DE102015109227A1

DE102015109227A1 - Abdeckelement zum Regulieren einer Luftströmung zu einer Kühlervorrichtung

Info

Publication number: DE102015109227A1
Application number: DE102015109227.1A
Authority: DE
Inventors: Ralf Schöning; Alexander Spisak
Original assignee: HBPO GmbH
Current assignee: HBPO GmbH
Priority date: 2015-06-10
Filing date: 2015-06-10
Publication date: 2016-12-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Abdeckelement (100) zum Regulieren einer Luftströmung (4) zu einer Kühlervorrichtung (2) eines Fahrzeuges (1), aufweisend zumindest ein Abdeckmittel (110) zum zumindest teilweisen Verschließen einer Durchtrittsöffnung (10) der Luftströmung (4) in einer Schließstellung (II), und zumindest ein mit dem Abdeckmittel (110) verbundenes Lagerelement (120) zur beweglichen Lagerung des Abdeckmittels (110), wobei das Abdeckmittel (110) derart durch das zumindest eine Lagerelement (120) lagerbar ist, dass das Abdeckmittel (110) in die Schließstellung (II) und in eine Offenstellung (I) zur zumindest teilweisen Freigabe der Durchtrittsöffnung (10) bewegbar ist, und das Abdeckmittel (110) zumindest einen Hohlraum (141) als Verstärkungsmittel (140) zur Erhöhung der Stabilität und/oder Steifigkeit des Abdeckmittels (110) aufweist, wobei das Hohlraumvolumen zumindest dem 0,4-fachen des Gesamtvolumens des Abdeckmittels (110) entspricht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Abdeckelement zum Regulieren einer Luftströmung zu einer Kühlervorrichtung eines Fahrzeuges. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Luftklappenvorrichtung zum Regulieren einer Luftströmung zu einer Kühlervorrichtung sowie auf ein Herstellungsverfahren für ein Abdeckelement.
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass in Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, Frischluft durch Öffnungen des Fahrzeuges, wie zum Beispiel an einem Kühlergrill, eintritt und als Luftströmung zu einer Kühlervorrichtung des Fahrzeuges geleitet wird. Auf diese Weise kann eine zuverlässige Kühlung, zum Beispiel eines Motors, durch die Kühlervorrichtung gewährleistet werden. Oft ist es dabei vorteilhaft, wenn der Kühllufteintritt, das heißt die Luftströmung, reguliert werden kann. Durch eine vorübergehende Reduzierung des Lufteintritts kann beispielsweise die Betriebstemperatur des Motors schneller erreicht werden und die aerodynamischen Eigenschaften des Fahrzeuges optimiert werden (zum Beispiel durch die Reduzierung eines Luftpolsters im Bereich des Kühlergrills). Um eine solche Regulierung der Luftströmung zu ermöglichen, werden Luftklappenvorrichtungen im Bereich der Durchtrittsöffnung der Luftströmung, beispielsweise im Bereich des Kühlergrills, eingesetzt. Die Luftklappenvorrichtungen weisen dabei Abdeckelemente, wie beispielsweise Lamellen, auf, welche den Querschnitt der Durchtrittsöffnung reduzieren und hierdurch die Luftströmung reduzieren können.
Nachteilhaft bei bekannten Lösungen für derartige Vorrichtungen ist, dass auf die Abdeckelemente im geschlossenen Zustand eine hohe Belastung (zum Beispiel Staudruckbelastung) aufgrund der Luftströmung wirkt. Auch erfolgt zum Beispiel in der Offenstellung und auch durch eine Bewegung der Abdeckelemente von der Schließstellung in die Offenstellung eine Belastung der Abdeckelemente. Um eine Beschädigung der Abdeckelemente zu verhindern, werden daher bekannterweise weitere ggf. kostenaufwendige Vorkehrungen notwendig. So ist es zum Beispiel bekannt, Hilfsmittel an der Luftklappenvorrichtung, wie vertikale Abstützungen für die Abdeckelemente vorzusehen. Die Abstützungen können zum Beispiel ein Verdrehen der Abdeckelemente verhindern und beispielsweise einem Torsionsmoment entgegenwirken. Allerdings benötigen solche zusätzlichen Hilfsmittel weiteren Bauraum und erschweren die Montage und Herstellung. Zudem verringern die Abstützungen die freie Lufteintrittsfläche in der Offenstellung. Eine weitere Maßnahme zur Reduzierung der Belastung kann die Verringerung der Länge der Abdeckelemente darstellen. Hierbei ist allerdings der Nachteil, dass dann zusätzliche Abdeckelemente in Längsrichtung eingesetzt werden müssen, um den gleichen Bereich der Durchtrittsöffnung vollständig verschließen zu können. Somit ist eine komplexere Ausgestaltung der Luftklappenvorrichtung erforderlich.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindestens teilweise zu beheben. Insbesondere ist es auf Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein widerstandsfähigeres und zuverlässigeres Abdeckelement sowie eine einfach herzustellende und zu montierende und zuverlässigere Luftklappenvorrichtung bereitzustellen.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Abdeckelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Luftklappenvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 sowie durch ein Herstellungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Abdeckelement beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Luftklappenvorrichtung sowie dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren, und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch ein Abdeckelement zum Regulieren einer Luftströmung zu einer Kühlervorrichtung (z. B. einem Wasserkühler zur Kühlung eines Motors) eines Fahrzeuges, insbesondere Kraftfahrzeuges, aufweisend zumindest ein Abdeckmittel zum zumindest teilweisen Verschließen einer Durchtrittsöffnung der Luftströmung in einer Schließstellung, und zumindest ein mit dem Abdeckmittel verbundenes Lagerelement zur beweglichen Lagerung des Abdeckmittels. Das Fahrzeug kann beispielsweise ein Kraftfahrzeug und/oder ein Personenkraftfahrzeug und/oder ein Lastkraftfahrzeug und/oder dergleichen sein, und zumindest eine Durchtrittsöffnung der Luftströmung, zum Beispiel an einem Kühlergrill und/oder an einer Luftklappenvorrichtung, aufweisen. Die Kühlervorrichtung ist insbesondere ein Wasserkühler und dient vorzugsweise zur Kühlung eines Motors. Es ist insbesondere vorgesehen, dass das Abdeckmittel derart durch das wenigstens eine Lagerelement lagerbar ist, dass das Abdeckmittel in die Schließstellung und in eine Offenstellung zur zumindest teilweisen Freigabe der Durchtrittsöffnung bewegbar ist, und das Abdeckmittel zumindest einen oder ausschließlich einen Hohlraum als Verstärkungsmittel zur Erhöhung der Stabilität und/oder Steifigkeit des Abdeckmittels aufweist, wobei das Hohlraumvolumen zumindest dem 0,4-fachen des Gesamtvolumens des Abdeckmittels entspricht. Das Gesamtvolumen umfasst dabei insbesondere das Hohlraumvolumen, das heißt das Volumen sämtlicher im Abdeckmittel vorhandener Hohlräume, zusammen mit dem Festkörpervolumen des Abdeckmittels, das heißt das gesamte Volumen sämtlicher Festkörper und/oder Wandungen beziehungsweise des Materials des Abdeckmittels. Insbesondere ist der zumindest eine Hohlraum des Abdeckmittels dabei nicht zwangsläufig vollständig durch die Wandung des Abdeckmittels umschlossen, sodass gegebenenfalls nur der entlang einer Länge des Abdeckmittels von der Wandung des Abdeckmittels umschlossene Hohlraum zur Bestimmung des Hohlraumvolumens berücksichtigt wird. Bei einem (angenommenen) gleichbleibenden Hohlraumquerschnitt verhält sich somit insbesondere das Verhältnis vom Hohlraumvolumen zum Gesamtvolumen proportional zum Verhältnis der Hohlraum-Querschnittsfläche zur Abdeckmittel-Querschnittsfläche. Die Ausbildung des Abdeckmittels mit einem entsprechenden Hohlraum als Verstärkungsmittel hat dabei den Vorteil, dass die Stabilität und/oder Steifigkeit insbesondere durch eine Erhöhung des Widerstandsmoments deutlich verbessert wird. Dadurch ist ein zuverlässiger Betrieb des Abdeckelements möglich und es kann auf zusätzliche Stützelemente (zum Beispiel vertikale Abstützungen einer Luftklappenvorrichtung) verzichtet werden und hierdurch Bauraum und Kosten reduziert werden.
Es kann dabei zumindest ein Verstärkungsmittel vorgesehen und/oder im Abdeckmittel integriert sein. Dies hat den Vorteil, dass das Abdeckmittel im Betrieb, das heißt in der Offen- und Schließstellung und bei der Bewegung von der Schließstellung in die Offenstellung und umgekehrt, insbesondere bei einer Staudruckbelastung in der Schließstellung, insbesondere einen höheren Widerstandsmoment aufweist. Somit erleidet das Abdeckmittel in Richtung der Staudruckbelastung eine geringere Verformung und Verbiegung. Mithin wird auch die Zuverlässigkeit bei der Regulierung der Luftströmung erhöht.
Das erfindungsgemäße Abdeckelement kann insbesondere als eine Lamelle (Luftklappe), vorzugsweise für eine Luftklappenvorrichtung, ausgebildet sein. Das Abdeckmittel ist dabei beispielsweise aus Kunststoff und/oder aus einem gasdichten, insbesondere luftdichten, und/oder festem Material ausgebildet. Das Abdeckmittel, insbesondere wenigstens eine Wandung, ist dabei beispielsweise aus einem biegbaren und/oder flexiblen Material ausgebildet. Selbstverständlich kann das Abdeckelement auch mehrere, insbesondere unterschiedlich oder ausschließlich gleichartig ausgebildete, Verstärkungsmittel aufweisen, wie beispielsweise eine erhöhte Wanddicke und/oder einen Hohlraum. Das Verstärkungsmittel dient zum Beispiel zur Erhöhung der Steifigkeit und/oder Erhöhung des polaren Widerstandsmoments des Abdeckelements. Wenn das Verstärkungsmittel im Abdeckmittel integriert ist, kann auf separate Hilfsmittel, wie Vertikalstützen der Luftklappenvorrichtung und/oder des Abdeckelements, verzichtet werden und somit Bauraum eingespart werden. Auch kann auf zusätzliche Mittel am Abdeckelement, wie Halterungsmittel für die separat ausgebildeten Vertikalstützen, verzichtet werden, und somit Herstellungskosten reduziert werden. Weiter kann das Abdeckelement aufgrund des Verstärkungsmittels mit einer verbesserten geometrischen Abmessung, insbesondere einer erhöhten Länge, ausgeführt sein, wodurch die Komplexität und der Kostenaufwand zur Regulierung der Luftströmung verringert werden.
Das Abdeckmittel weist bevorzugt eine Länge auf, die größer als die größte Abmessung des Abdeckmittels orthogonal zur Länge ist, und besonders bevorzugt wenigstens dem Dreifachen der größten Abmessung des Abdeckmittels orthogonal zur Länge entspricht, wodurch ein großflächiges Verschließen der Durchtrittsöffnung möglich wird. Somit kann auch zum Beispiel der Herstellungsaufwand und die Komplexität einer Luftklappenvorrichtung reduziert werden. Im Rahmen der Erfindung werden unter Abmessungen des Abdeckmittels orthogonal zur Länge vorzugsweise sämtliche Erstreckungen des Abdeckmittels in allen Richtungen (d. h. Raumrichtungen) welche orthogonal zur Länge und damit zur Längsrichtung sind, verstanden. Die insgesamt größte Abmessung, das heißt die maximale Erstreckung, des Abdeckmittels und/oder Abdeckelements unter Berücksichtigung der Abmessungen in sämtlichen Richtungen ist insbesondere die Länge. Alternativ kann die Länge ggf. auch als die größte Abmessung des Abdeckmittels in Längsrichtung definiert sein, wobei die Längsrichtung zum Beispiel parallel zur Drehachse des Abdeckelements ist. Gemäß einer weiteren Alternative kann die Länge optional auch durch eine Abdeckfläche definiert sein, wobei die Abdeckfläche die größte Außenfläche des Abdeckmittels ist und die Länge der größten Kante der Fläche entspricht. Die größte Abmessung des Abdeckmittels unter Berücksichtigung aller Richtungen, die orthogonal zur Längsrichtung bzw. Länge sind, ist eine Höhe. Die größte Abmessung des Abdeckmittels in einer Richtung, die sowohl orthogonal zur Längsrichtung (das heißt auch zur Länge) und zu einer Höhenrichtung (das heißt parallel zur Höhe) ist, ist eine Breite. Die größte (maximale) Abmessung des Abdeckmittels orthogonal zur Länge, das heißt die Höhe des Abdeckmittels, erstreckt sich vorzugsweise in der Schließstellung im Wesentlichen parallel zur Durchtrittsöffnung der Luftströmung. Das Abdeckmittel (insbesondere eine von der Höhe abhängige Abdeckfläche) verringert bevorzugt den Querschnitt der Durchtrittsöffnung in der Schließstellung, wobei der Querschnitt in der Offenstellung vergrößert wird. Der Querschnitt der Durchtrittsöffnung betrifft insbesondere einen Strömungsquerschnitt und/oder einen Durchmesser der Durchtrittsöffnung, welcher zur Regulierung verändert wird.
Zusammenfassend weist das Abdeckmittel also vorzugsweise drei definierte Abmessungen auf, in denen es sich in drei zueinander orthogonalen (kartesischen) Raumrichtungen erstreckt:

– die Länge in einer Längsrichtung, das heißt die Länge erstreckt sich insbesondere in die Richtung, in welcher das Abdeckmittel die größte Ausdehnung und/oder die Drehachse hat. Die Länge entspricht dabei vorzugsweise der maximalen Erstreckung des Abdeckmittels in Längsrichtung.
– die Höhe in einer zur Längsrichtung orthogonalen Höhenrichtung, das heißt insbesondere in die Richtung, in welcher das Abdeckmittel die größte Abmessung orthogonal zur Länge aufweist. Die Höhe entspricht dabei vorzugsweise der maximalen Erstreckung des Abdeckmittels in Höhenrichtung.
– die Breite in einer sowohl zur Längsrichtung als auch zur Höhenrichtung orthogonalen Breitenrichtung. Die Breite entspricht dabei vorzugsweise der maximalen Erstreckung des Abdeckmittels in Breitenrichtung.

Mit anderen Worten ist die Länge des Abdeckmittels größer als die Höhe des Abdeckmittels, und die Höhe des Abdeckmittels größer als die Breite des Abdeckmittels. Es kann zudem eine Wanddicke definiert sein, welche insbesondere der maximalen oder durchschnittlichen Dicke zumindest einer Wandung ohne den Hohlraum entspricht. Die Breite umfasst dabei vorzugsweise die Wanddicke, bzw. Wanddicken einer ersten und zweiten Wandung, mit der Dicke des Hohlraums, wenn sich die Hohlraumdicke und/oder die Wanddicke ggf. ebenfalls in Breitenrichtung erstrecken. Weiter wird insbesondere durch die Lagerelemente (d. h. wenigstens einem Lagerelement) eine Drehachse definiert, um welche das Abdeckmittel zur Bewegung in die Schließ- und/oder Offenstellung vorzugsweise drehbar gelagert werden kann. Diese Drehachse erstreckt sich dabei vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung des Abdeckmittels. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass eine einfache und schnelle Bewegung des Abdeckmittels in die Schließ- und/oder Offenstellung möglich ist. Hierdurch wird eine einfache und schnelle Regulierung der Luftströmung durch eine Veränderung (Reduzierung und Erhöhung) des Querschnitts der Durchtrittsöffnung durch das Abdeckmittel ermöglicht. Die Regulierung der Luftströmung erfolgt dabei insbesondere als Regulierung der Luftmenge und/oder der Strömungsgeschwindigkeit. Hierzu kann ggf. die größte Fläche des Abdeckmittels, das heißt die Abdeckfläche, sich in der Schließstellung im Wesentlichen parallel zur Durchtrittsöffnung erstrecken und somit den Querschnitt der Durchtrittsöffnung verringern. Dabei wird vorzugsweise die Abdeckfläche des Abdeckmittels durch die Länge und durch die Höhe des Abdeckmittels definiert (die Abdeckfläche entspricht zum Beispiel im Wesentlichen der Höhe multipliziert mit der Länge). Das Lagerelement ist beispielsweise als Lagerzapfen zur Lagerung in einer Lageraufnahme ausgebildet.
Es kann weiter im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die Länge des Abdeckmittels im Bereich von 200 mm bis 450 mm, vorzugsweise 307 mm bis 378 mm liegt. Weiter kann es vorgesehen sein, dass eine Höhe des Abdeckmittels im Bereich von 22 mm bis 60 mm, vorzugsweise 29,6 mm bis 48,9 mm liegt. Außerdem ist es denkbar, dass eine Breite des Abdeckmittels im Bereich von 3,5 mm bis 30 mm oder bis 15 mm, vorzugsweise 3,9 mm bis 9,7 mm liegt. Es hat sich hierbei der Vorteil herausgestellt, dass durch die beschriebene geometrische Dimensionierung des Abdeckmittels ein möglichst großflächiger Bereich der Durchtrittsöffnung in der Schließstellung durch ein einzelnes Abdeckelement verschlossen werden kann, wobei gleichzeitig die im Betrieb und auch zum Beispiel bei hohen Fahrgeschwindigkeiten notwendige Belastbarkeit des Abdeckelements gewährleistet werden kann.
Vorzugsweise ist es möglich, dass eine Höhe des Abdeckmittels dem 1,4-fachen bis 18-fachen, insbesondere 4-fachen bis 10-fachen einer Breite des Abdeckmittels und/oder die Länge dem 3-fachen bis 21-fachen, insbesondere 10-fachen bis 15-fachen der Höhe des Abdeckmittels entspricht. Auch hierdurch kann eine optimale Ausgestaltung des Abdeckmittels gewährleistet werden, welche eine maximale Abdeckung in der Schließstellung bei gleichzeitiger Gewährleistung der notwendigen Stabilität und Steifigkeit ermöglicht.
Es ist ferner denkbar, dass das Abdeckmittel zumindest eine Wandung aufweist, wobei insbesondere die Wandung sich in Längsrichtung entlang der Länge des Abdeckmittels erstreckt, und wobei eine Wanddicke der Wandung im Bereich von 1,0 mm bis 15,0 mm, bevorzugt 2,0 mm bis 5,0 mm, besonders bevorzugt 3,0 mm bis 3,5 mm liegt. Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass die Wanddicke wenigstens oder maximal dem 0,5-fachen oder 0,8-fachen oder 0,2-fachen einer Breite und/oder wenigstens oder maximal dem 0,2-fachen oder 0,4-fachen oder 0,6-fachen einer Höhe des Abdeckmittels entspricht. Als Wanddicke wird im Rahmen der Erfindung insbesondere die durchschnittliche Wanddicke (Dicke) oder die minimale Wanddicke oder die maximale Wanddicke der Wandung verstanden (wobei die Dicke entlang der gesamten Länge berücksichtigt wird). Insbesondere weist das Abdeckmittel ausschließlich eine einzige Wandung, vorzugsweise außen, auf, wobei innerhalb des Abdeckmittels angrenzend zur Innenseite dieser Wandung ein Hohlraum ausgebildet und vollständig durch die Wandung in Höhen- und Breitenrichtung und ggf. auch Längsrichtung umschlossen ist. Generell ist es denkbar, dass zumindest ein Hohlraum auch in Längsrichtung von der Wandung umschlossen ist, also das Abdeckmittel nach außen insbesondere keinerlei Öffnungen aufweist. Weiter bezieht sich der Ausdruck Wanddicke bevorzugt auf eine Dicke der Wandung ausschließlich im mittigen Bereich des Abdeckmittels und/oder im Bereich des Verstärkungsmittels und/oder im Bereich eines Hohlraums. Auch kann es möglich sein, dass die Wanddicke ausschließlich die Dicke einer ersten Wandung oder einer zweiten Wandung betrifft. Die Wanddicke der Wandung des Abdeckmittels, insbesondere der ersten und/oder zweiten Wandung, entspricht dabei vorzugsweise der größten oder durchschnittlichen Dicke in Höhen- und/oder Breitenrichtung. Eine erste Wanddicke der ersten Wandung ist dabei vorzugsweise die größte Dicke der ersten Wandung und eine zweite Wanddicke der zweiten Wandung ist vorzugsweise die größte Dicke der zweiten Wandung. Die Wandung, insbesondere die erste Wandung, erstreckt sich dabei besonders bevorzugt vollständig entlang der Länge des Abdeckmittels und bildet somit insbesondere zumindest teilweise einen Bestandteil des Abdeckmittels, welcher in der Schließstellung die Durchtrittsöffnung verschließt und/oder von der Luftströmung getroffen wird. Die Erhöhung der Wanddicke, das heißt der Wandstärke, weist den Vorteil auf, dass beispielsweise die Biegesteifigkeit und/oder die Torsionssteifigkeit des Abdeckelements erhöht werden kann. Entsprechend kann die Erhöhung der Wanddicke vorzugsweise als ein integriertes Verstärkungsmittel aufgefasst werden. Somit kann auf separate Hilfsmittel zur Erhöhung des Widerstandsmoments verzichtet werden und damit die Komplexität und der Kostenaufwand verringert werden.
Vorteilhafterweise kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass der Hohlraum durch eine äußere Wandung des Abdeckmittels, insbesondere in Breitenrichtung und Höhenrichtung vollständig, umschlossen ist, wobei insbesondere die Wanddicke der Wandung im Wesentlichen konstant ist. Die Wanddicke der Wandung ist dabei vorteilhafterweise nur im Bereich des Hohlraums (das heißt unmittelbar angrenzend an den Hohlraum) im Wesentlichen konstant. Somit kann eine ausreichende Stabilität des Abdeckmittels im Bereich des Hohlraums gewährleistet werden.
Gemäß einem weiteren Vorteil kann es vorgesehen sein, dass das Abdeckmittel ausschließlich auf zwei, insbesondere in Längsrichtung, gegenüberliegenden Seiten des Abdeckmittels lagerbar ist und/oder mit einem Träger kontaktierbar ist und/oder Lagerelemente aufweist, vorzugsweise vertikalstützenfrei, das heißt ohne dass Vertikalstützen vorgesehen sind. Derartige Vertikalstützen können beispielsweise außerhalb des Abdeckmittels und/oder des Abdeckelements, zum Beispiel am Träger einer Luftklappenvorrichtung, vorgesehen sein. Auch ist es denkbar, dass solche Vertikalstützen am Abdeckmittel und/oder am Abdeckelement verbunden sind. Vorzugsweise ist jedoch ausschließlich ein im Abdeckmittel integriertes Verstärkungsmittel, das heißt zum Beispiel ein aus dem Material des Abdeckmittels gebildetes Verstärkungsmittel, vorgesehen. Das Verstärkungsmittel kann dabei beispielsweise ein monolithisches Bauteil mit dem Abdeckmittel bilden. Da hierdurch die Stabilität des Abdeckmittels erhöht wird, kann auf zusätzliche Verstärkungsmittel außerhalb des Abdeckmittels verzichtet werden und somit die Komplexität des Abdeckmittels verringert werden.
Vorteilhafterweise kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass das Abdeckmittel und/oder das Verstärkungsmittel, insbesondere eine Wandung des Abdeckmittels, aus einem Faserverbundmaterial und/oder einem Kompositwerkstoff und/oder glasfaserverstärkt und/oder aus einem aufgeschäumten Spritzguss-Material ausgebildet ist. Das Verstärkungsmittel kann dabei beispielsweise zumindest einen Teilbereich der Wandung des Abdeckmittels aufweisen. Das Abdeckmittel ist somit insbesondere zumindest teilweise oder vollständig mit dem Verstärkungsmittel ausgebildet. Insbesondere ist das Verstärkungsmittel in einem Bereich des Abdeckmittels vorgesehen, welcher einer besonderen Belastung in der Schließstellung ausgesetzt ist. Hierdurch kann eine optimale Anpassung an eine Betriebssituation des Abdeckelements erfolgen.
Ein weiterer Vorteil kann im Rahmen der Erfindung erzielt werden, wenn das Abdeckmittel zumindest zwei Wandungen aufweist, welche einstückig ein gemeinsames, insbesondere monolithisches Teil bilden oder separat voneinander ausgebildet sind, wobei die Wandungen den Hohlraum, insbesondere in Breitenrichtung und Höhenrichtung vollständig, umschließen. Das Abdeckmittel kann entsprechend vorzugsweise zweiwandig, das heißt zweischalig mit einer ersten Wandung und einer mit der ersten Wandung verbundenen zweiten Wandung, ausgebildet sein. Die zweiwandige Ausgestaltung kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass zwei separat voneinander ausgebildete und hergestellte Wandungen in einem weiteren Fertigungsschritt miteinander verbunden werden. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass weitere Wandungen oder der Hohlraum bzw. weitere Hohlräume dadurch hergestellt werden, dass in zunächst einer einzigen Wandung ein Hohlraumprofil ausgebildet wird und somit zumindest zwei Wandungen entstehen. Dies hat den Vorteil, dass mit geringem Kosten- und Herstellungsaufwand die Stabilität und/oder Steifigkeit des Abdeckmittels erhöht werden kann.
Ein weiterer Vorteil kann im Rahmen der Erfindung erzielt werden, wenn der Hohlraum sich in Längsrichtung des Abdeckmittels kontinuierlich als Hohlraumkanal erstreckt, wobei das Abdeckmittel bevorzugt ausschließlich einen oder zumindest zwei oder zumindest drei separate Hohlraumkanäle aufweist. Mit anderen Worten kann der Hohlraum, das heißt auch zumindest eine Hohlraumkammer oder der Hohlraumkanal, separat von anderen Hohlräumen des Abdeckmittels ausgebildet sein. Dies bedeutet, dass die separat voneinander ausgebildeten Hohlräume insbesondere durch die Wandung des Abdeckmittels voneinander getrennt sind. Die zur Trennung der Hohlräume genutzte mindestens eine Wandung kann dabei auch separat von den äußeren Wandungen des Abdeckmittels und/oder aus einem anderen Material als die äußeren Wandungen ausgebildet sein. Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass die Wandungen oder sämtliche Wandungen des Abdeckmittels einstückig und/oder materialeinheitlich als ein monolithisches Bauteil ausgebildet sind. Hierdurch ergibt sich eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Abdeckmittels zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit.
Ferner kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass das Abdeckmittel einstückig und/oder einteilig derart ausgebildet ist, dass eine Wandung des Abdeckmittels den zumindest einen Hohlraum als einen steifen Hohlraumkanal innerhalb des Abdeckmittels ausbildet. Der Hohlraumkanal kann sich dabei insbesondere entlang der vollständigen Länge oder mindestens halben Länge oder entlang zumindest 80 % der Länge des Abdeckmittels erstrecken. Hierdurch wird ein zuverlässiges Verstärkungsmittel für das Abdeckmittel geschaffen.
Vorteilhafterweise kann bei der Erfindung vorgesehen sein, dass eine maximale Abmessung des Hohlraums in einer Breitenrichtung des Abdeckmittels wenigstens dem 0,2 bis 0,8-fachen, insbesondere 0,5-fachen einer Breite des Abdeckmittels entspricht und/oder die maximale Abmessung des Hohlraums in einer Höhenrichtung des Abdeckmittels wenigstens dem 0,2 bis 0,8-fachen, insbesondere 0,5-fachen einer Höhe des Abdeckmittels entspricht. Weiter kann es möglich sein, dass die Erstreckung des Hohlraums in Längsrichtung wenigstens dem 0,2- bis 1-fachen, insbesondere dem 0,9-fachen, der Länge entspricht. Die Angaben können sich dabei auf einen einzelnen Hohlraum des Abdeckmittels oder auf jeden einzelnen Hohlraum des Abdeckmittels oder alternativ auch auf eine Summe der entsprechenden Abmessungen sämtlicher Hohlräume des Abdeckmittels beziehen. So kann es zum Beispiel vorgesehen sein, dass eine erste maximale Abmessung eines ersten Hohlraums in der Breitenrichtung dem 0,1-fachen und eine zweite maximale Abmessung eines zweiten Hohlraums in der Breitenrichtung dem 0,2-fachen der Breite des Abdeckmittels entspricht, sodass insgesamt die maximale Abmessung des Hohlraums in der Breitenrichtung dem 0,3-fachen der Breite des Abdeckmittels entspricht. Gleiches gilt selbstverständlich auch für die maximale Abmessung des Hohlraums (der Hohlräume) in der Höhenrichtung und der maximalen Abmessung des Hohlraums (der Hohlräume) in Längsrichtung. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass durch eine einfache konstruktive Maßnahme die Steifigkeit deutlich erhöht werden kann.
Ferner kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass das Hohlraumvolumen zumindest das 0,4-fache bis 0,9-fache, vorzugsweise das 0,5-fache bis 0,8-fache, des Gesamtvolumens des Abdeckmittels bildet. Auf diese Weise kann die Belastbarkeit des Abdeckmittels, insbesondere in der Schließstellung, noch weiter verbessert werden.
Es ist ferner denkbar, dass ein Querschnittsprofil des Hohlraums im Wesentlichen dem Außenprofil des Abdeckmittels angepasst ist und insbesondere die Kontur des Querschnittsprofils des Hohlraums im Wesentlichen der Kontur des Außenprofils des Abdeckmittels folgt. Die Anpassung kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Querschnittsprofil der Krümmung des Außenprofils folgt und/oder der Form des Außenprofils im Wesentlichen entspricht und lediglich einen geringeren Querschnitt aufweist. Weiter kann es möglich sein, dass die Anpassung derart erfolgt, dass bei gegebenem und vorbestimmtem Hohlraumvolumen eine maximale Wanddicke, das heißt insbesondere ein maximaler Abstand zwischen dem Querschnittsprofil des Hohlraums und dem Außenprofil des Abdeckmittels, im Wesentlichen erzielt wird. Sowohl das Querschnittsprofil des Hohlraums als auch das Außenprofil sind dabei Profile des Abdeckmittels beziehungsweise der Wandung in einer Schnittansicht orthogonal zur Längsrichtung des Abdeckmittels. Dabei ist das Querschnittsprofil des Hohlraums insbesondere das innere Profil der Wandung des Abdeckmittels (angrenzend am Hohlraum) und das Außenprofil das äußere Profil der Wandung des Abdeckmittels. Die Erzielung einer maximalen und/oder erhöhten Wandstärke, das heißt Wanddicke der Wandung des Abdeckmittels, kann dabei ebenfalls als Verstärkungsmittel zur Erhöhung der Steifigkeit aufgefasst werden.
Vorteilhafterweise kann bei der Erfindung vorgesehen sein, dass eine Querschnittsfläche des Hohlraums, insbesondere in einer Schnittebene orthogonal zur Längsrichtung des Abdeckmittels, zumindest dem 0,3-fachen einer Abdeckmittel-Querschnittsfläche eines Außenprofils des Abdeckmittels, insbesondere in dieser Schnittebene, entspricht. Auch kann es möglich sein, dass die Querschnittsfläche des Hohlraums zumindest dem 0,5-Fachen und/oder zumindest dem 0,7-Fachen und/oder dem 0,8-Fachen der Abdeckmittel-Querschnittsfläche des Außenprofils des Abdeckmittels entspricht. Somit kann durch eine geometrische Anpassung des Hohlraums die Belastbarkeit des Abdeckmittels beziehungsweise des Abdeckelements erhöht werden.
Vorteilhafterweise kann bei der Erfindung vorgesehen sein, dass der Hohlraum ein im Wesentlichen rundes und/oder zumindest an einer Seite konvexes und/oder im Wesentlichen symmetrisches und/oder zumindest viereckiges oder mehreckiges Querschnittsprofil aufweist. Weiter ist es auch denkbar, dass das Außenprofil des Abdeckmittels entsprechend ausgestaltet ist und/oder ein im Wesentlichen rundes und/oder zumindest an einer Seite konvexes und/oder im Wesentlichen symmetrisches und/oder zumindest viereckiges oder mehreckiges Querschnittsprofil aufweist. Hierdurch wird beispielsweise die Torsionssteifigkeit verbessert und durch die Anpassung des Außenprofils zudem die aerodynamischen Eigenschaften des Abdeckelements optimiert.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist eine Luftklappenvorrichtung zum Regulieren einer Luftströmung zu einer Kühlervorrichtung eines Fahrzeuges. Hierbei ist vorgesehen, dass die Luftströmung durch zumindest eine Durchtrittsöffnung auf die Kühlervorrichtung leitbar ist. Die Luftklappenvorrichtung umfasst insbesondere wenigstens einen Träger, und zumindest ein Abdeckelement mit zumindest einem Abdeckmittel zum zumindest teilweisen Verschließen der Durchtrittsöffnung der Luftströmung in einer Schließstellung, undzumindest ein mit dem Abdeckmittel verbundenes Lagerelement zur beweglichen Lagerung des Abdeckmittels in dem Träger, wobei das Abdeckmittel derart durch das zumindest eine Lagerelement in dem Träger gelagert ist, dass das Abdeckmittel in die Schließstellung und in eine Offenstellung zur zumindest teilweisen Freigabe der Durchtrittsöffnung bewegbar ist, und das Abdeckmittel zumindest einen Hohlraum als Verstärkungsmittel zur Erhöhung der Stabilität und/oder Steifigkeit des Abdeckmittels aufweist, wobei das Hohlraumvolumen zumindest dem 0,4-fachen des Gesamtvolumens des Abdeckmittels entspricht. Damit bringt die erfindungsgemäße Luftklappenvorrichtung die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Abdeckelement beschrieben worden sind. Zudem kann die erfindungsgemäße Luftklappenvorrichtung ein erfindungsgemäßes Abdeckelement aufweisen.
In einer weiteren Möglichkeit kann vorgesehen sein, dass die Abdeckelemente im Träger vertikalstützenfrei gelagert und/oder gestützt sind, insbesondere derart, dass ausschließlich eine Lagerung und/oder Stützung horizontal in Längsrichtung durch die Lagerelemente im Träger erfolgt. Da eine Nutzung von vertikalen Stützen aufgrund der erhöhten Steifigkeit der Abdeckelemente nicht notwendig ist, kann somit Bauraum gespart werden und die Komplexität der Luftklappenvorrichtung verringert werden. Somit ist denkbar, dass ausschließlich Lageraufnahmen am Träger zur beweglichen Lagerung und/oder zur drehbaren Lagerung der Abdeckelemente im Träger vorgesehen sind. Die Luftklappenvorrichtung ist insbesondere derart in einem Fahrzeug anordenbar und/oder befestigbar, insbesondere in einem Frontendmodul des Fahrzeuges, dass die Abdeckelemente, insbesondere eine Abdeckfläche der Abdeckmittel, in der Schließstellung im Wesentlichen parallel zur Durchtrittsöffnung und/oder zum Kühlergrill angeordnet sind und/oder die Längsrichtung der Abdeckmittel parallel zum Kühlergrill und/oder zum Kühler verlaufen. Die Luftklappenvorrichtung ist vorzugsweise zwischen dem Kühlergrill und dem Kühler (zum Beispiel zur Motorkühlung) des Fahrzeuges angeordnet.
Weiter ist es denkbar, dass der Träger der erfindungsgemäßen Luftklappenvorrichtung zur Aufnahme eines Aktuators zum Antrieb und/oder zum Bewegen der Abdeckelemente in die Schließstellung und in die Offenstellung ausgeführt ist. Der Aktuator kann beispielsweise einen Motor und/oder eine Antriebswelle und/oder Verbindungselemente zur Übertragung einer Bewegung, insbesondere Drehbewegung, an die Abdeckelemente aufweisen. Hierdurch kann eine Drehbewegung der drehbar gelagerten Abdeckelemente durchgeführt werden. Dabei kann es vorgesehen sein, dass der Aktuator mittig im Träger zwischen linksseitigen und rechtsseitigen Abdeckelementen angeordnet und mit den Abdeckelementen insbesondere beidseitig verbunden ist. Hierdurch kann eine zuverlässige Bewegung der Abdeckelemente ermöglicht werden.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Herstellungsverfahren für ein Abdeckelement mit zumindest einem Abdeckmittel zum Regulieren einer Luftströmung zu einer Kühlervorrichtung eines Fahrzeuges, wobei die folgenden Schritte, insbesondere nacheinander, durchgeführt werden:

a) Einspritzen einer Spritzguss-Schmelze in eine an die Geometrie des Abdeckmittels angepasste Form.
b) Injizieren eines Mediums in die Form, derart, dass ein Kernbereich der Spritzguss-Schmelze zur Ausbildung zumindest eines Hohlraums als Verstärkungsmittel zur Erhöhung der Stabilität und/oder Steifigkeit des Abdeckmittels durch das Medium ausgeräumt wird.

Das Herstellungsverfahren dient somit insbesondere zur Herstellung des Hohlraums, insbesondere eines Hohlkammerprofils des Abdeckmittels, zur Verbesserung der Stabilitätseigenschaften des Abdeckelements. Damit bringt das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Abdeckelement und/oder eine erfindungsgemäße Luftklappenvorrichtung beschrieben worden sind. Außerdem kann es vorgesehen sein, dass gemäß dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren eine erfindungsgemäße Luftklappenvorrichtung und/oder ein erfindungsgemäßes Abdeckelement hergestellt werden.
Außerdem kann es im Rahmen der Erfindung von Vorteil sein, dass zur Herstellung des Abdeckelement und/oder zur Ausbildung des zumindest einen Hohlraums eine Gas-Injektionstechnologie oder eine Wasser- Injektionstechnologie oder eine Projektil-Injektionstechnologie zum Einsatz kommt, wobei insbesondere für das Medium Gas oder Wasser verwendet wird. Hierbei wird insbesondere nach dem Einspritzen der Spritzguss-Schmelze und nach einem ersten Erstarren der Schmelze an der Form, insbesondere einer gekühlten Werkzeugform, der zentrale Kernbereich des Bauteils durch das Medium ausgeräumt. Dies erfolgt vorzugsweise durch einen hohen Druck, sodass ein Hohlprofil mit einem hohen Widerstandsmoment erzeugt werden kann.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
1 eine schematische perspektivische Ansicht auf zumindest ein erfindungsgemäßes Abdeckelement,
2 eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Luftklappenvorrichtung,
3 eine schematische perspektivische Ansicht auf eine erfindungsgemäße Luftklappenvorrichtung mit erfindungsgemäßen Abdeckelementen,
4 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Abdeckelements,
5 eine schematische Schnittansicht des erfindungsgemäßen Abdeckelements,
6 eine schematische Ansicht auf zwei benachbart angeordnete erfindungsgemäße Abdeckelemente,
7 eine schematische Schnittansicht auf die zwei erfindungsgemäße Abdeckelemente,
8, 9 schematische Schnittansichten eines erfindungsgemäßen Abdeckelements,
10 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Abdeckelements in einer Schließstellung,
11 eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Abdeckelements in einer zumindest teilweisen Offenstellung,
12 bis 18 schematische Schnittansichten eines erfindungsgemäßen Abdeckelements,
19 eine schematische Darstellung zur Visualisierung eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens.
In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.
1 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht auf zwei erfindungsgemäße Abdeckelemente 100, das heißt ein erstes Abdeckelement 101 und ein zweites Abdeckelement 102. Dabei unterscheiden sich die dargestellten Abdeckelemente 100 lediglich geringfügig aufgrund ihrer geometrischen Ausgestaltung sowie aufgrund unterschiedlicher Lagerelemente 120. Das erfindungsgemäße Abdeckelement 100 umfasst ein Abdeckmittel 110. Das Abdeckmittel 110 ist dazu geeignet, eine Durchtrittsöffnung 10 derart zu verschließen, dass eine Luftströmung 4 durch die Durchtrittsöffnung 10 verhindert ist. Daher ist das Abdeckmittel 110 insbesondere aus einem luftundurchlässigen und/oder gasdichten und/oder festen Material ausgebildet. Damit das Abdeckmittel 110 von einer Schließstellung II in eine Offenstellung I bewegt werden kann, umfasst das Abdeckelement 100 zudem die Lagerelemente 120. Diese sind vorzugsweise auf gegenüberliegenden Seiten des Abdeckmittels 110 angeordnet, derart, dass eine drehbare Lagerung in einem Träger 50 einer erfindungsgemäßen Luftklappenvorrichtung 20 möglich ist. Weiter ist in 1 erkennbar, dass das Abdeckmittel 110 eine Länge L in Längsrichtung LR aufweist, die größer als eine maximale Abmessung orthogonal zur Länge L des Abdeckmittels 110 ist. Somit entspricht die Länge L der größten Abmessung des Abdeckmittels 110 insgesamt oder in Längsrichtung LR, wobei die größte Abmessung des Abdeckmittels 110 orthogonal zur Länge L die Höhe H in Höhenrichtung HR ist. In 1 sind zudem die kartesischen, das heißt orthogonal zueinander stehenden Richtungen, das heißt die Längsrichtung LR, die Höhenrichtung HR und eine Breitenrichtung BR durch drei Pfeile dargestellt.
2 zeigt schematisch die Anordnung einer erfindungsgemäßen Luftklappenvorrichtung 20 in einem Fahrzeug 1. Dabei kann die Luftklappenvorrichtung 20 insbesondere hinter einem Kühlergrill des Fahrzeuges 1 angeordnet sein, wobei der Kühlergrill insbesondere die Durchtrittsöffnung 10 bildet. Alternativ oder zusätzlich kann ggf. auch der Bereich zwischen den Abdeckelementen 100 der Luftklappenvorrichtung 20 in der Offenstellung I als Durchtrittsöffnung 10 aufgefasst werden. Weiter ist die Luftklappenvorrichtung 20 derart im Fahrzeug 1 angeordnet, dass in einer Offenstellung I die Luftströmung 4 zumindest teilweise auf eine Kühlervorrichtung 2 des Fahrzeuges 1 geleitet werden kann. Wie in 3 dargestellt ist, sind zur Bewegung in die Schließstellung II und in die Offenstellung I die Abdeckelemente 100 derart in einem Träger 50 der Luftklappenvorrichtung 20 gelagert, dass eine Drehbewegung der Abdeckelemente 100 in dem Träger 50 um eine Längsachse der Abdeckelemente 100 in Längsrichtung LR möglich ist. Dabei sind vorzugsweise mehrere, das heißt zumindest zwei und/oder zumindest vier und/oder zumindest zehn Abdeckelemente 100 in dem Träger 50 angeordnet, um in der Schließstellung II die Durchtrittsöffnung 10 möglichst großflächig zu verschließen. Zur beweglichen Lagerung weist der Träger 50 insbesondere für jedes Abdeckelement 100 zumindest zwei Lageraufnahmen 51 auf. Die Lageraufnahmen 51 können beispielsweise als Ausnehmung oder als Lagerzapfen oder dergleichen ausgebildet sein. Dabei ist es lediglich entscheidend, dass die Lageraufnahmen 51 komplementär zu den Lagerelementen 120 des Abdeckelements 100 ausgebildet sind, um eine Zusammenwirkung mit den Lagerelementen 120 zur beweglichen Lagerung zu ermöglichen. Weiter ist es auch denkbar, dass unterschiedlich ausgebildete Lagerelemente 120, wie in 1 dargestellt ist, und selbstverständlich auch unterschiedliche Lageraufnahmen 51 am Träger 50 vorgesehen sind. In 3 ist die Schließstellung II dargestellt, und es ist deutlich zu sehen, dass die Abdeckmittel 110 zum Verschließen der Durchtrittsöffnung 10 in der Schließstellung II derart ausgerichtet sind, dass die Höhe H in Höhenrichtung HR der Abdeckelemente 100 parallel zur Durchtrittsöffnung 10 angeordnet ist.
4 zeigt ein Abdeckelement 100, wobei die geometrischen Abmessungen eines Abdeckmittels 110 des Abdeckelements 100 gekennzeichnet sind. Das Abdeckmittel 110 weist ggf. die größte Abmessung, das heißt eine Länge L, in Längsrichtung LR auf. Vorzugsweise weist das Abdeckelement 100 eine Drehachse in Längsrichtung LR auf, wobei bevorzugt auf dieser Drehachse auch zumindest zwei Lagerelemente 120 angeordnet und mit dem Abdeckmittel 110 verbunden sind. Hierdurch wird es ermöglicht, dass die Lagerelemente 120 eine drehbare Lagerung um die Drehachse erlauben, wenn das Abdeckelement 100 in einem Träger 50 einer Luftklappenvorrichtung 20 gelagert ist. Die Lagerung im Träger 50 erfolgt dabei in einer Weise, dass das Abdeckmittel 110 in eine Schließstellung II und in eine Offenstellung I bewegbar ist. In der Schließstellung II ist zum Verschließen einer Durchtrittsöffnung 10 einer Luftströmung 4 das Abdeckmittel 110 vorzugsweise derart angeordnet, dass sich die größte Fläche, das heißt die Abdeckfläche, des Abdeckmittels 110 im Wesentlichen parallel zur Durchtrittsöffnung 10 erstreckt und somit den Querschnitt der Durchtrittsöffnung 10 verringert. Wie in 4 zu sehen ist, wird die Abdeckfläche des Abdeckmittels 110 durch die Länge L und durch eine Höhe H des Abdeckmittels 110 definiert (die Abdeckfläche entspricht somit im Wesentlichen der Höhe H multipliziert mit der Länge L). Die Höhe H ist dabei als die größte Abmessung des Abdeckmittels 110 in den Richtungen orthogonal zur Längsrichtung LR definiert. Die Höhe H entspricht somit der größten Abmessung des Abdeckmittels 110 orthogonal zur Länge L, wobei die Länge L größer und zum Beispiel wenigstens dem Dreifachen der Höhe H entspricht.
In 5 ist eine Schnittansicht des Abdeckelements 100 gezeigt, wobei ein Schnitt durch eine in 4 gekennzeichnete Ebene A-A dargestellt ist. Dabei ist eine Breite B des Abdeckmittels 110 gezeigt, welche sich in Breitenrichtung BR sowohl orthogonal zur Höhe H als auch zur Länge L erstreckt. Im Vergleich zur in 4 gezeigten Ansicht des Abdeckelements 100 ist die Darstellung in 5 wesentlich vergrößert, sodass die Breite B tatsächlich wesentlich kleiner als die Höhe H ist. In der Offenstellung I erstreckt sich die Fläche, welche durch die Höhe H und die Länge L gebildet ist, zum Beispiel im Wesentlichen parallel zum Fahrzeugboden und/oder parallel zur Strömungsrichtung der Luftströmung 4. In diesem Fall erstreckt sich eine Breitenfläche, welche durch die Breite B und die Länge L gebildet wird, im Wesentlichen parallel zur Durchtrittsöffnung 10 (d. h. dem Strömungsquerschnitt bzw. parallel zur Fahrzeughochachse) und bildet somit einen Widerstand für die Luftströmung 4. Um diesen Widerstand möglichst klein zu halten, weist die geometrische Ausbildung des Abdeckmittels 110 in Breitenrichtung BR insbesondere eine aerodynamisch vorteilhafte Ausgestaltung auf. Dies kann beispielsweise durch eine in Höhenrichtung HR abnehmende Erstreckung in Breitenrichtung BR erfolgen. Die Breite B entspricht dabei der maximalen Erstreckung des Abdeckmittels 110 in Breitenrichtung BR.
In 6 ist eine weitere Ansicht auf das Abdeckelement 100 gezeigt, wobei zwei benachbarte Abdeckelemente 100 dargestellt sind. Dabei ist die Höhe H, die Länge L, die Höhenrichtung HR und die Längsrichtung LR in der Darstellung gekennzeichnet, sodass auch hier wie in 4 eine Draufsicht auf die maximale Fläche des Abdeckmittels 110 gezeigt wird.
In 7 ist eine Schnittansicht entlang der in 6 gekennzeichneten Linie C-C dargestellt. Es ist ein Außenprofil 111 und eine Querschnittsfläche 112 beider in 6 gezeigten Abdeckmittel 110 in 7 zu sehen. Sowohl bei dem unteren ersten Abdeckelement 101 als auch bei dem davon benachbart angeordneten oberen zweiten Abdeckelement 102 kann es sich um ein erfindungsgemäßes Abdeckelement 100 handeln. Dabei ist es denkbar, dass das untere erste Abdeckelement 101 eine geringfügig unterschiedliche Ausgestaltung zum oberen zweiten Abdeckelement 102 aufweist. Beispielsweise weist das zweite Abdeckelement 102 eine geringere Höhe H als das erste Abdeckelement 101 auf. Beide Abdeckelemente 100 umfassen eine Wandung 130, welche beispielsweise aus einem festen, luftundurchlässigen Material gebildet ist. Die Wandung 130 bildet dabei vorzugsweise einen Hohlraum 141, wobei in der Schnittansicht in 7 ein Querschnittsprofil 142 des Hohlraums 141 erkennbar ist. Um eine zuverlässige Abdeckung der Durchtrittsöffnung 10 in der Schließstellung II zu bewirken, weisen die Abdeckelemente 100 zumindest eine Kontaktfläche 115 auf. Die Kontaktfläche 115 ist dabei beispielsweise eine erste Außenfläche des ersten Abdeckelements 101 und/oder eine zweite Außenfläche des zweiten Abdeckelements 102, an welcher das erste Abdeckelement 101 das zweite Abdeckelement 102 in der Schließstellung II kontaktiert. Bei der Bewegung in die Offenstellung I wird diese Kontaktierung vorzugsweise aufgehoben. An dieser Kontaktfläche 115 erfolgt eine Kontaktierung der Abdeckmittel 110 beziehungsweise der Wandung 130 der jeweiligen Abdeckelemente 100 in der Schließstellung II, insbesondere derart, dass eine Überlappung der Abdeckmittel 110 der jeweiligen Abdeckelemente 100 erfolgt. Es ist dabei denkbar, dass die Kontaktfläche 115 als Verstärkungsmittel 140 dient, um die Stabilität und/oder die Steifigkeit des Abdeckmittels 110 zu gewährleisten.
Die 8 und 9 zeigen ebenfalls eine Schnittansicht durch die in 6 gekennzeichnete Ebene C-C. Dabei erstreckt sich orthogonal zur Ebene C-C dieser Schnittansicht die Längsrichtung LR beziehungsweise die Länge L des Abdeckmittels 110. Weiter ist erkennbar, dass orthogonal zur Länge L die größte Abmessung des Abdeckmittels 110 eine Höhe H des Abdeckmittels 110 ist. Die Höhe H entspricht dabei der größten Abmessung des Abdeckmittels 110 in der Höhenrichtung HR des Abdeckmittels 110. Orthogonal zur Länge L und zur Höhe H erstreckt sich die Breite B, welche die größte Abmessung des Abdeckmittels 110 in Breitenrichtung BR ist. Dabei ist es denkbar, dass das Abdeckmittel 110 keinerlei Hohlraum 141 aufweist. In diesem Fall entspricht die Breite B einer Wanddicke WD. Dies ist entsprechend in den 12 und 13 dargestellt. In den 8 und 9 ist allerdings ein Hohlraum 141 vorgesehen, welcher ein Querschnittsprofil 142 und eine durch eine gestrichelte Linie gezeigte Querschnittsfläche 143 aufweist. Die Wanddicke WD der Wandung 130 des Abdeckmittels 110 ist in 8 und 9 rein schematisch gekennzeichnet und ist z. B. als die durchschnittliche oder maximale oder minimale Dicke der Wandung 130 orthogonal zur Längsrichtung LR, d. h. in der gezeigten Schnittebene, definiert. Weiter ist in 8 ein Außenprofil 111 des Abdeckmittels 110 durch eine gepunktete Linie dargestellt. Die von dem Außenprofil 111 definierte Fläche entspricht dabei der in 9 gezeigten Querschnittsfläche 112 des Abdeckmittels 110. Die Querschnittsfläche 112 des Abdeckmittels 110 umfasst dabei sowohl die Querschnittsfläche 143 des Hohlraums 141 als auch die nicht gekennzeichnete Querschnittsfläche der Wandung 130. Wie hier zu sehen ist, ist das Querschnittsprofil 142 des Hohlraums 141 im Wesentlichen dem Außenprofil 111 des Abdeckmittels 110 angepasst beziehungsweise folgt der Kontur entsprechend.
In den 10 und 11 ist ebenfalls eine Schnittansicht durch zwei Abdeckmittel 110 gezeigt, wobei eine Anordnung der Abdeckmittel 110 in der Schließstellung II in 10 und in der Offenstellung I in 11 dargestellt ist. Dabei ist erkennbar, dass durch die Abdeckmittel 110 eine Durchtrittsöffnung 10 derart in der Schließstellung II verschlossen wird, dass ein Durchtritt einer Luftströmung 4 zu einer Kühlervorrichtung 2 verhindert ist. Dagegen wird, wie in 11 dargestellt ist, das zumindest eine Abdeckmittel 110 in der Offenstellung I derart bewegt, dass die Luftströmung 4 durch die Durchtrittsöffnung 10 hindurchtreten und zur Kühlervorrichtung 2 gelangen kann.
Die 14 bis 18 zeigen verschiedene Ausführungsvarianten eines erfindungsgemäßen Abdeckelements 100. Dabei weist das Abdeckmittel 110 sowohl eine erste Wandung 131 mit einem ersten Profil 133a und eine, insbesondere separat davon ausgebildete, zweite Wandung 132 mit einem zweiten Profil 133b auf. Alternativ ist es denkbar, dass die erste Wandung 131 monolithisch, d. h. insbesondere einteilig, und/oder materialeinheitlich mit der zweiten Wandung 132 ein gemeinsames Bauteil bildet. Das Profil 133 der Wandung 130, das heißt auch das erste Profil 133a der ersten Wandung 131 und das zweite Profil 133b der zweiten Wandung 132, betrifft dabei das Querschnittsprofil der Wandung 130 in der in den 14 bis 18 gezeigten Schnittansicht orthogonal zur Längsrichtung LR. Diese Schnittansicht entspricht weiter einem Schnitt durch die Ebene C-C, welche in 6 gekennzeichnet ist.
Durch das in 14 gezeigte Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Abdeckelement 100 wird deutlich, dass das integrierte Verstärkungsmittel 140 sowohl eine Verstärkung einer ersten Wanddicke WD1 der ersten Wandung 131, eine Verstärkung einer zweiten Wanddicke WD2 der zweiten Wandung 132 als auch eine Verbindungsstelle 134, insbesondere Fügestelle 134, an zumindest einer Wandung 130 umfassen kann. Das integrierte Verstärkungsmittel 140 kann dabei vorzugsweise ausschließlich Mittel umfassen, welche durch das Abdeckmittel 110 und/oder durch zumindest einen Teilbereich der Wandung 130 des Abdeckmittels 110 gebildet werden. Das Verstärkungsmittel 140 ist dabei im Abdeckmittel 110 integriert, das heißt wird zum Beispiel durch das Material des Abdeckmittels 110 und/oder der Wandung 130 gebildet. Optional ist es auch denkbar, dass eine Integration des Verstärkungsmittels 140, zum Beispiel eines Hohlraums 141, dadurch entsteht, dass die Wandung 130 entsprechend geometrisch ausgestaltet wird. So ist beispielsweise in 15 ein wenigstens teilweise rechteckiger in der Wandung 130 integrierter Hohlraum 141 gezeigt. In 15 ist die zweite Wanddicke WD2, d. h. eine Dicke im Bereich der zweiten Wandung 132, größer als die erste Wanddicke WD1, d. h. eine Dicke im Bereich der ersten Wandung 131. Eine ähnliche geometrische Ausbildung weist das Abdeckmittel 110 in 18 auf, wobei hier die erste Wanddicke WD1 der ersten Wandung 131 größer ist als die zweite Wanddicke WD2 der zweiten Wandung 132. In 16 sind mehrere Hohlräume 141 vorgesehen, welche beispielsweise als Hohlraumkammern 141 und/oder als Hohlraumkanäle 141 ausgebildet sind. Auch diese Hohlraumkanäle 141, beziehungsweise Hohlraumkammern 141, können insbesondere als Verstärkungsmittel 140 aufgefasst werden, welches im Abdeckmittel 110 integriert ist. Dagegen weist das Abdeckmittel 110, welches in 17 dargestellt ist, lediglich eine erhöhte Wanddicke WD als Verstärkungsmittel 140 auf.
Weiter ist in 17 zudem erkennbar, dass der Hohlraum 141 einseitig ein wellenförmiges Querschnittsprofil 142 aufweist und die zweite Wandung 132 ein wellenförmiges zweites Profil 133b hat. In 16 ist dagegen das Querschnittsprofil 142 des Hohlraums 141 bzw. der drei Hohlräume 141 rund, insbesondere kreisförmig, und das zweite (und damit äußere) Profil 133b der zweiten Wandung 132 wellenförmig ausgebildet. In 18 weist der Hohlraum 141 ein Querschnittsprofil 142 mit abgerundeten Ecken auf. Dagegen ist das äußere zweite Profil 133b der zweiten Wandung 132 rechteckig ausgebildet. In 14 ist das erste Profil 133a der ersten Wandung 131 konvex nach außen und das zweite Profil 133b der zweiten Wandung 132 ebenfalls konvex (nach außen) gekrümmt. Dabei ist der Krümmungsradius des zweiten Profils 133b deutlich höher als der Krümmungsradius des ersten Profils 133a. In 15 weist das Querschnittsprofil 142 des Hohlraums 141 eine rechteckige Ausgestaltung auf, welche allerdings nur auf der Seite der zweiten Wandung 132 ausgebildet ist. Das Querschnittsprofil 142 des Hohlraums 141 ist auf der Seite der zweiten Wandung 132 daher auch dem zweiten Profil 133b, insbesondere einem rechteckigen Profil, der zweiten Wandung 132 angepasst. Gleiches gilt für das Querschnittsprofil 142 des Hohlraums 141 auf der Seite der ersten Wandung 131, welches dem ersten Profil 133a der ersten Wandung 131 angepasst ist. Somit ist in dieser Schnittansicht orthogonal zur Längsrichtung LR das Querschnittsprofil 142 des Hohlraums 141 des Abdeckmittels 110 dem Außenprofil 111 des Abdeckmittels 110 vollständig angepasst.
Weiter ist in den 16 und 18 erkennbar, dass die Wandung 130 des Abdeckmittels 110 materialeinheitlich und/oder einstückig ist und somit insbesondere sämtliche Wandungen 130 ein monolithisches Bauteil bilden. Dagegen ist in 17 eine erste Wandung 131 separat von einer zweiten Wandung 132 ausgebildet, sodass eine Befestigung der zweiten Wandung 132 an die erste Wandung 131 zum Beispiel an einer Verbindungsstelle 134 erfolgen muss.
In 19 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren 500 visualisiert. Gemäß einem ersten Verfahrensschritt 501 wird dabei eine Form 520 bereitgestellt. Gemäß einem zweiten Verfahrensschritt 502 erfolgt ein Einspritzen einer Spritzguss-Schmelze 510 in die insbesondere an die Geometrie des Abdeckmittels 110 angepasste Form 520. Gemäß einem dritten Verfahrensschritt 503 erfolgt ein Injizieren eines Mediums 530 in die Form 520 derart, dass ein Kernbereich der Spritzguss-Schmelze 510 zur Ausbildung zumindest eines Hohlraums 141 als Verstärkungsmittel 140 zur Erhöhung der Stabilität und/oder Steifigkeit des Abdeckmittels 110 durch das Medium ausgeräumt wird.
Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Kühlervorrichtung
4: Luftströmung
10: Durchtrittsöffnung
20: Luftklappenvorrichtung
50: Träger
51: Lageraufnahme
100: Abdeckelement
101: erstes Abdeckelement
102: zweites Abdeckelement
110: Abdeckmittel
111: Außenprofil von 110
112: Abdeckmittel-Querschnittsfläche von 110
115: Kontaktfläche
120: Lagerelemente
130: Wandung
131: erste Wandung
132: zweite Wandung
133: Profil, Krümmung
133a: erstes Profil
133b: zweites Profil
134: Verbindungsstelle, Fügestelle
140: Verstärkungsmittel
141: Hohlraum
142: Querschnittsprofil von 141
143: Querschnittsfläche von 141
500: Herstellungsverfahren
501: Erster Verfahrensschritt
502: Zweiter Verfahrensschritt
503: Dritter Verfahrensschritt
510: Schmelze
520: Form
530: Medium
H: Höhe
B: Breite
L: Länge
LR: Längsrichtung
HR: Höhenrichtung
BR: Breitenrichtung
WD: Wanddicke
WD1: erste Wanddicke der ersten Wandung
WD2: zweite Wanddicke der zweiten Wandung
I: Offenstellung
II: Schließstellung

Claims

Abdeckelement (100) zum Regulieren einer Luftströmung (4) zu einer Kühlervorrichtung (2) eines Fahrzeuges (1), aufweisend zumindest ein Abdeckmittel (110) zum zumindest teilweisen Verschließen einer Durchtrittsöffnung (10) der Luftströmung (4) in einer Schließstellung (II), und zumindest ein mit dem Abdeckmittel (110) verbundenes Lagerelement (120) zur beweglichen Lagerung des Abdeckmittels (110), wobei das Abdeckmittel (110) derart durch das zumindest eine Lagerelement (120) lagerbar ist, dass das Abdeckmittel (110) in die Schließstellung (II) und in eine Offenstellung (I) zur zumindest teilweisen Freigabe der Durchtrittsöffnung (10) bewegbar ist, und das Abdeckmittel (110) zumindest einen Hohlraum (141) als Verstärkungsmittel (140) zur Erhöhung der Stabilität und/oder Steifigkeit des Abdeckmittels (110) aufweist, wobei das Hohlraumvolumen zumindest dem 0,4-fachen des Gesamtvolumens des Abdeckmittels (110) entspricht.
Abdeckelement (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckmittel (110) zumindest zwei Wandungen (131, 132) aufweist, welche einstückig ein gemeinsames, insbesondere monolithisches Teil bilden oder separat voneinander ausgebildet sind, wobei die Wandungen (131, 132) den Hohlraum (141), insbesondere in Breitenrichtung (BR) und Höhenrichtung (HR) vollständig, umschließen.
Abdeckelement (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (141) sich in Längsrichtung (LR) des Abdeckmittels kontinuierlich als Hohlraumkanal (141) erstreckt, wobei das Abdeckmittel (110) bevorzugt ausschließlich einen oder zumindest zwei oder zumindest drei separate Hohlraumkanäle aufweist.
Abdeckelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckmittel (110) einstückig und/oder einteilig derart ausgebildet ist, dass eine Wandung (130) des Abdeckmittels (110) den zumindest einen Hohlraum (141) als einen steifen Hohlraumkanal (141) innerhalb des Abdeckmittels (110) ausbildet.
Abdeckelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine maximale Abmessung des Hohlraums (141) in einer Breitenrichtung (BR) des Abdeckmittels (110) wenigstens dem 0,2 bis 0,8-fachen, insbesondere 0,5-fachen einer Breite (B) des Abdeckmittels (110) entspricht und/oder die maximale Abmessung des Hohlraums (141) in einer Höhenrichtung (HR) des Abdeckmittels (110) wenigstens dem 0,2 bis 0,8-fachen, insbesondere 0,5-fachen einer Höhe (H) des Abdeckmittels (110) entspricht.
Abdeckelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlraumvolumen zumindest das 0,4-fachen bis 0,9-fachen, vorzugsweise das 0,5-fachen bis 0,8-fachen, des Gesamtvolumens des Abdeckmittels (110) bildet.
Abdeckelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Querschnittsprofil (142) des Hohlraums (141) im Wesentlichen dem Außenprofil (111) des Abdeckmittels (110) angepasst ist.
Abdeckelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Querschnittsfläche (143) des Hohlraums (141), insbesondere in einer Schnittebene orthogonal zur Längsrichtung (LR) des Abdeckmittels (110), zumindest dem 0,3-fachen einer Abdeckmittel-Querschnittsfläche (112) eines Außenprofils (111) des Abdeckmittels (110), insbesondere in dieser Schnittebene, entspricht.
Abdeckelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (141) ein im Wesentlichen rundes und/oder zumindest an einer Seite konvexes und/oder im Wesentlichen symmetrisches und/oder zumindest viereckiges oder mehreckiges Querschnittsprofil (142) aufweist.
Luftklappenvorrichtung (20) zum Regulieren einer Luftströmung (4) zu einer Kühlervorrichtung (2) eines Fahrzeuges (1), wobei die Luftströmung (4) durch zumindest eine Durchtrittsöffnung (10) auf die Kühlervorrichtung (2) leitbar ist, aufweisend einen Träger (50), und zumindest ein Abdeckelement (100) mit zumindest einem Abdeckmittel (110) zum zumindest teilweisen Verschließen der Durchtrittsöffnung (10) der Luftströmung (4) in einer Schließstellung (II), und zumindest ein mit dem Abdeckmittel (110) verbundenes Lagerelement (120) zur beweglichen Lagerung des Abdeckmittels (110) in dem Träger (50), wobei das Abdeckmittel (110) derart durch das zumindest eine Lagerelement (120) in dem Träger (50) gelagert ist, dass das Abdeckmittel (110) in die Schließstellung (II) und in eine Offenstellung (I) zur zumindest teilweisen Freigabe der Durchtrittsöffnung (10) bewegbar ist, und das Abdeckmittel (110) zumindest einen Hohlraum (141) als Verstärkungsmittel (140) zur Erhöhung der Stabilität und/oder Steifigkeit des Abdeckmittels (110) aufweist, wobei das Hohlraumvolumen zumindest dem 0,4-fachen des Gesamtvolumens des Abdeckmittels (110) entspricht.
Luftklappenvorrichtung (20) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Abdeckelement (100) im Träger (50) vertikalstützenfrei gelagert und/oder gestützt ist, insbesondere derart, dass ausschließlich eine Lagerung und/oder Stützung horizontal in Längsrichtung (LR) durch das zumindest eine Lagerelement (120) im Träger (50) erfolgt.
Luftklappenvorrichtung (20) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Abdeckelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 vorgesehen ist.
Herstellungsverfahren (500) für ein Abdeckelement (100) mit zumindest einem Abdeckmittel (110) zum Regulieren einer Luftströmung (4) zu einer Kühlervorrichtung (2) eines Fahrzeuges (1) gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: a) Einspritzen einer Spritzguss-Schmelze (510) in eine an die Geometrie des Abdeckmittels (110) angepasste Form (520), b) Injizieren eines Mediums (530) in die Form (520), derart, dass ein Kernbereich der Spritzguss-Schmelze (510) zur Ausbildung zumindest eines Hohlraums (141) als Verstärkungsmittel (140) zur Erhöhung der Stabilität und/oder Steifigkeit des Abdeckmittels (110) durch das Medium ausgeräumt wird.
Herstellungsverfahren (500) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung des Abdeckelement (110) und/oder zur Ausbildung des zumindest einen Hohlraums (141) eine Gas-Injektionstechnologie oder eine Wasser-Injektionstechnologie oder eine Projektil-Injektionstechnologie zum Einsatz kommt, wobei insbesondere für das Medium (530) Gas oder Wasser verwendet wird.
Herstellungsverfahren (500) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abdeckelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und/oder eine Luftklappenvorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 10 bis 12 hergestellt wird.