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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern von Durchströmöffnungen in Lüftungsgittern von Kraftfahrzeugen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Vorrichtungen, die im Bereich der Fahrzeugaußenhaut angeordnet sind. Als Fahrzeugaußenhaut werden dabei alle von außen sichtbaren und somit designrelevanten Flächen des Kraftfahrzeugs bezeichnet. Mit den nachfolgend auch verwendeten Bezeichnungen Fahrzeugstrak oder Strakflächen sind diese Flächen gemeint.
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DE 10 2008 006 020 A1 ist eine Vorrichtung zum Steuern von Durchströmöffnungen in als Schutzgitter bezeichneten Lüftungsgittern bekannt, die in einer Ausführungsform die Verwendung von mit einem Druckmittel aufblasbaren elastischen Formkörpern vorschlägt und in einer anderen Ausführungsform die Verwendung von über Stellelemente verfahrbaren Lamellen.
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EP 2 583 850 B1 ist eine Gitterverschlussvorrichtung für ein Lüftungsgitter eines Kraftfahrzeuges bekannt, die mittels Drehwellen rotatorisch am Rahmen gelagerte Lamellen umfasst, welche zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung verfahrbar sind.
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DE 10 2011 015 994 B4 ist ein Fahrzeug mit einem Verschlusssystem zur Regulierung des Luftstroms durch eine als Kühlgitteröffnung bezeichnetes Lüftungsgitter bekannt, das Luftklappen umfasst, die jeweils eine mittige Drehachse und sich auf gegenüberliegenden Seiten der Drehachse erstreckende, lamellenartige Verschlusselemente umfassen.
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DE 2 114 297 A ist eine Belüftungsvorrichtung mit einem Luftaustritt bekannt, der eine Kammer aus zylindrischen Lippen bildet, wobei in der Kammer ein trommelförmiger Verteiler aufgenommen ist. Der trommelförmige Verteiler weist zwei gegenüberliegende zylindrische Segmente auf, die jeweils einen Verschluss des Luftaustritts bilden können.
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FR 2 813 245 A1 ist eine Vorrichtung zum Steuern eines Luftstroms unter einer Motorhaube bekannt, wobei die Vorrichtung einen karosseriefesten Rahmen umfasst, in dem über zwei Anbindungsstellen ein bewegliches rohrförmiges Sperrelement gelagert ist. Das rohrförmige Sperrelement weist eine Durchgangsöffnung zum Durchströmen von Luft auf, die von zwei sekantenartig ausgebildeten Sperrflächen begrenzt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Steuern der Durchströmöffnungen in Lüftungsgittern zur Verfügung zu stellen, die einfach und kostengünstig herstellbar und antreibbar ist, das Fahrzeugdesign nicht negativ beeinflusst, den Luftwiderstandsbeiwert reduziert und gleichzeitig aktuelle Fußgängerschutzanforderungen erfüllt.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Weitere praktische Ausführungsformen sind in Verbindung mit den Unteransprüchen beschrieben.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Steuern von Durchströmöffnungen in Lüftungsgittern von Kraftfahrzeugen umfasst mindestens ein verstellbares Sperrelement, das durch eine Bewegung um eine Drehachse von mindestens einer Sperrstellung in mindestens eine Öffnungsstellung verstellbar ist, wobei in der Öffnungsstellung Luft durch das Lüftungsgitter strömen kann und in der Sperrstellung die Durchströmöffnungen des Lüftungsgitters zumindest teilweise verschlossen sind. Dabei ist das Sperrelement nach Art einer um die Drehachse verschwenkbaren Sperrkeule ausgebildet, wobei die Sperrkeule mindestens eine, beabstandet zu der Drehachse angeordnete Sperrfläche zum Verschließen von Durchströmöffnungen in Sperrstellung umfasst, wobei die Sperrfläche innerhalb eines virtuellen Zylinders angeordnet ist, dessen Außenmantel durch den von der Drehachse am weitesten entfernten Punkt des Sperrelements verläuft, und wobei mindestens eine Sperrfläche zumindest teilweise sekantenartig ausgebildet ist und sich von einem ersten Umfangspunkt des virtuellen Zylinders bis zu einem zweiten Umfangspunkt des virtuellen Zylinders auf einem im Vergleich zur Umfangsverbindung verkürzten Weg erstreckt. Das Sperrelement umfasst in Richtung der Drehachse betrachtet mindestens drei Anbindungsabschnitte. Der Begriff Sperrkeule wurde verwendet, weil sich - insbesondere bei den in den Figuren gezeigten Ausführungsformen - durch die Beabstandung der Sperrfläche(n) von der Drehachse ein an eine Keule erinnerndes Gebilde ergibt. Eine sinnvolle geometrische Gestalt der Sperrkeule ergibt sich z.B. durch Rotation einer Schnittkurve, die sich aus der unteren (im Wesentlichen horizontalen) Begrenzungsfläche einer Kühlluftöffnung und einer Offsetfläche zum Fahrzeugaußenstrak ergibt, um die Drehachse. Nichtsdestotrotz soll eine Sperrkeule jede Ausbildung eines Sperrelements mit den im unabhängigen Anspruch angegebenen Merkmalen gelten, unabhängig davon, ob die durch die Merkmalskombination resultierende Geometrie tatsächlich an eine Keule erinnert. Der Begriff Sperrkeule soll insoweit nicht beschränkend für die tatsächliche Geometrie einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sein. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich einfach und kostengünstig herstellen, insbesondere als ein Kunststoffspritzgussteil. Das Sperrelement der Vorrichtung ist auch, insbesondere aufgrund der notwendigen Drehbarkeit um eine Drehachse, einfach und kostengünstig antreibbar, beispielsweise mittels eines geeigneten Antriebselements, insbesondere mittels eines Bowdenzugs ggf. in Kombination mit einem (PTC-) beheizten Dehnwachselement oder in Kombination mit einer Steilgewindemutter. Die geforderte Beabstandung der Sperrfläche(n) zur Drehachse hat den Vorteil, dass die Sperrflächen in Sperrstellung - in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs betrachtet - vor oder hinter der Drehachse anordenbar sind. Dadurch kann die Sperrfläche in Fahrzeuglängsrichtung betrachtet innerhalb des Fahrzeugs weit vorne und im Einzelfall auch innerhalb oder an der Vorderseite eines Lüftungsgitters angeordnet werden. Durch diese Maßnahme kann der Luftwiderstandsbeiwert des Kraftfahrzeugs reduziert werden. Wie in Verbindung mit den abhängigen Ansprüchen noch im Detail erläutert werden wird, kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung auch mit nur geringen Materialstärken und gleichzeitig robust ausgebildet werden, wodurch zum einen die Herstellungskosten niedrig gehalten werden und zum anderen eine erfindungsgemäße Vorrichtung einen nur geringen Widerstand für einen auf den Vorderwagen aufprallenden Fußgänger darstellt, so dass die Vorrichtung auch in Bezug auf aktuelle Fußgängerschutzanforderungen vorteilhaft ist. Es wird angemerkt, dass als Lüftungsgitter auch rahmenartige Öffnungen, insbesondere im Bereich des Vorderwagens eines Kraftfahrzeuges zu verstehen sein sollen, insbesondere wenn mehrere solcher rahmenartigen Öffnungen übereinander und/oder nebeneinander vorgesehen sind, diese rahmenartige Öffnung mindestens einen Trennsteg umfasst und/oder diese Öffnung zumindest teilweise als Luftdurchlass für zu einem Kühlelement eines Kraftfahrzeuges strömende Kühlluft genutzt wird.
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Die mindestens eine Sperrfläche ist innerhalb eines virtuellen Zylinders angeordnet, dessen Außenmantel durch den von der Drehachse am weitesten entfernten Punkt des Sperrelements verläuft, wobei mindestens eine Sperrfläche zumindest teilweise sekantenartig ausgebildet ist und sich von einem ersten Umfangspunkt des virtuellen Zylinders bis zum einem zweiten Umfangspunkt des virtuellen Zylinders auf einem im Vergleich zur Umfangsverbindung verkürzten Weg erstreckt. Vorzugsweise ist mindestens eine Sperrfläche als vollständige Sekante ausgebildet, wobei vorliegend als vollständige Sekante zum einen solche Gestaltungen gelten sollen, bei denen mindestens eine geradlinige Verbindung innerhalb einer Sperrfläche von einem ersten Umfangspunkt zu einem zweiten Umfangspunkt des virtuellen Zylinders verläuft (echte vollständige Sekante) und zum anderen solche Gestaltungen, bei denen eine strakkonforme Verbindungslinie innerhalb des virtuellen Zylinders von einem ersten Umfangspunkt zu einem zweiten Umfangspunkt des virtuellen Zylinders führt (unechte vollständige Sekante). Unvollständige Sekanten sind insbesondere solche Verbindungslinien, welche die vorstehenden Bedingungen mit der Ausnahme erfüllen, dass die Verbindungslinien nur Teilabschnitte von vollständigen Sekanten sind und sie insoweit nicht von einem ersten Umfangspunkt zu einem zweiten Umfangspunkt des virtuellen Zylinders führen, sondern nur einen oder gar keinen Punkt des Umfangs des virtuellen Zylinders umfassen. Bei dem ersten Umfangspunkt und dem zweiten Umfangspunkt soll es bei allen beschriebenen Ausführungsformen um voneinander abweichende Punkte handeln. Vollständige Sekanten haben den besonderen Vorteil, dass zwischen zwei benachbarten Sperrflächen kreisbogenförmig ausgebildete Anbindungsabschnitte ausgebildet werden können, deren Radius dem Radius des virtuellen Zylinders entspricht. Solche Anbindungsabschnitte können als komplementär zu einem angrenzenden Lüftungsgitter gestaltete, eng aneinander anliegende Dichtbereiche, als Verbindungselemente zwischen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und einem Lüftungsgitter und insoweit als großflächige Stützkraftaufnahmeflächen für äußere Kräfte oder - alternativ oder in Ergänzung zu den vorstehenden Funktionen - als Lagerstelle (Gleitlagerung oder sonstige Lagerung) für eine ausschließliche oder ergänzende Führung der Drehbewegung der Sperrkeule beim Verdrehen dienen, insbesondere zwischen der Sperrstellung und der Öffnungsstellung.
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Die Robustheit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist erhöht und die Wandstärken einzelner Elemente, insbesondere der Sperrflächen, können weiter verringert werden, wenn jedes Sperrelement in Richtung der Drehachse betrachtet mindestens drei Anbindungsabschnitte umfasst. Bevorzugt sind vier Anbindungsabschnitte, besonders bevorzugt fünf Anbindungsabschnitte und weiter bevorzugt sechs oder mehr Anbindungsabschnitte, insbesondere mit einem Abstand der Anbindungsabschnitte zueinander von weniger als 20 cm, weiter bevorzugt weniger als 15 cm und besonders bevorzugt weniger als 10 cm.
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In einer praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die äußere Oberfläche der mindestens einen Sperrfläche, vorzugsweise aller Sperrflächen, an die das Lüftungsgitter umgebenden Strakflächen des Kraftfahrzeugs angepasst. Damit ist gemeint, dass etwaige ein- oder mehrdimensionale Krümmungen im Bereich der die Sperrflächen umgebenden Fahrzeugelemente an den Sperrflächen selbst so fortgesetzt werden, dass sich ein insgesamt ansprechendes und einheitliches Erscheinungsbild ergibt. Diese Ausführungsform umfasst sowohl eine flächenbündige Gestaltung der Strakflächen, bei welchen - ggf. ohne Berücksichtigung eines gegenüber den umgebenden Strakflächen in Fahrzeuglängsrichtung versetzt angeordneten Lüftungsgitters, die Strakflächen der umgebenden Element und der Sperrflächen in einer gemeinsamen Ebene liegen. Darüber hinaus umfasst die Ausführungsform auch eine Gestaltung mit einem Versatz (Offset), bei dem die Sperrflächen zwar „strakkonform“ ausgebildet, d.h. als logische und kontinuierliche Fortsetzung der umgebenden Strakflächen, jedoch in Fahrzeuglängsrichtung versetzt angeordnet sind. Im Falle einer versetzten Anordnung ist es insbesondere aus Designaspekten und zur Reduzierung des Luftwiderstandsbeiwerts bevorzugt, wenn der Versatz möglichst gering gehalten wird. Der Strak der Sperrflächen ist insoweit bevorzugt um maximal 50 mm, besonders bevorzugt um maximal 30 mm und weiter besonders um maximal 20 mm versetzt, insbesondere in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten versetzt.
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In einer weiteren praktischen Ausführungsform, die auf die vorstehend bereits erwähnten Anbindungsabschnitte Bezug nimmt, umfasst die Sperrkeule mehrere kreisbogenförmige Anbindungsabschnitte, deren Abstand zur Drehachse den maximalen Abstand der mindestens einen Sperrfläche zur Drehachse begrenzen. Mit anderen Worten liegt in diesem Fall die mindestens eine Sperrfläche vollständig innerhalb des bereits erwähnten - ggf. nur virtuell existierenden - Zylinders, dessen Radius durch die Kreisbögen der kreisbogenförmigen Anbindungsabschnitte definiert ist, und erstreckt sich maximal bis zu diesem Kreisbogen bzw. der virtuellen Zylindermantelfläche. Durch eine wechselweise Anordnung von wie vorstehend beschriebenen Anbindungsabschnitten und Sperrflächen kann selbst bei Verwendung nur geringer Wanddicken für die Sperrflächen und die Anbindungsabschnitte eine Vorrichtung hergestellt werden, die auch hohen Windkräften gut standhält, sich aber gleichzeitig fragil verhält, wenn ein gewisses Kraftniveau überschritten wird, insbesondere Kräfte, die üblicherweise bei einem Fußgängeraufprall wirken.
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Wenn die mindestens eine Sperrfläche in Sperrstellung oberseitig und/oder unterseitig durch eine Anlagefläche mit kreisbogenförmiger Kontur und/oder elastische Dichtelemente begrenzt ist und insbesondere das benachbart zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnete Lüftungsgitter rückseitig komplementär ausgebildet ist, ergibt sich oberseitig und/oder unterseitig eine dichtende Anlagefläche zwischen Sperrelement und Lüftungsgitter, die sich vorteilhaft auf einen angestrebten Luftwiderstandsbeiwert auswirkt. Es wird insoweit auch explizit auf eine wie vorstehend beschriebene Anordnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung an einem Lüftungsgitter Bezug, bei der die mindestens eine Sperrfläche rückseitig an dem Lüftungsgitter angeordnet ist und die Rückseite des Lüftungsgitters komplementär, insbesondere kreisbogenförmig ausgebildet ist, damit sich eine dichtende Anordnung ergibt. Diesbezüglich wird auch auf die Möglichkeit verwiesen, ergänzend oder alternativ elastische Dichtelemente an der Rückseite eines Lüftungsgitters anzuordnen.
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Das Sperrelement kann auch derart relativ zu dem Lüftungsgitter angeordnet sein, dass es dieses durchdringt oder die Sperrfläche in Sperrstellung des Sperrelements flächenbündig zu vordersten Flächen des Lüftungsgitters angeordnet ist. So kann der Versatz (Offset) reduziert und ggf. ganz eliminiert werden (offsetfreie Anordnung), um den Luftwiderstandsbeiwert zu reduzieren und das Design des Kraftfahrzeugs insbesondere bei einem flächenbündigen Übergang von den Vorderkanten des Lüftungsgitters bzw. den das Lüftungsgitter umgebenden Strakflächen und der Strakfläche des Sperrelements.
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Die Befestigung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann einfach und kostengünstig sowie hinsichtlich der Aufnahme äußerer Kräfte optimiert erfolgen, wenn das Sperrelement mittels Clip-Elementen zumindest teilweise an Stegen des Lüftungsgitters festgelegt ist. Designtechnisch vorteilhaft ist es insbesondere, wenn in den Stegen des Lüftungsgitters dazu geeignete Clip-Verbindungselemente (z.B. Öffnungen mit Rastkonturen) ausgebildet sind, in welche an der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnete oder ausgebildete Clip-Verbindungselemente (z.B. elastisch ausgebildete Clip-Elemente mit Rastnasen) von der Rückseite aus eingesteckt und dann formschlüssig eingeclipst werden können. Alternativ kann das Sperrelement auch durch in die Stege eingearbeitete Lagerstellen geführt werden, und zwar entweder ausschließlich unter Verzicht auf ein im Bereich der Drehachse selbst angeordnetes zentrales Lagerelement (z.B. Achse oder Welle) oder zusätzlich zu einem solchen zentralen Lagerelement.
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Die Funktionalität einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann weiter erhöht werden, wenn das Sperrelement neben der mindestens einen Öffnungsstellung und der mindestens einen Sperrstellung in mindestens eine weitere Stellung verschwenkbar ist. Beispielsweise kann in einer solchen Stellung eine weitere Fläche an dem Sperrelement ausgebildet sein, insbesondere auf einer - relativ zu einer durch die Drehachse verlaufenden Ebene betrachtet - gegenüberliegenden Seite des Sperrelements. Diesbezüglich wird beispielhaft auf die Ausbildung einer zweiten Sperrfläche, einer Teil-Sperrfläche (zum Durchlassen eines Teil-Kühlluftstromes), einer Designfläche oder einer Signalfläche verwiesen. Ebenfalls möglich ist es, in jede Stellung des Sperrelements sichtbare Signalelemente zu integrieren, wie z.B. Blitzlichter, Lautsprecher etc. Dazu können in einer weiteren Stellung auch ein oder mehrere Halteelemente für solche Signalelemente an dem Sperrelement angeordnet sein.
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Schließlich wird noch auf die Möglichkeit verwiesen, das Sperrelement zumindest teilweise (oder auch vollständig) über einen kreisbogenartigen Abschnitt zu führen, dessen virtueller Zylinderabschnitt die Sperrfläche umgibt. Damit ist insbesondere gemeint, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung kreisbogenförmige Anbindungsabschnitte in Form von Lagerstellen umfassen kann, die mit an einem Lüftungsgitter komplementär ausgebildeten Lagerstellen nach Art einer Kulissenführung, insbesondere als Gleitlagerung zur Verdrehung des Sperrelements dienen kann. Solche Lagerstellen haben insbesondere gegenüber kleinflächigen Drehachsen nach Art eines Drehstabs mit kleinem Durchmesser den Vorteil, dass von außen einwirkende Kräfte sich über den gesamten Umfang der kreisbogenförmigen Lagerstellen verteilen. Dadurch ergibt sich eine vorteilhafte, großflächige Abstützung von äußeren Kräften, insbesondere von Windkräften.
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Weitere praktische Ausführungsformen der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne Lüftungsgitter in Sperrstellung,
- 2 einen Ausschnitt der in 1 gezeigten Vorrichtung eingesetzt in ein ebenfalls nur ausschnittsweise dargestelltes Lüftungsgitter, wobei sich die Vorrichtung in Sperrstellung befindet,
- 3 die in 1 gezeigte Vorrichtung ohne Lüftungsgitter in Öffnungsstellung,
- 4 den gleichen Ausschnitt der Vorrichtung und des Lüftungsgitters wie in 2, wobei sich die Vorrichtung in Öffnungsstellung befindet,
- 5 eine schematische perspektivische Darstellung einer Anordnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer die Abdichtung verbessernden Labyrinthlippe an einem Lüftungsgitter sowie eine vergrößerte Darstellung des Details X in einer Ansicht gemäß dem Pfeil A,
- 6a-c eine Anordnung aus einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und einem Lüftungsgitter mit Kulissenführung in verschiedenen Darstellungen,
- 7 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Sperrstellung und
- 8 die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus 7 in Öffnungsstellung.
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1 zeigt eine Ausführungsform zunächst nur eines um eine Drehachse 14 verschwenkbaren Sperrelements 12 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10. Es umfasst seitliche kreisringförmige Anbindungsabschnitte 16, sowie mittlere, kreissegmentartige Anbindungsabschnitte 18. In den Anbindungsabschnitten 18 ist jeweils ein sich über einen Kreisbogen erstreckender Schlitz eingebracht, durch welchen ein die Drehachse 14 umgreifendes Clip-Verbindungselement 20 in Form eines Clip-Elements 22 mit Rastnasen 24 geführt ist. Eine weitere mögliche Ausführungsform ist ein ebensolches Clip-Element, das jedoch angeformte Achsabschnitte aufweist, die ihren Widerpart im Sperrelement 12 finden.
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Zwischen zwei benachbarten Anbindungsabschnitten 16 sind Sperrflächen 26 ausgebildet, die in der gezeigten Ausführungsform ausschließlich aus echten, vollständigen Sekanten gebildet sind, d.h. aus geradlinigen Verbindungen von Punkten P1 und P2 bestehen, die jeweils auf einer nicht dargestellten virtuellen Zylindermantelfläche liegen, dessen Mantel durch den von der Drehachse am weitesten entfernten Punkt des Sperrelements 12 verläuft. Zwei solcher Punkte sind in 1 eingetragen. Ebenfalls auf dem Mantel der virtuellen Zylindermantelfläche liegen in der gezeigten Ausführungsform sämtliche Punkte der kreisförmigen Anbindungsabschnitte 16, 18 sowie sämtliche Punkte der sich oberseitig und unterseitig an die Sperrflächen anschließenden Anlageflächen 28 mit kreisförmiger Kontur. Die Fahrtrichtung eines in 1 gezeigten Sperrelements 12, das in dieser Figur in der Schließstellung gezeigt ist, ist in 1 sowie in den 2-4 mit dem Pfeil FR gekennzeichnet.
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Aus 1 ist auch ersichtlich, dass parallel zu den Sperrflächen 26 rückseitig Stützflächen 30 ausgebildet sind, die sich ebenfalls innerhalb der virtuellen Zylindermantelfläche befinden und über im Bereich der Anbindungsabschnitte 18 in Fahrtrichtung orientierte Verbindungsstege 32 und seitlich mit den seitlichen Anbindungsabschnitten 16 verbunden sind. Ebenfalls ersichtlich aus 1 ist, dass die Sperrflächen 26 beabstandet zu der gestrichelt dargestellten Drehachse 14 angeordnet ist. In der in 1 gezeigten Schließstellung sind die Sperrflächen in Fahrtrichtung FR betrachtet vor der Drehachse 14 angeordnet.
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Das Sperrelement 12 ist in der gezeigten Ausführungsform um die Drehachse 14 und 90° schwenkbar ausgebildet und kann dementsprechend in die in 3 gezeigte Öffnungsstellung verschwenkt werden. In dieser Stellung (3) ist auch gut erkennbar, dass zwischen den Sperrflächen 26 und den Stützflächen 30 Durchströmöffnungen 34 gebildet sind.
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In den 2 und 4 ist jeweils nur ein Ausschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung jeweils eingesetzt in ein ebenfalls nur ausschnittsweise dargestelltes Lüftungsgitter 36 dargestellt, wobei sich die Vorrichtung in 2 in Sperrstellung und in 4 in Öffnungsstellung befindet.
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Das Lüftungsgitter 36 umfasst in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) verlaufende Querstegen 38 und in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) verlaufende Vertikalstege 40, wobei jeweils zwei benachbarte Querstege 38 über mehrere Vertikalstege 40 zu dem Lüftungsgitter 36 verbunden sind, wobei in 2 zur Veranschaulichung der Erfindung lediglich zwei Querstege 38 dargestellt sind. Die Erfindung umfasst auch Lüftungsgitter 36 mit mehreren übereinander angeordneten Querstegen 38 und diese verbindenden Vertikalstegen 40.
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In den 2 und 4 ist gut erkennbar, dass die Rückseite des Lüftungsgitters in dem Bereich, in welchem die kreisbogenförmigen Anlageflächen 28 des Sperrelements 12 benachbart angeordnet sind, komplementär zu diesen Anlageflächen 28 ausgebildet ist und ebenfalls kreisbogenförmige Anlagenflächen 42 aufweist.
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In den 2 und 4 sind auch schematisch die sich oberseitig und unterseitig an das Lüftungsgitter 36 anschließenden Strakflächen 44, 46 benachbarter Elemente dargestellt. Diese können in der Praxis beispielsweise einen einfach oder mehrfach gekrümmten Verlauf aufweisen. Häufig weisen heutige Kraftfahrzeuge ein aerodynamisches Design auf, bei welchem sowohl eine Krümmung um eine in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Achse als auch eine Krümmung um eine Fahrzeughochrichtung verlaufende Achse realisiert wird. Vorzugsweise werden die Sperrflächen 26 strakkonform ausgebildet, d.h. die Krümmungen der benachbarten Bauteile werden auch an den Sperrflächen 26 - ggf. mit einem Versatz in Fahrzeuglängsrichtung, wie in 3 gezeigt - ausgebildet, so dass sich ein harmonisches Gesamtdesign des Kraftfahrzeugs ergibt.
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Die Befestigung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 an dem Lüftungsgitter 36 erfolgt durch rückseitiges Einstecken der in den 1 und 3 erkennbaren Clip-Elemente 22 in nicht gezeigte Öffnungen mit Rastkonturen, die in der Rückseite der Vertikalstege 40 ausgebildet sind, so dass die Vorrichtung einfach formschlüssig mit dem Lüftungsgitter 36 verrastet werden kann.
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5 zeigt ein Lüftungsgitter 36, dessen Anlagefläche 42 kreisbogenförmig und komplementär zu der Anlagefläche 28 des Sperrelements 12 ausgebildet ist. Bei der in 5 gezeigten Anlagefläche 28 des Sperrelements 12 kann es sich sowohl um einen kreissegementartigen Anbindungsabschnitt 18 (wie in dem Ausschnitt dargestellt) als auch um einen kreisförmigen Anbindungsabschnitt 16 handeln. Mit der Darstellung in 5 soll auf die Möglichkeit hingewiesen werden, die Abdichtung zwischen den beiden Anlageflächen 28, 42 dadurch zu verbessern, dass benachbart zu einem kreisförmigen Anbindungsabschnitt 16 oder einem kreissegmentartigen Anbindungsabschnitt 18 eine - hier I-förmig ausgebildete - Labyrinthlippe 48 ausgebildet wird, die einem geradlinien Durchströmen der zwischen den Anlageflächen 28 und 42 gebildeten Spalt 50 insoweit entgegenwirkt, als eine Umlenkung der Luft um mindestens 90° erforderlich ist.
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Die 6a-c zeigen verschiedene Darstellungen einer Anordnung bestehend aus einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 mit einem Sperrelement 12 und einem Lüftungsgitter 36 mit einer Kulissenführung 52. Wie insbesondere in den 6b und 6c zu erkennen ist, ist bei dieser Anordnung an dem Lüftungsgitter 36 als Clip-Verbindungselement 20 ein Clip-Element 22 ausgebildet, das eine kreissegmentartige Außenkontur aufweist und derart in einem komplementär ausgebildeten Führungsprofil 54 geführt ist und ebenfalls als Clip-Verbindungselement 20 dient, dass sowohl äußere Kräfte als auch durch die Bewegung des Sperrelements relativ zudem Lüftungsgitter auftretende Kräfte von der Kulissenführung 52 aufgenommen werden. Bei dieser Anordnung können äußere Kräfte über einen großen, bogenförmigen Bereich aufgenommen werden, der mindestens die gleiche Höhenerstreckung aufweist wie die Sperrfläche 26. Dies ermöglicht ein besonders sicheres Halten der Sperrfläche 26 auch dann, wenn die Wandstärke der Sperrfläche 26 selbst gering ist.
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Die 7 und 8 zeigen eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 mit Sperrelement 12, Durchströmöffnungen 34 und einer an dem Sperrelement 12 ausgebildeten Sperrfläche 26, die in den Figuren wiederum exemplarisch als ebene Fläche dargestellt ist. Als Lüftungsgitter 36 dient bei dieser Ausführungsform ein rahmenartiges Element 64, das in den 7 und 8 nur teilweise dargestellt ist.
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Wie in 8 zu erkennen ist, ist auch bei dieser Ausführungsform eine Drehachse 14 vorhanden, es existiert kein separates, durchgehendes Element, das sich entlang der Drehachse 14 über die vollständige Breite der Sperrfläche erstreckt. Stattdessen erstrecken von einer Seite der Sperrfläche 26 aus in nur eine Richtung Anbindungsabschnitte 66 mit Öffnungen 68 zur Aufnahme lokaler Lagerzapfen 54, die an rahmenartig ausgebildeten Verbindungselementen 56 ausgebildet bzw. angeordnet sind. Die Verbindungselemente 56 weisen gestrichelt dargestellte Arme 62 auf, die zu den Lagerzapfen 54 führen. Die Ausführungsform gemäß den 7 und 8 hat den Vorteil, dass keine vertikalen Stege oder sonstigen Elemente sichtbar sind, wenn sich das Sperrelement wie in 7 dargestellt in Schließstellung befindet. So kann die Sperrfläche als eine durchgehende, glatte Fläche ausgebildet sein, die nicht wie in der Ausführungsform gezeigt zwangsläufig eben sein muss, sondern auch strakkonform ausgebildet sein kann, d.h. eine oder mehrere Krümmungen aufweisen kann, die an den Außenhautstrak angepasst oder auf den Luftwiderstandsbeiwert optimiert sein kann.
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Insbesondere wenn das Sperrelement 12 sich bei stehendem Fahrzeug üblicherweise in Schließposition befindet und sich nur bedarfsweise öffnet, beispielsweise wenn sehr hohe Leistungen von dem Kraftfahrzeug gefordert werden, können die bei dieser Ausführungsform nur in Öffnungsstelle sichtbaren Verbindungselemente eine besonders vorteilhafte Außenerscheinung des Fahrzeugs ermöglichen.
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Die Verbindungselemente 56 können - wie in der in Verbindung mit 1 beschriebenen Ausführungsform - als Clip-Verbindungselemente 56 ausgebildet sein, um mittels Clip-Elementen auf einfache Art und Weise mit dem Kraftfahrzeug verbunden werden zu können. Sie können aber auch auf andere Art und Weise insbesondere mit einer Stoßfängerverkleidung oder einem Kühlerschutzgitter bzw. einem sonstigen Element des nicht dargestellten Kraftfahrzeugs verbunden werden. In der gezeigten Ausführungsform sind die Verbindungselemente 56 als u-förmige Bügel 58 ausgebildet, die mit ihren freien Enden 60a, 60b jeweils an dem Kraftfahrzeug festgelegt werden. Durch die Festlegung an zwei freien Enden 60a, 60b entsteht eine besonders robuste Verbindung, über welche äußere Kräfte gut aufgenommen werden können.
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In der in den 7 und 8 gezeigten Ausführungsform sind das Sperrelement 12 und die Anbindungsabschnitte einstückig aus Kunststoff hergestellt. Ebenso sind die Verbindungselemente 56 jeweils einstückig aus Kunststoff hergestellt. Es ist möglich, alle Verbindungselemente 56 der in den 7 und 8 gezeigten Vorrichtung einteilig aus Kunststoff herzustellen, insbesondere indem sämtliche Verbindungselemente 56 über einen oder mehrere horizontale Verbindungsstege (nicht dargestellt) miteinander verbunden werden. Eine mehrteilige Herstellung der vorstehend als einteilig beschriebenen Element ist ebenfalls möglich.
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In den 7 und 8 umschließen die Verbindungselemente 56 das als Sperrkeule ausgebildete Sperrelement 12 beidseitig, was zu der bereits beschriebenen robusten Anbindung an andere Elemente führt. Es ist auch möglich, nur Verbindungselemente 56 einzusetzen, welche das Sperrelement 12 dann nur einseitig umschließen (z.B. von unten oder von oben).
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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 kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden. Insbesondere wird auf Folgendes verwiesen:
- a) Die Stege 38, 40 eines Lüftungsgitters 36 können auch anders als rein vertikal und horizontal verlaufen.
- b) Die Drehachse 14 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 kann beliebig orientiert sein.
- c) Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 kann aus einem beliebigen Werkstoff einstückig oder mehrteilig hergestellt sein.
- d) Anstelle der gezeigten Stützflächen 30 kann auch eine weitere funktionale Fläche ausgebildet sein, die - beispielsweise über eine weitere Drehbarkeit des Sperrelements 12 um 90° in die gleiche Stellung verfahren werden kann wie die Sperrflächen 26 in 2. Dazu müssen lediglich die in den Anbindungsabschnitten 16, 18 ausgebildeten Schlitze um 90° über den Umfang verlängert werden.
- e) Auf die gezeigte Stützfläche 30 kann im Interesse einer Bauraumverkürzung (in x-Richtung) verzichtet werden, im selben Interesse auf in Richtung der Stützfläche 30 liegende Teilbereich der Verbindungsstege 32 jenseits der Drehachse.
- f) Das als Sperrkeule ausgebildete Sperrelement 12 kann Verbindungselementen 56 befestigt sein, welche fest mit einem Element des Kraftfahrzeuges verbunden sind und welche das Sperrelement 12 einseitig oder beidseitig umschließen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Vorrichtung
- 12
- Sperrelement
- 14
- Drehachse
- 16
- kreisförmige Anbindungsabschnitte
- 18
- kreissegmentartige Anbindungsabschnitte
- 20
- Clip-Verbindungselement
- 22
- Clip-Element
- 24
- Rastnase
- 26
- Sperrfläche
- 28
- Anlagefläche (Sperrelement)
- 30
- Stützflächen
- 32
- Verbindungssteg
- 34
- Durchströmöffnung
- 36
- Lüftungsgitter
- 38
- Quersteg
- 40
- Vertikalsteg
- 42
- Anlagefläche (Lüftungsgitter)
- 44
- Strakfläche
- 46
- Strakfläche
- 48
- Labyrinthlippe
- 50
- Spalt
- 52
- Kulissenführung
- 54
- Lagerzapfen
- 56
- Verbindungselement
- 58
- Bügel
- 60a
- freies Ende
- 60b
- freies Ende
- 62
- Arm
- 64
- rahmenartiges Element
- 66
- Anbindungsabschnitt
- 68
- Öffnung
