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Die Erfindung betrifft eine Kühlergrillanordnung für einen Kraftwagen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
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Derartige Kühlergrillanordnungen sind hinlänglich bekannt. So offenbart die
DE 200 21 023 U1 einen verschließbaren Kühlergrill für Kraftfahrzeuge, welche aus einem unbeweglichen Kühlergrill mit Sichtlamellen und aus einer Jalousiegruppe mit Jalousielamellen besteht, wobei zwischen den Lamellen des Kühlergrills mittels der Jalousielamellen verschließbare Zwischenräume bestehen. Die Jalousielamellen haben quer zur Anströmrichtung verlaufende erste und zweite Längsränder, wovon der eine an der zugeordneten Sichtlamelle befestigt ist. Die Jalousielamellen sind biegsam, sodass deren anderer Längsrand in einer Richtung quer zur Anströmrichtung verlagerbar ist.
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An den Jalousielamellen greifen dabei in der Region des anderen Längenrands gemeinsame Verstellmittel an. Zur Bewegung der Lamellen werden diese gebogen, was eine hohe Bauteilbelastung im Bereich des Biegeradiuses bedeutet. Infolge eines häufigen Biegens sowie unter Einfluss häufig sich ändernder Witterungsbedingungen wie beispielsweise Hitze, Kälte, Regen usw. kommt es in den Biegebereichen zu Rissen sowie zu Farbänderungen der Jalousielamellen, was zu einer negativen Beeinträchtigung des optischen Eindrucks des Kraftfahrzeugs führt, da derartige Schadstellen an einer derart exponierten Stelle wie dem Kühlergrill von einem Betrachter des Kraftfahrzeugs leicht wahrnehmbar sind.
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Diese beschriebene Beschädigung der Jalousielamellen kann dabei so weit fortschreiten, dass sich Löcher in diesen bilden, wodurch ein Verschließen der entsprechenden Zwischenräume nicht mehr möglich ist. Des Weiteren kann es zur vollständigen Zerstörung der Jalousielamellen und damit zur Vernichtung der Funktionsfähigkeit des verschließbaren Kühlergrills kommen, was mit hohen Kosten für eine Reparatur einhergeht.
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Aus der
DE 31 51 435 A1 ist ein Kühlergrill für Kraftfahrzeuge bekannt, welcher ein feststehendes Gitter mit einer Anzahl waagrecht und senkrecht im Abstand zueinander verlaufender Lamellen umfasst, die nach vorne abwärts abgebogene vordere Randabschnitte aufweisen. Zwischen den Randabschnitten sind Luftdurchlässe für die den Kühlergrill anströmende Luft gebildet. Zudem ist ein mit Hilfe einer Verstellvorrichtung in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs bewegliches Gitter mit waagrecht und senkrecht im Abstand zueinander verlaufenden, mit den Lamellen abwechselnden Lamellen mit nach vorne abwärts abgebogenen vorderen Randabschnitten vorgesehen, wobei diese Randabschnitte durch eine Längsverschiebung des beweglichen Gitters in Richtung auf die Luftdurchlässe zwischen den Lamellen beweglich sind und diese wenigstens teilweise verschließen.
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Dieser Kühlergrill weist zum einen den Nachteil auf, dass die Luftdurchlässe nur mit sehr hohem Aufwand bzw. gar nicht komplett verschließbar sind. Zum anderen werden die besagten Randabschnitte zum wenigstens teilweise Verschließen der Luftdurchlässe immer von Luft umströmt. Das heißt also dass sie dauerhaft im Wind stehen, was sowohl zu unangenehmen Windgeräuschen führen kann als auch die Aerodynamik des Kraftfahrzeugs negativ beeinflusst. Dies führt einerseits zu einem negativen Fahrkomfort für die Insassen des Fahrzeugs, andererseits weist das Kraftfahrzeug aufgrund der schlechten Aerodynamik einen erhöhten Kraftstoffverbrauch sowie erhöhte CO2-Emissionen auf.
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Des Weiteren haben die bekannten Vorrichtungen den Nachteil gemeinsam, dass sie einen sehr komplexen Aufbau und eine hohe Teileanzahl aufweisen, die die Kosten unerwünschter Weise ansteigen lassen.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Küherlgrillanordnung bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Kühlergrillanordnung für einen Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Eine erfindungsgemäße Kühlergrillanordnung für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit einem Kühlergrill, welcher eine Mehrzahl von Luftdurchtrittsöffnungen aufweist und mit zumindest einem zwischen einer Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung bewegbaren Klappenelement einer Klappenanordnung, mittels welchem zumindest eine Luftdurchtrittsöffnung verschließbar bzw. offenbar ist und welches relativ zum Kühlergrill verschwenkbar um eine Schwenkachse gehalten ist, zeichnet sich dadurch aus, dass eine Stelleinrichtung zum Verschwenken des zumindest einen Klappenelements wenigstens mittelbar am Kühlergrill gehalten ist.
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Die erfindungsgemäße Kühlergrillanordnung stellt somit ein Bauteilmodul dar, das eine sehr geringe Teileanzahl aufweist, was mit sehr geringen Kosten einhergeht. Ein weiterer Vorteil ist, dass durch diese Modularität die erfindungsgemäße Kühlergrillanordnung als Bauteilmodul vormontiert und während eines Fertigungsprozesses des Kraftwagens an ein entsprechendes Fertigungsband angeliefert werden und in zeit- und damit kostenunaufwändiger Weise als Bauteilmodul verbaut werden kann. Somit ist eine Parallelisierung von Prozessen geschaffen, woraus eine Reduzierung der gesamten Fertigungszeit des Kraftwagens sowie eine Reduzierung der Fertigungskosten resultieren.
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Des Weiteren weist die erfindungsgemäße Kühlergrillanordnung aufgrund der geringen Teileanzahl ein nur sehr geringes Gewicht auf, was einem geringen Kraftstoffverbrauch des Kraftwagens zuträglich ist. Der Kraftstoffverbrauch des Kraftwagens ist durch die erfindungsgemäße Kühlergrillanordnung dadurch um ein weiteres Maß reduziert, dass diese ein Verschließen der zumindest einen Luftdurchtrittsöffnung in Fahrzeuglängsrichtung besonders weit vorne ermöglicht, was die Aerodynamik des Kraftwagens besonders positiv beeinflusst. Durch das Schließen der zumindest einen Luftdurchtrittsöffnung, vorteilhafterweise jedoch aller Luftdurchtrittsöffnungen des Kühlergrills, ist eine Verbesserung des Widerstandsbeiwerts cw ermöglicht, was den Energiebedarf zum Fortbewegen des Kraftwagens und damit den Kraftstoffverbrauch absenkt. Das bezüglich des Kraftstoffverbrauchs Gesagte gilt dann, wenn ein entsprechendes Antriebsaggregat des Personenkraftwagens als Verbrennungskraftmaschine ausgebildet ist. Jedoch ist ebenso möglich, dass das entsprechende Antriebsaggregat beispielsweise als elektrische Maschine ausgebildet ist, wobei in diesem Falle ebenso der Energieaufwand zum Fortbewegen des Kraftwagens durch die erfindungsgemäße Kühlergrillanordnung deutlich reduziert ist.
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Darüber hinaus ermöglicht die erfindungsgemäße Kühlergrillanordnung einen dauerhaft sehr guten optischen Eindruck der Front des Kraftwagens, da das Klappenelement um eine Schwenkachse verschwenkbar gehalten ist und nicht etwa Deformations- oder Biegebereiche aufweist, die ein Bewegen des Klappenelements ermöglichen und in Folge einer oftmaligen Betätigung den optischen Eindruck sowie die Funktion des Klappenelements negativ beeinträchtigen könnten.
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Aufgrund dessen, dass der Kühlergrill selbst durch das in den Kühlergrill integrierte Klappenelement verschließbar ist, sind keine zusätzlichen Elemente zur Umfeldabdichtung eines dahinter positionierten Kühlers des Kraftwagens erforderlich, womit das Gewicht des Kraftwagens weiterhin gering gehalten werden kann. Außerdem ist dadurch eine weitere Kostenreduzierung ermöglicht.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist zumindest ein Abdeckelement, insbesondere ein Emblem, vorgesehen, mittels welchem die Stelleinrichtung zu einer Außenseite der Kühlergrillanordnung zumindest bereichsweise, vorteilhafter Weise jedoch komplett, abgedeckt ist. Dies stellt eine Funktionsintegration dar, da somit die Stelleinrichtung einerseits vor Fahrtwind schätzbar ist, was die Aerodynamik des Kraftfahrzeugs um ein weiteres positiv beeinflusst. Andererseits verwehrt das Abdeckelement die Blicke von Betrachtern des Kraftwagens auf die Stelleinrichtung, was dem optischen Eindruck des Kraftwagens zugute kommt. Im Falle der Ausgestaltung des Abdeckelements als Emblem, also als Markenemblem, ermöglicht diese Ausführungsform eine weitere Verbesserung des optischen Eindrucks, da das Abdeckelement primär nicht als technisches Element – was es ist – sondern als Designelement wahrgenommen wird, das sich nahtlos in die gesamte äußere Gestaltung des Kraftwagens eingliedert.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Klappenelement in seiner Offenstellung die mittels diesem verschließbare Luftdurchtrittsöffnung komplett freigibt. Das bedeutet also, dass kein Teil bzw. kein Bereich des Klappenelements in die Luftdurchtrittsöffnung hineinragt und somit bei einer Geradeausfahrt des Kraftwagens nicht im Wind steht, wodurch Geräusche infolge einer Umströmung eines entsprechenden Teils bzw. Bereichs des Klappenelements vermieden sind. Ein solches Geräusch wird von Insassen des Kraftwagens beispielsweise als Pfeifgeräusch wahrgenommen, das durch die erfindungsgemäße Halteeinrichtung nicht entstehen kann. Dies ermöglicht einen besonders hohen Fahrkomfort für die Insassen des Kraftwagens, was insbesondere auf langen Reisen äußerst vorteilbehaftet ist.
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Eine weitere, den Kraftstoffverbrauch positiv beeinflussende Reduzierung des Gewichts sowie eine weitere Reduzierung der Kosten der erfindungsgemäßen Halteeinrichtung sind dadurch realisiert, dass bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zumindest ein kühlergrillseitiges Haltemittel, über welches das Klappenelement verschwenkbar gehalten ist, einstückig mit dem Kühlergrill ausgebildet ist. Durch diese einstückige Ausbildung des Haltemittels mit dem Kühlergrill sind zusätzliche, separate Haltemittel zur Halterung des Klappenelements am Kühlergrill überflüssig. Der Kühlergrill sowie das Haltemittel sind beispielsweise aus einem Kunststoff durch ein Spritzgussverfahren hergestellt, wobei das Haltemittel, beispielsweise eine Lagerstelle, am Kühlergrill angeformt wird. Dadurch sind auch zusätzliche Schieber im Werkzeug zur Durchführung des Spritzgussverfahrens überflüssig, was die Herstellkosten und damit die Kosten der erfindungsgemäßen Kühlergrillanordnung um ein weiteres Maß reduziert.
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An dieser Stelle sei angemerkt, dass der Kühlergrill und das Haltemittel nicht notwendigerweise aus dem gleichen bzw. aus demselben Werkstoff hergestellt sein müssen. Der Einsatz unterschiedlicher Werkstoffe für das Haltemittel und für den Kühlergrill bei gleichzeitiger Realisierung der Einstückigkeit ist beispielsweise durch ein Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahren realisierbar.
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Vorteilhafterweise ragt auch des kühlergrillseitige Haltemittel nicht in die Luftdurchtrittsöffnung hinein, steht also ebenso wie das Klappenelement nicht im Wind, wodurch die oben beschriebenen Geräusche in Folge einer Umströmung von Luft vermieden als auch das Haltemittel vor Witterungseinflüssen sowie Schmutz und Feuchtigkeit geschützt ist. Dies geht einher mit einer Reduzierung der Ausfallwahrscheinlichkeit, was also eine höhere Lebensdauer sowie eine höhere Zuverlässigkeit der Kühlergrillanordnung insbesondere bezüglich ihrer Funktion ermöglicht.
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Die vorteilhafte Positionierung der Haltemittel sowie die vollständige Freigabe der Luftdurchtrittsöffnung durch das Klappenelement in dessen zumindest einer Offenstellung vermeidet auch die Bildung von Strömungswirbeln, die wiederum den Energiebedarf zum Fortbewegen des Kraftwagens ansteigen lassen. Somit weist der Kraftwagen auch in der zumindest einen Offenstellung des Klappenelements eine vorteilhafte Aerodynamik auf, die einen geringen Energiebedarf zum Betrieb des Kraftwagens ermöglicht.
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Ein weitere Vorteil der vollständigen Freigebbarkeit der Luftdurchtrittsöffnung ist, dass in Folge des vollständigen Freigebens der Luftdurchtrittsöffnung eine maximale Luftdurchtrittsmenge durch diese ermöglicht ist, wodurch eine maximale Kühlwirkung von in Fahrtrichtung dahinter angeordneten Bauteilen wie beispielsweise eines Kühlers und/oder eines Antriebsaggregats dargestellt ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist zumindest ein klappenelementseitiges Haltemittel, über welches das Klappenelement verschwenkbar am Kühlergrill gehalten ist, einstückig mit dem Klappenelement ausgebildet, womit die gleichen Vorteile einhergehen, die schon in Zusammenhang mit der einstückigen Ausbildung des kühlergrillseitigen Haltemittels mit dem Kühlergrill beschrieben sind. Auch in diesem Falle sind das klappenelementseitige Haltemittel sowie das Klappenelement beispielsweise durch ein Spritzgussverfahren hergestellt, bei welchem das klappenelementseitige Haltemittel an dem Klappenelement angeformt wird.
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An dieser Stelle sei angemerkt, dass eine durch das klappenelementseitige sowie kühlergrillseitige Haltemittel gebildete Lagerstelle des Klappenelements am Kühlergrill beispielsweise in Fahrzeughochrichtung oberhalb oder unterhalb oder auch seitlich der Luftdurchtrittsöffnung angeordnet ist, wodurch diese also nicht in die Luftdurchtrittsöffnung hineinragt und nicht im Wind steht zur Vermeidung von Geräuschen und zum Schutze vor Witterungseinflüssen sowie Schmutz und Feuchtigkeit.
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Ist das Klappenelement über zumindest eine Klipsverbindung verschwenkbar, beispielsweise am Kühlergrill, gehalten so birgt dies den Vorteil, dass dadurch das Klappenelement besonders schnell und damit kostengünstig montierbar ist bei gleichzeitiger Realisierung der vorteilhaften und oben beschriebenen Verschwenkbarkeit um die Schwenkachse. In diesem Falle weist das Klappenelement beispielsweise zwei Zapfen auf, die als Lagerzapfen fungieren und in entsprechende kühlergrillseitige Aufnahmen eingreifen. Dadurch sind die Zapfen um ihre Mittelachse drehbar in den Aufnahmen gehalten und das Klappenelement um die so gebildete Schwenkachse verschwenkbar gehalten. Dabei sind die Zapfen beispielsweise aufgrund von Materialelastizitäten in einfacher Art und Weise in die entsprechende Aufnahme einklipsbar, wodurch zusätzliche Prozessschritte und/oder Einrichtungen zum Ausbilden der verschwenkbaren Halterung des Klappenelements nicht vonnöten sind. Dies senkt die Herstellungszeit und damit die Herstellungskosten der erfindungsgemäßen Kühlergrillanordnung. Hierbei sei angemerkt, dass die beschriebene Ausführungsform als Zapfen, die in die Aufnahmen eingreifen, als beispielhaft aufzufassen ist. Anderweitige Ausführungsformen von Klipsverbindungen sind ohne weiteres möglich.
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Ist das Klappenelement über die Klipsverbindung verschwenkbar gehalten, so kann in Ländern mit hohen Temperaturen der baugleiche Kühlergrill verwendet werden wie in Ländern mit geringeren Temperaturen, dann allerdings ohne Klappen. Somit kann der Kühlergrill in großer Stückzahl für Kraftfahrzeuge, die für unterschiedliche Länder gedacht sind, hergestellt werden, woraus aufgrund von Skaleneffekten eine Kostenreduzierung resultiert.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Klappenelement wenigstens bereichsweise im Wesentlichen L-förmig ausgebildet, wobei zumindest in der Schließstellung ein erster Schenkel der L-Form einen im Wesentlichen parallel dazu verlaufenden, die Luftdurchtrittsöffnung zumindest bereichsweise begrenzenden Wandungsbereich in einem Überdeckungsbereich überdeckt und an diesem anliegt. Dadurch ist die Luftdurchgangsöffnung durch das Klappenelement in dessen Schließstellung fest und zuverlässig abgedichtet, auch bei hohen Geschwindigkeiten des Kraftwagens, bei welchen hohe Kräfte in Folge des Fahrtwinds an dem Klappenelement angreifen. Die Verbesserung der Aerodynamik des Kraftwagens ist somit in nahezu allen Betriebsbereichen des Kraftwagens ermöglicht und kommt dem niedrigen Energieverbrauch zum Fortbewegen zugute. Auch ein Einfluss von Fertigungstoleranzen auf die Qualität des Verschließens sowie des Abdichtens der Luftdurchtrittsöffnung ist auf ein Minimum reduziert, was kostengünstige Werkzeuge zur Herstellung sowie einen kostengünstigen Herstellungsprozess der gesamten Kühlergrillanordnung ermöglicht.
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Der Übergang zwischen dem ersten Schenkel der L-Form und dem zweiten Schenkel dieser ist vorteilhafter abgerundet, wodurch ein kontinuierlicher und sanfter Übergang geschaffen und eine Entstehung von Luftwirbeln vermieden ist, die die Aerodynamik des Kraftwagens negativ beeinträchtigen könnten. Der besagte zweite Schenkel der L-Form verschließt dabei die Luftdurchtrittsöffnung zumindest bereichsweise.
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Ist der erste Schenkel der L-Form zumindest in der Schließstellung der Außenseite der Kühlergrillanordnung zugewandt, also ist die L-Form derart gestaltet, dass sich der erste Schenkel in Fahrzeuglängsrichtung zunächst von vorne nach hinten im Wesentlichen parallel zur Fahrzeuglängsrichtung erstreckt und an diesen der zweite Schenkel im Wesentlichen senkrecht dazu, also in Fahrzeughochrichtung, anschließt, so begünstigt dies einerseits die beschriebene Abdichtung und das Verschließen der Luftdurchtrittsöffnung, andererseits ist der die Luftdurchtrittsöffnung im Wesentlichen verschließende Schenkel nach hinten versetzt, was dem positiven optischen Eindruck der Kühlergrillanordnung und damit des gesamten Kraftwagens zugute kommt.
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Sind zumindest in der Schließstellung der erste Schenkel und der korrespondierende Wandungsbereich, der von dem ersten Schenkel überdeckt ist, zumindest in dem Überdeckungsbereich zueinander gegenläufig im Wesentlichen rampenförmig ausgebildet, so ist dadurch ein besonders festes Anliegen des ersten Schenkels an dem Wandungsbereich und damit eine besonders gute Abdichtung sowie ein besonders gutes Verschließen der Luftdurchtrittsöffnung geschaffen zur Darstellung der sehr guten Aerodynamik des Kraftwagens. Des Weiteren sind durch diese Ausführungsform Bauteiltoleranzen ausgleichbar, die beispielsweise auch im Laufe einer langen Lebensdauer des Kraftwagens sowie der erfindungsgemäßen Kühlergrillanordnung erst entstehen können. Die erfindungsgemäße Kühlergrillanordnung weist somit eine besonders langlebige Sicherstellung ihrer Funktionalität auf, was unerwünschte und kostenaufwändige Reparaturen vermeidet oder zumindest auf ein Minimum reduziert.
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Ist zumindest in der Schließstellung eine zur Außenseite der Kühlergrillanordnung weisende Stirnseite des ersten Schenkels der L-Form von einem die Luftdurchtrittsöffnung zumindest bereichsweise begrenzenden Wandungsbereich wenigstens bereichsweise überdeckt, geht damit der Vorteil einher, dass die Stirnseite des ersten Schenkels nicht im und dem Fahrtwind entgegen steht, wodurch sowohl die Aerodynamik negativ beeinflussende als auch Geräusche erzeugende Luftverwirbelungen vermieden sind. Dies kommt ebenso dem Energiebedarf wie auch dem Fahrkomfort für die Insassen des Kraftwagens zugute.
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Bei einer weiteren vorteilbehafteten Ausführungsform ist das Klappenelement über zumindest ein Betätigungselement der Kühlergrillanordnung mittels der Stelleinrichtung verschwenkbar. Dadurch ist eine höhere Flexibilität zur Anordnung der Stelleinrichtung in Bezug zu dem Klappenelement geschaffen. Die Stelleinrichtung kann somit bezüglich ihrer Position in einem hohen Maße unabhängig von dem Klappenelement erfindungsgemäß positioniert werden.
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Dabei ist besonders vorteilhaft, wenn das Betätigungselement über ein Kugelgelenk mit dem Klappenelement und/oder mit der Stelleinrichtung verbunden ist. Ein derartiges Kugelgelenk, bei welchem eine Gelenkkugel in eine Gelenkpfanne eingreift, ermöglicht einerseits die feste Verbindung zwischen dem Betätigungselement und dem Klappenelement bzw. der Stelleinrichtung und andererseits einen Ausgleich von Toleranzen, beispielsweise in Folge von Temperaturänderungen oder von Materialelastizitäten sowie beim Verschwenken des Klappenelements, was eine dauerhafte und sichere Funktion der erfindungsgemäßen Kühlergrillanordnung bedeutet.
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Die Ausbildung des Betätigungselements als Schub- und Zugstange birgt den Vorteil, dass dadurch die Stelleinrichtung in besonders großem Abstand zu dem Klappenelement positionierbar ist und dennoch eine sichere und definierte Betätigung desselbigen gewährleistet ist.
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Ist das Betätigungselement von der Schwenkachse senkrecht zu dieser beabstandet, so kann dadurch ein Moment um die Schwenkachse erzeugt werden zur Verschwenkung des Klappenelements. Die Stelleinrichtung kann dann beispielsweise als einfacher und kostengünstiger Linearmotor ausgebildet sein und muss nicht notwendigerweise drehende Komponenten aufweisen, was den Bauraumbedarf der Stelleinrichtung und damit der gesamten Kühlergrillanordnung in einem geringen Rahmen hält.
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Überhaupt weist die erfindungsgemäße Kühlergrillanordnung einen äußerst geringen Bauraumbedarf auf, was die Vermeidung von Package-Problemen insbesondere in einem platzkritischen Bereich wie dem Motorraum des Kraftwagens ermöglicht.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Kühlergrillanordnung ist eine Mehrzahl von Klappenelementen vorgesehen, deren jeweiliges Betätigungselement mit einem gemeinsamen, weiteren Betätigungselement gekoppelt ist, welches wiederum mit der Stelleinrichtung gekoppelt ist. Dadurch sind die Betätigungselemente der Klappenelemente an dem weiteren Betätigungselement zusammengefasst, was den Einsatz von lediglich einer Stelleinrichtung zur Betätigung aller Klappenelemente der Kühlergrillanordnung erlaubt. Dies reduziert das Gewicht und auch den Bauraumbedarf der erfindungsgemäßen Kühlergrillanordnung um ein weiteres Maß, was insbesondere dem Energiebedarf, und im Falle der Verbrennungskraftmaschine dem niedrigen Kraftstoffverbrauch und ihren CO2-Emissionen, zuträglich ist.
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Ist die Stelleinrichtung beispielsweise als elektrischer Motor ausgebildet, so ist das Verschwenken des Klappenelements besonders schnell durchführbar und seine Stellung schnell auf sich ändernde Betriebszustände des Kraftwagens anpassbar. Generell ist es äußerst vorteilbehaftet, wenn das Klappenelement zwischen der die Luftdurchtrittsöffnung vollständig verschließenden Schließstellung und der die Luftdurchtrittsöffnung vollständig freigebenden Offenstellung stufenlos in seiner Stellung veränderbar ist, um somit den Durchtrittsquerschnitt der Luftdurchtrittsöffnung und damit die Kühlwirkung auf viele unterschiedliche Betriebszustände des Kraftwagens anpassen zu können.
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Die Anordnung der Stelleinrichtung in einem Mittenbereich des Kühlergrills schafft eine Symmetrie der Kühlergrillanordnung, wodurch Gleichteile zur Betätigung etwaiger, mehrerer Klappenelemente einsetzbar sind, was die Kosten für die erfindungsgemäße Kühlergrillanordnung um ein weiteres Maß absenkt.
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Eine weitere Reduzierung der Teileanzahl und damit der Kosten ist dadurch erreicht, dass bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung mehreren Luftdurchtrittsöffnungen genau ein Klappenelement zugeordnet ist, das relativ zum Kühlergrill von der Stelleinrichtung verschwenkbar um die Schwenkachse gehalten ist.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Kühlergrillanordnung ist die erlebbare, also von Betrachtern des Kraftwagens wahrnehmbare Innovation. Bei entsprechender Farbgebung ist das Verschließen der Durchtrittsöffnung durch das Klappenelement und damit die verbesserte Aerodynamik zur Reduzierung des Energiebedarfs zum Fortbewegen des Kraftwagens deutlich sichtbar wahrnehmbar. Im Gegensatz dazu ist im Falle einer unerwünschten Wahrnehmbarkeit dieses Verschließen eine dunkle Farbgebung des Klappenelements möglich, wobei dann kaum ein Unterschied zwischen der Offenstellung und der Schließstellung des Klappenelements optisch wahrnehmbar ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnungen zeigen in:
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1 eine perspektivische Vorderansicht einer Kühlergrillanordnung für einen Personenkraftwagen mit einem Kühlergrill, welcher eine Mehrzahl von Luftdurchtrittsöffnungen aufweist, welche mittels sechs Klappen verschließbar bzw. öffenbar sind, wobei eine Stelleinrichtung zum Verschwenken der Klappenelement am Kühlergrill gehalten ist;
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2 ausschnittsweise eine vergrößerte perspektivische Vorderansicht der Kühlergrillanordnung gemäß 1, bei welcher die Klappenelemente geschlossen sind;
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3 ausschnittsweise eine perspektivische Vorderansicht der Kühlergrillanordnung gemäß 2, wobei die Klappenelemente halb geöffnet sind;
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4 ausschnittsweise eine perspektivische Vorderansicht der Kühlergrillanordnung gemäß den 2 und 3, wobei die Klappenelemente vollständig geöffnet sind;
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5 ausschnittsweise eine perspektivische Rückansicht der Kühlergrillanordnung gemäß den vorhergehenden Figuren, wobei die Klappenelemente vollständig geschlossen sind;
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6 ausschnittsweise eine perspektivische Rückansicht der Kühlergrillanordnung gemäß 5, wobei die Klappenelemente vollständig geöffnet sind;
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7 ausschnittsweise eine vergrößerte, perspektivische Rückansicht der Kühlergrillanordnung gemäß den 5 und 6, wobei die Klappenelemente vollständig geschlossen sind; und
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8 jeweils ausschnittsweise vier perspektivische und vergrößerte Rückansichten der Kühlergrillanordnung gemäß den 5 bis 7, wobei ein Klappenelement in seiner vollständigen Schließstellung, in zwei Zwischenstellungen und in seiner vollständigen Offenstellung dargestellt ist.
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Während die 1 bis 4 eine Kühlergrillanordnung für einen Kraftwagen mit einer Mehrzahl von Luftdurchtrittsöffnungen zeigen, die mittels sechs Klappenelementen verschließbar bzw. öffenbar sind, wobei die Kühlergrillanordnung von vorne gezeigt ist, zeigen die 5 bis 8 die Kühlergrillanordnung von hinten, wodurch die besonders kostengünstige und sehr leichte Ausgestaltung der Kühlergrillanordnung verdeutlicht wird.
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Die 1 zeigt eine Kühlergrillanordnung 10 für einen Personenkraftwagen mit einem Kühlergrill 12, welcher Luftdurchtrittsöffnungen 14a–r aufweist. Die Kühlergrillanordnung 10 umfasst zudem Klappenelemente 16a–f einer Klappenanordnung 17, wobei mittels des Klappenelements 16a die Luftdurchtrittsöffnungen 14a–c, mittels des Klappenelements 16b die Luftdurchtrittsöffnungen 14c–f, mittels des Klappenelements 16c die Luftdurchtrittsöffnungen 14g–i, mittels des Klappenelements 16d die Luftdurchtrittsöffnungen 14j–l, mittels des Klappenelements 16e die Luftdurchtrittsöffnungen 14m–o, und mittels des Klappenelements 16f die Luftdurchtrittsöffnungen 14p–r verschließbar bzw. öffenbar sind.
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Dazu sind die Klappenelemente 16a–c relativ zum Kühlergrill 12 um eine jeweilige Schwenkachse verschwenkbar an diesen gehalten und zwischen ihren in der 1 dargestellten Schließstellung, in welchen sie die Luftdurchtrittsöffnungen 14a–r vollständig verschließen und ihren beispielsweise in der 4 dargestellten Offenstellungen, in welchen sie die Luftdurchtrittsöffnungen 14a–r vollständig freigeben, stufenlos verschwenkbar. Dadurch kann der Durchtrittsquerschnitt der jeweiligen Luftdurchtrittsöffnung 14a–r kontinuierlich und bedarfsgerecht an Betriebszustände des Kraftwagens angepasst werden. Durch das Öffnen bzw. das Verschließen der Luftdurchtrittsöffnung 14a–r ist ein Luftmassenstrom einstellbar, der durch den Kühlergrill 12 hindurch strömt und dahinter liegende Komponenten wie beispielsweise einen Kühler und/oder ein Antriebsaggregat beispielsweise in Form einer Verbrennungskraftmaschine umströmt und diese kühlt.
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Der besagte Kühler dient beispielsweise dazu, das Antriebsaggregat zu kühlen, indem mittels eines Kühlwassers Wärme von dem Antriebsaggregat abtransportiert wird und den Kühler durchströmt. Im Kühler findet dann ein erneuter Wärmeübergang von dem Kühler an die Umgebung und gegebenenfalls an den Luftmassenstrom statt.
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In den meisten Betriebszuständen des Antriebsaggregats reicht die Abgabe der Wärme vom Kühler an die Umgebung aus. Ein zusätzlicher Luftmassenstrom ist also nicht vonnöten, weswegen die Luftdurchtrittsöffnungen 14a–r geschlossen werden können. Dadurch ist die Aerodynamik des Personenkraftwagens deutlich verbessert, und ein Energieaufwand zum Fortbewegen des Personenkraftwagens reduziert. Im Falle des Antriebsaggregats als Verbrennungskraftmaschine geht dies einher mit einem reduzierten Kraftstoffverbrauch und damit mit reduzierten CO2-Emissionen.
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In einigen Betriebszuständen, beispielsweise bei Volllast oder Bergauffahrt oder aber auch bei sehr heißen Umgebungsbedingungen, ist eine zusätzliche Kühlung des Kühlers und damit des Antriebsaggregats vonnöten, was die Umströmung des Kühlers und/oder des Antriebsaggregats mit dem besagten Luftmassenstrom durch die Luftdurchtrittsöffnung 14a–r erfordert. In diesem Falle werden die Luftdurchtrittsöffnungen 14a–r zumindest teilweise von den Klappenelementen 16a–f freigegeben, was im Folgenden beschrieben wird.
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Im Mittenbereich des Kühlergrills 12 ist ein zur Außenseite der Kühlergrillanordnung 10 und in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne weisendes Abdeckelement in Form eines Markenemblems 18 vorgesehen, das einerseits den optischen Eindruck der Kühlergrillanordnung 10 verbessert und andererseits die Funktion hat, eine Stelleinrichtung 20 zum Verschwenken der Klappenelemente 16a–f, welche als Elektromotor ausgebildet ist, vor einer Luftumströmung abzudecken und somit die Aerodynamik des Kraftwagens um ein weiteres zu verbessern.
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Die 2 bis 4 zeigen die rechte Hälfte der Kühlergrillanordnung 10, wobei sich gemäß 2 die Klappenelemente 16a–f in ihrer Schließstellung befinden was anhand der Klappenelemente 16d–f dargestellt ist. In dieser Schließstellung schließen die Klappenelemente 16a–f die Luftdurchtrittsöffnungen 14a–r vollständig ab, wie es schon gemäß 1 dargestellt ist.
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In der 3 befinden sich die Klappenelemente 16a–f in einer Zwischenstellung, in der sie die Luftdurchtrittsöffnungen 14ar zur Hälfte schließen bzw. zur Hälfte freigegeben.
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Die 4 zeigt die Klappenelemente 16d–f in ihrer Offenstellung in der sie die Luftdurchtrittsöffnungen 14j–r vollständig freigegeben, was analog auf die Klappenelemente 16a–c bzw. die Luftdurchtrittsöffnung 14a–i zu übertragen ist.
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Die Verschwenkung der Klappenelemente 16a–f von ihrer Schließstellung in eine Offenstellung bzw. umgekehrt erfolgt dabei durch die bereits genannte Stelleinrichtung 20, die, wie anhand der 5 besonders gut zu erkennen ist, am Kühlergrill 12 gehalten ist und von dem Markenemblem 18 zur Außenseite der Kühlergrillanordnung 10 abgedeckt ist. Wie der 5 weiterhin zu entnehmen ist, befinden sich die Klappenelemente 16a–f in ihrer Schließposition, in welcher sie die Luftdurchtrittsöffnungen 14a–r vollständig verschließen. Zu erkennen ist weiterhin, dass die Klappenelemente 16a–f über jeweilige Klipsverbindungen 22 am Kühlergrill 12 um die jeweilige Schwenkachse verschwenkbar gehalten sind. Die Klipsverbindungen 22 umfassen einerseits ein kühlergrillseitiges Haltemittel 24, das mit dem Kühlergrill 12 einstückig ausgebildet ist und Aufnahmen aufweist, in welche klappenelementseitige Haltemittel 26, welche die Form von Zapfen aufweisen, eingreifen und eingeklipst sind. Auch die klappenseitigen Haltemittel 26 sind einstückig mit dem jeweiligen Klappenelement 16a–f ausgebildet. Diese einstückige Ausbildung reduziert dabei die Teileanzahl der Kühlergrillanordnung 10, was sowohl die Kosten als auch das Gewicht in einem geringen Rahmen hält.
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Wie in Zusammenschau mit den 6 und 7 besonders deutlich wird, sind die Klappenelemente 16a–f über Betätigungselemente 28a–f mit der Stelleinrichtung 20 gekoppelt. Die Betätigungselemente 28a–f sind dabei einerseits über jeweils ein Kugelgelenk 30a–f mit dem jeweiligen Klappenelement 16a–f verbunden. Andererseits sind die Betätigungselemente 28a, 28c und 28e über jeweils ein Kugelgelenk 32a, 32c und 32e mit einem weiteren Betätigungselement 34a gekoppelt, wobei das Betätigungselement 34a nun mit der Stelleinrichtung über eine Verbindung 36a drehfest verbunden ist.
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Entsprechendes gilt für die Betätigungselemente 28b, 28d und 28f, die andererseits über Kugelgelenke 32b, 32d und 32f mit einem weiteren Betätigungselement 34b verbunden sind, welches wiederum über eine Verbindung 36b drehfest mit der Stelleinrichtung verbunden ist.
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Zum Verschwenken der Klappenelemente 16a–f aus der in 5 dargestellten Schließstellung beispielsweise in die in der 6 dargestellten Offenstellung verdreht die Stelleinrichtung 20 die Betätigungselemente 34a und 34b nach oben, und die Betätigungselemente 28a und 28b fungieren als Schubstangen, die die Klappenelemente 16a und 16b nach oben drücken. Die Betätigungselemente 28c, 28d, 28e und 28f fungieren als Zugstangen, die die Klappenelemente 16b, 16c, 16d und 16f nach oben ziehen.
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Wie den 5 bis 7 zu entnehmen ist, sind die Klipsverbindungen 22, welches also Lagerstellen für die Klappenelemente 16a–f darstellen, in Fahrzeughochrichtung oberhalb den entsprechenden Luftdurchtrittsöffnungen 14a–r angeordnet, was ermöglicht, dass die Klappenelemente 16a–f in ihrer Offenstellung, in welcher sie die Luftdurchtrittsöffnungen 14a–r vollständig freigegeben, wie auch die Klipsverbindungen 22 selbst nicht in die Luftdurchtrittsöffnungen 14a–r hineinragen. Dies vermeidet ungünstige Luftverwirbelungen, die die Aerodynamik des Kraftwagens negativ beeinflussen sowie die Entstehung von Pfeifgeräuschen die den Fahrkomfort für Fahrzeuginsassen des Personenkraftwagens negativ beeinträchtigen könnten.
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Zur Verbesserung des Geräuschverhaltens sowie zur Darstellung einer besonders guten Verschließung und Abdichtung der Luftdurchtrittsöffnungen 14a–r gegen ein Durchströmen von Luft, verdeutlicht die 8 anhand des Klappenelements 16d, welches also stellvertretend für die übrigen Klappenelemente 16a–f aufzufassen ist, dass das Klappenelement 16d bereichsweise im Wesentlichen L-förmig ausgebildet ist, wobei ein Schenkel 38 der L-Form einen im Wesentlichen parallel dazu verlaufenden, die Luftdurchtrittsöffnung 14j bereichsweise begrenzenden Wandungsbereich 40 in einem Überdeckungsbereich in der Schließstellung des Klappenelements 16d überdeckt und an diesem anliegt. Eine zur Außenseite der Kühlergrillanordnung 10 weisende Stirnseite des Schenkels 38 ist in der Schließstellung des Klappenelements 16d von dem Wandungsbereich 40 überdeckt, was durch einen Bereich 42 hervorgehoben ist. Dadurch steht die Stirnseite des Schenkels 38 nicht im Wind, wodurch die Aerodynamik verschlechternde und Geräusche verursachende Verwirbelungen in Folge einer im Wind stehenden Kante vermieden sind.
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Die Kühlergrillanordnung 10 erlaubt somit nicht nur eine nahezu stufenlose Regelung der die Luftdurchtrittsöffnung 14a–r durchströmenden Luftmasse, sie weist außerdem eine sehr geringe Teileanzahl und damit ein geringes Gewicht sowie geringe Kosten auf bei gleichzeitiger Vermeidung von unangenehmen Geräuschen, was dem Fahrkomfort des Personenkraftwagens äußerst zuträglich ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 20021023 U1 [0002]
- DE 3151435 A1 [0005]
