewandte Rückseite mit den Luftklappen in der Schließstellung,
- 2 die Ansicht von 1 mit den Luftklappen in der Öffnungsstellung und
- 3 eine grobschematische Längsschnittansicht einer Leucht-Luftklappe der Luftklappenvorrichtung der 1 und 2.
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Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Figuren zur vorliegenden Anmeldung weder maßstabsgetreu, noch hinsichtlich einer Relativbewegung von Luftklappen relativ zum Rahmen abbildungstreu sind. Die Figuren dienen lediglich der prinzipiellen Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung und sind entsprechend schematischer Natur.
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In den 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Luftklappenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug V allgemein mit 10 bezeichnet. Die Luftklappenvorrichtung 10 umfasst dabei einen Rahmen 12, welcher zur Festlegung an dem Kraftfahrzeug V ausgebildet ist. Der Rahmen 12 weist eine aus zwei Teil-Durchströmungsöffnungen 14a und 14b gebildete Durchströmungsöffnung 14 auf. Am Rahmen 12 sind, bei Betrachtung in Richtung orthogonal zur Zeichenebene der 1 und 2 die jeweiligen Teil- Durchströmungsöffnungen 14a und 14b durchsetzend, eine Mehrzahl im Wesentlichen gleichartiger Luftklappen 16 um Drehachsen D drehbar gelagert. Der Übersichtlichkeit halber sind nur einzelne Luftklappen 16 und Drehachsen D mit Bezugszeichen versehen. Es ist jedoch klar, dass alle Luftklappen der vorliegenden Anmeldung als gleichartige Luftklappen 16 ausgebildet sind. Die Luftklappen 16, welche die in den 1 und 2 rechte Teil-Durchströmungsöffnung 14b durchsetzen, sind spiegelbildlich zu den Luftklappen 16 angeordnet, welche die in den 1 und 2 linke Teil-Durchströmungsöffnung 14a durchsetzen. Im Hinblick auf die vorliegende Symmetriebedingung reicht es daher aus, lediglich eine der Luftklappen 16 näher zu beschreiben, wobei deren Beschreibung unter der genannten Symmetriebedingung für alle übrigen Luftklappen 16 der Luftklappenvorrichtung 10 ebenso gilt.
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Weiter umfasst die Luftklappenvorrichtung 10 einen Bewegungsantrieb 18 in beispielhafter Gestalt eines Spindeltriebs, welcher durch eine Steuervorrichtung 20 der Luftklappenvorrichtung 10 zur Bewegung ansteuerbar ist. Anstelle des Spindeltriebs kann jeder andere geeignete Bewegungsantrieb vorgesehen sein.
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Eine Luftklappe 16 weist ein Luftklappenblatt 22 auf, welches exzentrisch zur jeweiligen Drehachse D angeordnet ist. Die Drehachse D einer Luftklappe 16 ist durch Lagerbolzen 24 und 26 definiert, welche von einer kastenförmigen, im Beispiel quaderförmigen, Einfassung 28 koaxial von der Längsmitte des Luftklappenblatts 22 weg abstehen. Das Luftklappenblatt und die einstückig mit dieser verbundene Einfassung 28 bilden einen Klappenkörper 30 der Luftklappe 16.
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Die Einfassung 28 steht wiederum von der in Betrieb nicht angeströmten Rückseite 22b des Luftklappenblatts 22 ab.
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Die Lagerbolzen 26 sind lediglich in den 2 und 3 gut erkennbar.
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Die Lagerbolzen 24 und 26 einer Luftklappe 16 durchsetzen zugeordnete Lagerböcke 32 und 34, welche am Rahmen 12 zur beweglichen Lagerung der Luftklappen 16 rahmenfest vorgesehen sind. Somit ist die Luftklappe 16 in ihrer Lage relativ zum Rahmen eindeutig bestimmt, wobei insbesondere ihre Drehachse D eindeutig durch die Lagerbolzen 24 und 26 sowie durch die Lagerböcke 32 und 34 eindeutig bestimmt ist, um welche die Luftklappe 16 zwischen ihrer in 1 gezeigten Schließstellung und ihrer in 2 gezeigten Öffnungsstellung verstellbar ist. Im vorliegenden Beispiel liegen die Drehachsen der Luftklappen 16 in der betriebsmäßigen Anströmrichtung A der Luftklappenvorrichtung hinter dem die Durchströmungsöffnung 14 definierenden Ausschnitt im Rahmen 12. Die Anströmrichtung A ist zur Vorwärtsfahrtrichtung F des Fahrzeugs 11 parallel, aber entgegengesetzt gerichtet. Die Anströmrichtung A ist im dargestellten Ausführungsbeispiel orthogonal zur Zeichenebene der 1 und 2 und auf den Betrachter zu gerichtet, die Vorwärtsfahrtrichtung F des Fahrzeugs V dementsprechend vom Betrachter weg.
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Am Rahmen 12 ist in einer Aufnahmekammer 36 eine Lichtquelle 38 in Gestalt einer LED-Anordnung aufgenommen. Die Lichtquelle 38 versorgt Lichtleiter, die nachfolgend noch detailliert beschrieben werden, mit Licht.
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Wie in 3 dargestellt ist, weist die Luftklappe 16 eine Ausnehmung 40 auf, welche das Luftklappenblatt 22 und die Einfassung 28 vollständig durchsetzt. In dieser seitlich, also orthogonal zur Durchsetzungsrichtung der Luftklappe 16 ist die Ausnehmung 40 durch die geschlossen um die Ausnehmung 40 umlaufende Einfassung 28 begrenzt. In der Ausnehmung 40 ist, wie in 3 dargestellt, ein Kammer-Lichtleiter 42 angeordnet, dessen bestimmungsgemäße Lichtaustrittsfläche 42a zur Außenumgebung der Luftklappe 16 weist, und zwar durch eine auf der Anströmseite 22a der Luftklappe 16 gelegene Abstrahlöffnung 40a der Ausnehmung 40 hindurch zur Vorderseite der Luftklappenvorrichtung 10 und des sie tragenden Fahrzeugs V.
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Um eine besonders umfangreiche Streuung des aus der Lichtaustrittsfläche 42a des Kammer-Lichtleiters 42 austretenden Lichts zu erzielen, ist in der Abstrahlöffnung 40a der Ausnehmung 40 eine optische Diffusorvorrichtung 44 (nachfolgend auch als „Diffusor“ bezeichnet) vorgesehen, welche an ihrer Lichtausgangsfläche 44a eine Licht streuende Oberflächentopologie aufweist.
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Die Lichtaustrittsfläche 42a des Klappen-Lichtleiters 42 liegt einer Lichteingangsfläche 44b des Diffusors 44 mit einem Spalt 46 gegenüber.
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Die Einfassung 28 ist auf der Rückseite der Luftklappe 16 durch einen Deckel 48 fluiddicht verschlossen. Ebenso verschließt die Diffusorvorrichtung 44 die Einfassung 28 auf der Vorderseite der Luftklappe fluiddicht. Auch der Deckel 48 ist Teil des Klappenkörpers 30.
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Die Einfassung 28 ist wie das Luftklappenblatt 22 auch aus lichtdichtem oder wenigstens aus opakem Material hergestellt, vorzugsweise durch Spritzgießen eines thermoplastischen Werkstoffs.
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Die Einfassung 28 verhindert, dass etwaiges Streulicht in der Ausnehmung 40 bei geöffneter Luftklappenvorrichtung 10 durch die Durchströmungsöffnung 14 hindurch von außerhalb des Fahrzeugs V sichtbar ist.
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Der Klappen-Lichtleiter 42 weist eine Lichteintrittsfläche 42b auf, welcher einer Lichtauskopplungsfläche 50a eines Einkopplungs-Lichtleiters 50 mit einem Spalt 52 gegenüberliegt.
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Der Einkopplungs-Lichtleiter 50 ist Bestandteil der Einfassung 28 und fluiddicht in dieser angeordnet. Der Einkopplungs-Lichtleiter 50 ist im Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren in einem gemeinsamen Spritzgusswerkzeug zusammen mit dem Klappenkörper 30 hergestellt. Dadurch ist der fluiddichte lagegenaue Sitz des Einkopplungs-Lichtleiter 50 in der Einfassung 28 bzw. im Klappenkörper 30 wiederholgenau mit hoher Qualität herstellbar.
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Ebenso sind der Deckel 48 und der Klappen-Lichtleiter 42 im Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren in einem gemeinsamen Spritzgusswerkzeug hergestellt. Der Deckel 48 umgibt dabei einen Abschnitt des Klappen-Lichtleiters 42 von vier Seiten, so dass der Klappen-Lichtleiter 42 fest und sicher im Deckel 48 verankert ist.
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Mit der Anordnung des Deckels 48 in der Ausnehmung 40 wird folglich auch der Klappen-Lichtleiter 42 in der Ausnehmung 40 angeordnet, und zwar wegen der integralen Herstellung von Deckel 48 und Klappen-Lichtleiter 42 einerseits sowie Klappenkörper 30, Einkopplungs-Lichtleiter 50 und Diffusor 44 andererseits mit jeweils exakten Spaltmaßen der Spalte 52 und 46, sowie mit perfekter fluiddichter Abdichtung zur Außenumgebung.
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Denn auch der Diffusor 44 und der Klappenkörper 30 sind im Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren integral miteinander hergestellt. Der Klappenkörper 30 umgibt den Diffusor von vier Seiten.
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Einer der Lichtauskopplungsfläche 50a entgegengesetzten Lichteinkopplungsfläche 50b des Einkopplungs-Lichtleiter 50 liegt ein aus Lichtleitermaterial gebildeter Verteilungslichtleiter 54 gegenüber. Der Verteilungslichtleiter 54 ist somit Teil eines am Rahmen 14 beweglich geführt gehalterten Rahmen-Lichtleiters 56. Dies muss nicht so sein: der Verteilungslichtleiter 54 kann auch rahmenfest angeordnet sein. Dann kann er jedoch Licht nur in einer ausgezeichneten Betriebsstellung der Luftklappen 16 an diese übertragen, etwa in deren Schließstellung oder in deren Öffnungsstellung.
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Die beiden in den 1 und 2 gezeigten Verteilungslichtleiter 54 sind über flexible Lichtleiter 58, welche aus biegsamen Glasfaserbündeln gebildet sein können, mit der Lichtquelle 38 verbunden. Jeder der zwei Verteilungslichtleiter 54 weist an seinem einen Längsende einen Einspeiseabschnitt auf, an welchem eine Lichtübertragung von den flexiblen Lichtleitern 58 auf die Verteilungslichtleiter 54 erfolgt. Die Verteilungslichtleiter 54 und die flexiblen Lichtleiter 58 bilden gemeinsam den Rahmen-Lichtleiter 56.
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Die Verteilungslichtleiter 54 sind derart gemeinsam mit den Luftklappen 16 beweglich, dass ihre jeweiligen den Luftklappen 16 zugewandten Kopplungslängsenden der Lichteinkopplungsfläche 50b des Einkopplungs-Lichtleiters 50 in jeder Betriebsstellung der Luftklappen 16 gegenüberliegen, so dass sie unabhängig von der Betriebsstellung der Luftklappen Licht von der Lichtquelle 38 über den Einkopplungs-Lichtleiter 50, den Klappen-Lichtleiter 42 und den Diffusor 44 zur Vorderseite des Fahrzeugs V abstrahlen können.
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Durch die integrale Herstellung im Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren von Deckel 48 und Klappen-Lichtleiter 42 einerseits und von Klappenkörper 30, Diffusor 44 und Einkopplungs-Lichtleiter 50 andererseits werden bei der Montage die genannten Bauteile nicht nur mit der erforderlichen Genauigkeit hinsichtlich Maßen und Orientierungen relativ zueinander angeordnet. Darüber hinaus wird die die Licht leitenden Bauteile 42, 44 und 50 aufnehmende Ausnehmung 40 hermetisch abgeschlossen, so dass im Betrieb des Fahrzeugs V kein Schmutz in diese Ausnehmung 40 eindringen kann.
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Die Verteilungslichtleiter 54 sind mit der Antriebsspindel 61 des Bewegungsantriebs 18 gekoppelt (nicht dargestellt). Die Verteilungslichtleiter 54 dienen im vorliegenden Beispiel auch der Bewegungsübertragung zu den Luftklappen 16. Dies muss jedoch nicht so sein. Die Verteilungslichtleiter 54 können auch gesondert von einer Bewegungskopplung des Bewegungsantriebs 18 und der Luftklappen 16 vorgesehen sein und nur Licht übertragen.
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Die Steuervorrichtung 20 betreibt sowohl den Bewegungsantrieb 18 wie auch die Lichtquelle 38, so dass die Lichtemission der Luftklappenvorrichtung 10 durch die optischen Diffusionsvorrichtungen 44 hindurch abhängig vom Betrieb des Bewegungsantriebs 18 steuerbar ist, aber nicht abhängig von dessen Betrieb gesteuert werden muss.
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Die Lichtquelle 38 kann farbveränderlich oder/und helligkeitsveränderlich, also dimmbar, sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015210683 A1 [0002]
- DE 102008013422 A1 [0002]
