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Die Erfindung betrifft einen Halterahmen einer Frischluftklappe eines Kraftfahrzeuges sowie eine Frischluftklappe mit einem solchen Halterahmen.
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Unter einer Frischluftklappe wird vorliegend eine Klappe im vorderen Bereich eines Kraftfahrzeuges verstanden, die gegenüber angrenzenden Bauteilen abgedichtet ist und durch welche Frischluft gezielt in den Motorraum geleitet wird, um zur Kühlung des Motors und/oder sonstiger im Motorraum angeordneter Elemente verwendet zu werden. Solche Frischluftklappen sind seit vielen Jahrzehnten bekannt. Sie umfassen häufig in ihrer Position verstellbare Lamellen, um durch entsprechende Einstellung der Lamellen den Luftstrom in das Kühlsystem zu steuern und/oder zu regeln. In
DE 196 52 398 A1 und
DE 197 25 654 A1 sind entsprechende Frischluftklappen beschrieben. In diesen Druckschriften wird nicht im Detail auf die Gestaltung des Halterahmens der Frischluftklappen Bezug genommen.
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Aus
DE 10 2008 012 349 A1 ist eine Heiz- bzw. Klimaanlage mit einem Gehäuse bekannt, das als Halterahmen einer Frischluftklappe angesehen werden kann. Über den Außenrand des Gehäuses ist eine elastische Gehäusedichtung gestülpt, um das Gehäuse gegenüber einer Stirnwand abzudichten.
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Aus
DE 10 2008 049 010 A1 ,
DE 10 2007 033 116 A1 und
EP 2 248 693 A2 sind andere Vorrichtungen zur Luftführung im vorderen Bereich von Kraftfahrzeugen bekannt, welche ebenfalls Elemente umfassen, die als Halterahmen von Frischluftklappen angesehen werden können. In Verbindung mit diesen Halterahmen sind diverse Luftleitelemente und Dichtelemente beschrieben, die entweder einstückig an dem Halterahmen ausgebildet oder auf verschiedene Art und Weise mit diesem verbunden sind.
In der jüngeren Zeit setzen verschiedene Automobilhersteller auch sogenannte aktive Aerodynamiksysteme in Kraftfahrzeugen ein, die auch als Air-Shutter bezeichnet werden. Bei diesen aktiven Aerodynamiksystemen wird je nach Fahrsituation und Betriebsanforderung des Kühl- und Klimasystems ein Teil des vorderen Lufteintritts aktiv geschlossen, um den Luftwiderstandsbeiwert (c
w-Wert) zu verringern.
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Die aus der Praxis bekannten Frischluftklappen bestehen üblicherweise aus einem Halterahmen, der an seiner Innenseite einen oder mehrere Ausschnitte zur Aufnahme von verstellbaren Lamellen umfasst. Bei den Halterahmen einiger Automobilhersteller sind an der Außenseite vorne und/oder hinten ferner Abdichtelemente angespritzt, um die Frischluftklappe nach vorne zum Stoßfänger hin und nach hinten zum Kühlerumfeld, insbesondere gegenüber einem Kunststoff-Montageträger (auch KU-Montageträger genannt), abzudichten. Halterahmen mit angespritzten Abdichtelementen sind relativ teuer in der Herstellung, da die Herstellung des Bauteils sequentiell erfolgen muss und kostenintensive Umrüstarbeiten erfordert. Üblicherweise wird zunächst mit Hilfe eines Herstellungswerkzeuges mit in dem Herstellungswerkzeug angeordneten, geschlossenen Sperrschiebern der Halterahmen hergestellt, dann wird durch Betätigung der Sperrschieber die Geometrie des Herstellungswerkzeuges verändert, und anschließend werden die Abdichtelemente an den Halterahmen angespritzt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Halterahmen sowie eine Frischluftklappe mit einem Halterahmen zur Verfügung zu stellen, welche eine flexiblere und kostengünstigere Herstellung ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bzw. 5.
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Ein erfindungsgemäßer Halterahmen einer Frischluftklappe eines Kraftfahrzeuges umfasst mindestens eine Öffnung zum Luftdurchtritt, innerhalb welcher üblicherweise Lamellen angeordnet oder anordenbar sind, wobei im Bereich der Außenseite des Halterahmens über den Umfang verteilt mehrere als Rastelemente ausgebildete Rahmen-Kupplungselemente zur Befestigung eines Abdichtelements angeordnet sind. Der Halterahmen ist somit dazu ausgebildet, als separate Bauteile hergestellte Abdichtelemente einfach an diesem zu befestigen. Dies ermöglicht es, den Halterahmen und ein oder mehrere Abdichtelemente zeitlich und örtlich flexibel herzustellen und zu einem beliebigen Zeitpunkt und miteinander zu verbinden.
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Als Rastelemente ausgebildete Rahmen-Kupplungselemente ermöglichen eine einfache und kostengünstige Verbindung zwischen dem Halterahmen und einem oder mehreren Abdichtelementen. Unter Rastelementen werden insbesondere elastisch ausgebildete Rastnasen und komplementär ausgebildete Rastnasenaufnahmen oder komplementär ausgebildete Rastnasen verstanden. Ebenfalls verwiesen wird in diesem Zusammenhang auf einfache Bohrungen, die ein Anstecken mittels Clipsen ermöglichen. Lösbare Rastelemente haben den Vorteil, dass die Verbindung bedarfsweise zerstörungsfrei gelöst und wiederhergestellt werden kann.
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Bevorzugt sind mindestens zwei Rahmen-Kupplungselemente auf vorzugsweise gegenüberliegenden Seiten angeordnet. Besonders bevorzugt ist auf jeder Seite des Halterahmens mindestens ein Rahmen-Kupplungselement angeordnet, so dass sich insgesamt eine den Halterahmen umschließende Haltestruktur aus einer Vielzahl von Rahmen-Kupplungselementen ergibt. Die Rahmen-Kupplungselemente sind weiter bevorzugt im Wesentlichen in regelmäßigen Abständen angeordnet, beispielsweise innerhalb von jeweils 10 cm, 15 cm, 20 cm oder 25 cm Abstand.
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In einer weiteren praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Halterahmens sind Rahmen-Kupplungselemente für ein erstes Dichtelement und Rahmen-Kupplungselemente für ein zweites Dichtelement an dem Halterahmen angeordnet, bevorzugt wechselweise und besonders bevorzugt gegenüberliegend angeordnet, d.h. derart, dass das erste Dichtelement von vorne und das zweite Dichtelement von hinten auf den Halterahmen aufgeschoben werden muss, um an dem Halterahmen befestigt zu werden.
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In einer weiteren praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Halterahmens sind zwei durch einen Mittelsteg voneinander getrennte Öffnungen als Lufteintritt vorgesehen. Dies hat den Vorteil, dass der Halterahmen eine besonders hohe Eigenstabilität erhält, insbesondere dann, wenn der Halterahmen wie in der Praxis sehr häufig eine im Verhältnis zur Breite sehr große Länge aufweist, d.h. wenn die Länge mindestens das Doppelte der Breite beträgt.
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Die Ausbildung eines Mittelstegs hat den weiteren Vorteil, dass der Mittelsteg als einseitig offenes Gehäuse ausgebildet sein kann. In diesem Fall kann der Mittelsteg als Schutz- und Befestigungselement für einen Aktuator dienen. Der Aktuator kann entweder direkt oder mittels weiterer Elemente, insbesondere mittels weiterer Rastelemente, mit dem Mittelsteg verbunden sein.
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Die Erfindung, betrifft ferner eine Frischluftklappe mit einem Halterahmen sowie einem ersten Dichtelement und einem optionalen zweiten Dichtelement, wobei zwischen zwei Varianten unterschieden werden kann.
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Gemäß einer ersten Variante sind an dem ersten Dichtelement über den Umfang verteilt mehrere Dichtelement-Kupplungselemente ausgebildet und an dem Halterahmen an die Dichtelement-Kupplungselemente angepasste Rahmen-Kupplungselemente ausgebildet, so dass das Dichtelement auf einfache Art und Weise an dem Halterahmen befestigbar ist.
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Gemäß einer zweiten Variante ist auch ein zweites Dichtelement vorgesehen. Bei dieser zweiten Variante sind an dem ersten Dichtelement über den Umfang verteilt mehrere Dichtelement-Kupplungselemente ausgebildet und an dem zweiten Dichtelement komplementär ausgebildete Dichtelement-Kupplungselemente derart ausgebildet, dass das erste Dichtelement mit dem zweiten Dichtelement derart verbindbar ist, dass die Dichtelemente den Halterahmen mindestens teilweise umschließen und dadurch gegenüber dem Halterahmen in ihrer Lage fixiert sind.
Dabei sind die Dichtelement-Kupplungselemente des ersten Dichtelements und die Rahmen-Kupplungselemente (erste Variante) oder die Dichtelement-Kupplungselemente des ersten Dichtelements und die Dichtelement-Kupplungselemente des zweiten Dichtelements (zweite Variante) zueinander komplementär ausgebildete Rastelemente, wobei die Dichtelement-Kupplungselemente des ersten Dichtelements und die Rahmen-Kupplungselemente oder die Dichtelement-Kupplungselemente des ersten Dichtelements bzw. die Dichtelement-Kupplungselemente des zweiten Dichtelements (28) zueinander komplementär ausgebildete Rastelemente sind.
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Wenn eine erfindungsgemäße Frischluftklappe gemäß der vorstehend beschriebenen ersten Variante ausgebildet ist, ist es vorteilhaft, wenn an einem zweiten Dichtelement ein an das Rahmen-Kupplungselement oder an das erste Dichtelement-Kupplungselement angepasstes Dichtelement-Kupplungselement ausgebildet ist. In diesem Fall kann das zweite Dichtelement auf einfache Art und Weise mit dem Rahmen-Kupplungselement oder mit dem ersten Dichtelement verbunden werden.
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Auch bei einer erfindungsgemäßen Frischluftklappe ist es bevorzugt, wenn Dichtelement-Kupplungselemente an mindestens zwei Seiten angeordnet sind. Besonders bevorzugt sind dies gegenüberliegende Seiten, und weiter bevorzugt sind an allen Seiten des Umfangs Dichtelement-Kupplungselemente angeordnet.
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Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Halterahmens in einer perspektivischen Ansicht von schräg hinten,
- 2 den in 1 gezeigten Halterahmen in einer perspektivischen Ansicht von schräg vorne,
- 3 den in den 1 und 2 gezeigten Halterahmen mit einem vorderen Dichtelement und einem hinteren Dichtelement und einer Schnittebene VI in einer Ansicht von schräg vorne,
- 4 den in den 1-3 gezeigten Halterahmen mit einem vorderen Dichtelement und einem hinteren Dichtelement und einer Schnittebene VII in einer Ansicht von schräg vorne,
- 5 den in den 1-4 gezeigten Halterahmen mit einem vorderen Dichtelement und einem hinteren Dichtelement und einer Schnittebene VIII in einer Ansicht von schräg hinten,
- 6 den in den 1-5 gezeigten Halterahmen mit einem vorderen Dichtelement und einem hinteren Dichtelement in einer Schnittdarstellung gemäß Schnittebene VI in 3,
- 7 den in den 1-6 gezeigten Halterahmen mit einem vorderen Dichtelement und einem hinteren Dichtelement in einer Schnittdarstellung gemäß Schnittebene VII in 4,
- 8 den in den 1-7 gezeigten Halterahmen mit einem vorderen Dichtelement und einem hinteren Dichtelement in einer Schnittdarstellung gemäß Schnittebene VIII in 5,
- 9 den in 1 mit IX gekennzeichneten Bereich des in den 1-8 dargestellten Halterahmens in einer vergrößerten Darstellung sowie
- 10 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts des in den 1-9 dargestellten Halterahmens in einer perspektivischen Ansicht von vorne.
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Die 1-10 zeigen beispielhaft eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Halterahmens 10. Wie insbesondere in den 1 und 2 erkennbar ist, weist der Halterahmen 10 einen rechteckigen Grundkörper 11 mit einer ersten Öffnung 12 und einer zweiten Öffnung 14 auf, die durch einen Mittelsteg 16 voneinander getrennt sind. Der Mittelsteg 16 ist als einseitig offenes Gehäuse 18 ausgebildet, das der Aufnahme eines elektrischen Aktuators (nicht dargestellt) dient. In den Öffnungen 12, 14 sind Lamellen 20 angeordnet, die in auf der Innenseite des Halterahmens 10 ausgebildeten seitlichen Aufnahmen verschwenkbar gelagert sind. Der in dem einseitig offenen Gehäuse 18 eingesetzte Aktuator ist rückseitig von einem Deckelelement 22 abgedeckt und wird durch dieses in dem Gehäuse 18 gehalten. Ein seitlich aus dem Halterahmen 10 austretendes Anschlusskabel 24 dient zur Stromversorgung und Ansteuerung des Aktuators. Mit Hilfe des Aktuators können die Lamellen 20 zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung verschwenkt werden.
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Die 3-5 zeigen den Halterahmen 10 mit einem mit diesem verbundenen vorderen Dichtelement 26 (erstes Dichtelement) und einem mit diesem verbundenen hinteren Dichtelement 28 (zweites Dichtelement).
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Das vordere Dichtelement 26 umfasst einen äußeren Bereich 30 aus einem weichen, elastischen Werkstoff, insbesondere aus Polybutadienblockstyrol (TPS-SBS), und einen inneren Bereich 32 aus einem härteren, im Wesentlichen formstabilen Werkstoff, insbesondere aus Polypropylen (z.B. PP GF 30). Das hintere Dichtelement 28 umfasst ebenfalls einen äußeren Bereich 34 und einen inneren Bereich 36, wobei der äußere Bereich 34 des hinteren Dichtelements 28 vorzugsweise aus dem gleichen Werkstoff besteht wie der äußere Bereich 30 des vorderen Dichtelements 26 und wobei der innere Bereich 36 des hinteren Dichtelements 28 vorzugweise aus dem gleichen Werkstoff besteht wie der innere Bereich 32 des vorderen Dichtelements 26. Das vordere Dichtelement 26 und das hintere Dichtelement 28 werden vorzugsweise in einem zweistufigen Spritzgießprozess hergestellt, indem zunächst der jeweils innere Bereich 32, 36 im Spritzgießverfahren hergestellt wird und anschließend der jeweils äußere Bereich 30, 34 an den jeweiligen inneren Bereich 32, 36 angespritzt wird. Die Verbindung zwischen dem jeweils inneren Bereich 32, 36 und dem jeweils äußeren Bereich 30, 34 ist besonders belastbar, wenn - wie in den 3-5 erkennbar ist - zumindest in Längserstreckung des jeweiligen Dichtelements 26, 28 die Stoßstelle 38, 40 zwischen dem jeweils inneren Bereich 32, 36 und dem jeweils äußeren Bereich 30, 34 einen zahnförmigen Verlauf aufweist.
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In den 6 - 8 sind Schnittdarstellungen gemäß den Schnittebenen VI-VIII in den 3-5 des Halterahmens 10, des vorderen Dichtelements 26 sowie des hinteren Dichtelements 28 dargestellt. Die Schnittebenen VI-VIII sind so gewählt, dass die Ausbildung eines an dem Grundkörper 11 des Halterahmens 10 ausgebildeten Rahmen-Kupplungselements 42 und eines mit diesem Rahmen-Kupplungselement 42 in Eingriff stehenden, an dem vorderen Dichtelement 26 und/oder an dem hinteren Dichtelement 28 ausgebildeten Dichtelement-Kupplungselements 44 bzw. 46 erkennbar ist. Wie in den 6 - 8 gut erkennbar ist, sind die Rahmen-Kupplungselemente 42 und die Dichtelement-Kupplungselemente 44, 46 als Rastelemente in Form einer Rastnase 48 ausgebildet, die mit einem Anschlagelement 50 und einem federelastisch ausgebildeten Andruckelement 52 zusammenwirkt. Um die Rastverbindung herzustellen, wird die Rastnase 48 so fest gegen das federelastisch ausgebildete Andruckelement 52 gedrückt, bis die Rastnase 48 zwischen dem Andruckelement 52 und dem Anschlagelement 50 passieren kann und rastet dann in den in den 6-8 gezeigten Positionen ein.
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In 9 ist die Gestaltung des Grundkörpers 11 des Halterahmens 10 im Bereich einiger Rahmen-Kupplungselemente 42 im Detail gezeigt. Die Andruckelemente 52 sind in dieser Figur besonders gut zu erkennen. Ebenfalls gut erkennbar ist, dass die Rahmen-Kupplungselemente 42 für das vordere Dichtelement (in 9 nicht dargestellt) und die Rahmen-Kupplungselemente 42 für das hintere Dichtelement (in 9 nicht dargestellt) versetzt zueinander angeordnet sind.
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10 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Grundkörpers 11 des Halterahmens 10 in einer perspektivischen Ansicht, aus der die für die Aufnahme der Rastnasen (in 10 nicht dargestellt) vorgesehenen Öffnungen 54 ersichtlich sind. Zwischen den Öffnungen 54 sind jeweils c-förmige Kanäle 56 angeordnet, welche der Führung und Aufnahme eines flachen Abschnitts 58 des inneren Bereichs 32, 36 des vorderen bzw. hinteren Dichtelements 26, 28 dient (vgl. 6-7).
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Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Sie kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Halterahmen
- 11
- Grundkörper
- 12
- erste Öffnung
- 14
- zweite Öffnung
- 16
- Mittelsteg
- 18
- Gehäuse
- 20
- Lamelle
- 22
- Deckelement
- 24
- Anschlusskabel
- 26
- vorderes Dichtelement (erstes Dichtelement)
- 28
- hinteres Dichtelement (zweites Dichtelement)
- 30
- äußerer Bereich (vorderes Dichtelement)
- 32
- innerer Bereich (vorderes Dichtelement)
- 34
- äußerer Bereich (hinteres Dichtelement)
- 36
- innerer Bereich (hinteres Dichtelement)
- 38
- Stoßstelle (vorderes Dichtelement)
- 40
- Stoßstelle (hinteres Dichtelement)
- 42
- Rahmen-Kupplungselement
- 44
- Dichtelement-Kupplungselement (vorderes Dichtelement)
- 46
- Dichtelement-Kupplungselement (hinteres Dichtelement)
- 48
- Rastnase
- 50
- Anschlagelement
- 52
- Andruckelement
- 54
- Öffnung (zur Aufnahme einer Rastnase)
- 56
- c-förmiger Kanal
- 58
- flacher Abschnitt
