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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Entwicklung betrifft eine Kühlerjalousie für ein Kraftfahrzeug zur Anordnung im Bereich eines Kühllufteinlasses, beispielsweise an einer Fahrzeugfront. Des Weiteren sind eine mit einer derartigen Kühlerjalousie ausgestattete Kraftfahrzeugkarosserie sowie ein dementsprechendes Kraftfahrzeug vorgesehen.
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Hintergrund
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Kühlerjalousien zur Anordnung an einem Lufteinlass, beispielsweise im Bereich einer Kraftfahrzeugfront, dienen einem bedarfsgerechten Verschließen und Öffnen einer Kühlluftzufuhr, beispielsweise für einen Kühler, welcher thermisch mit einem Verbrennungsmotor gekoppelt ist. Sofern ein Kühler nur eine vergleichsweise geringe Kühlleistung bereitstellen muss, nämlich wenn entsprechend der jeweiligen Fahrsituation des Kraftfahrzeugs der Antrieb auch nur eine geringe Leistung erbringt, ist es nicht erforderlich, den typischerweise im Bereich der Fahrzeugfront angeordneten Kühler mit Kühlluft zu beaufschlagen. In solchen Fällen kann zur Verringerung des Luftwiderstands des Kraftfahrzeugs vorgesehen werden, die Kühlluftzufuhr durch Betätigung einer Kühlerjalousie zu drosseln. So kann etwa durch Schließen einzelner Lamellen einer Kühlerjalousie die die Fahrzeugfront anströmende Luft am Lufteinlass aerodynamisch günstig vorbeigeleitet werden wenn die Kühlerjalousie geschlossenen ist.
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Gängige Kühlerjalousien weisen mehrere bewegliche, beispielsweise verschiebbare oder verschwenkbare Komponenten auf, die meist mittels gesonderter Antriebe, beispielsweise mittels Stellantrieben bedarfsgerecht bewegt werden können.
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So ist beispielsweise aus der
DE 10 2008 013 420 A1 eine Luftdurchlassvorrichtung mit einer Steuerbaueinheit bekannt, die eine Mehrzahl von um parallele Schwenkachsen schwenkbare Luftklappen und ein die Luftklappen zur gemeinsamen Bewegung verbindendes Getriebegestänge umfasst. Die Luftklappen dienen dazu, eine Öffnung einer Grundbaueinheit wahlweise zu verschließen oder zur Durchströmung freizugeben. Starr mit der Grundbaueinheit verbunden ist ferner ein Elektromotor, welcher von einer Antriebsstange durchsetzt ist. Durch eine Bewegung der Antriebsstange mittels des Elektromotors kann die Steuerbaueinheit zwischen einer Strömungssperrstellung und einer Strömungsdurchlassstellung verstellt werden.
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Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Entwicklung, eine verbesserte Kühlerjalousie bereitzustellen, die eine besonders einfache und robuste Kinematik aufweist, die aus möglichst wenigen Einzelteilen besteht und die ferner eine möglichst einfache, kompakte sowie robuste Bauform aufweist und die einen möglichst wartungsarmen Langzeitbetrieb ermöglicht.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen
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Diese Aufgabe wird mit einer Kühlerjalousie gemäß Patentanspruch 1, mit einer Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 14 sowie mit einem Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind dabei jeweils Gegenstand abhängiger Patentansprüche.
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Demgemäß ist eine Kühlerjalousie für ein Kraftfahrzeug vorgesehen. Die Kühlerjalousie umfasst einen Träger, welcher eine von Luft durchströmbare oder von Luft anströmbare Querschnittsfläche aufweist. Die Kühlerjalousie umfasst ferner zumindest eine am Träger angeordnete Lamelle, welche einen längserstreckten flexiblen und elastischen Biegestab sowie ein Flächensegment aufweist. Das Flächensegment ist dabei entlang eines Seitenrandes mit dem Biegestab verbunden. Das Flächensegment erstreckt sich typischerweise entlang der Längsrichtung des Biegestabs.
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Typischerweise ist das Flächensegment entlang seiner gesamten Längserstreckung mit dem Biegestab durchgehend verbunden und hieran fixiert. Die Lamelle kann alleine vom Biegestab und von zumindest einem am Biegestab fixierten Flächensegment gebildet sein. Das Flächensegment und der Biegestab können eine in etwa identische Erstreckung in Längsrichtung des Biegestabs aufweisen. Der Biegestab kann dabei länger als das Flächensegment ausgestaltet sein. Dies ermöglicht insbesondere eine Anbindung der Lamelle am Träger mittels des Biegestabs.
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Im Unterschied zu herkömmlichen Kühlerjalousien ist die zumindest eine Lamelle drehfest am Träger angeordnet. Sie kann folglich nicht gegenüber dem Träger zwischen einer Öffnungs- und einer Schließstellung verschwenkt werden. Anstelle dessen ist eine Verformung des Biegestabs vorgesehen, der zu Folge das mit dem Biegestab verbundene Flächensegment eine Art Schwenk- oder Knickbewegung vollzieht. Jene Schwenk- oder Knickbewegung des Flächensegments wird durch den Grad der geometrischen Verformung des Biegestabs gesteuert.
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Das Flächensegment, welches ein Flächengebilde darstellt, kann eine weitgehend ebene, zum Beispiel rechteckige Grundgeometrie aufweisen. Entlang einer Längsseite ist das Flächensegment mit dem längserstreckten Biegestab verbunden. Ein Verbiegen des Biegestabs entlang einer vorgegebenen Biegerichtung, welche entweder mit der Ebene des Flächensegments zusammenfällt oder welche in etwa senkrecht zur Ebene des Flächensegments ausgerichtet ist, führt zu einer Verformung des Flächensegments dergestalt, dass das Flächensegment relativ zum Biegestab eine Schwenk- oder Knickbewegung mit dem Biegestab als Schwenk- oder Knickachse vollzieht. Entsprechend seiner Schwenk- oder Knickbewegung deckt das Flächensegment nur einen Teil der durchströmbaren Querschnittsfläche des Trägers der Kühlerjalousie ab.
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Nach einer Weiterbildung weist der Biegestab zwei gegenüberliegende Längsenden auf, die jeweils am Träger angeordnet sind. Die Längsenden des Biegestabs sind bezüglich einer sich senkrecht zur Längserstreckung des Trägers erstreckenden Ebene jeweils am Träger fixiert. Auch ist der Biegestab drehfest am Träger angeordnet. Die Fixierung der beiden gegenüberliegenden Längsenden des Trägers ermöglicht eine besonders kompakte Bauform der Kühlerjalousie und ihres Trägers. Diejenigen Bereiche des Trägers, welche die gegenüberliegenden Längsenden des zumindest einen Biegestabs aufnehmen, können ohne Stellglieder für ein Verstellen der Lamelle und somit stellgliedfrei ausgestaltet sein. Dies ermöglicht eine besonders einfache und kompakte Bauform des Trägers sowie der gesamten Kühlerjalousie.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist zumindest ein Längsende des Biegestabs in Längsrichtung des Biegestabs verschiebbar am Träger geführt. Trägerseitig kann beispielsweise eine Längsführung für ein Längsende eines Biegestabs vorgesehen sein. Mittels einer Längsführung wird beispielsweise eine bogenförmige Verformung des ursprünglich geradlinig verlaufenden Biegestabs ermöglicht. Eine bogenartige Verformung des Biegestabs hat typischerweise eine Verkürzung des Abstands zwischen den gegenüberliegenden Längsenden des Biegestabs zur Folge. Durch die Längsführung am Träger ist sichergestellt, dass der Biegestab trotz einer Biegung oder Verformung mit dem Träger verbunden bleibt.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung unterliegt das Flächensegment infolge einer Verformung des Biegestabs einer Schwenk- oder Knickbewegung mit dem Biegestab als Schwenk- oder Knickachse. Die Schwenk- oder Knickachse des Flächensegments kann auch außerhalb des Biegestabs liegen. Typischerweise erstreckt sich die gedachte Schwenk- oder Knickachse des Flächensegments in etwa parallel zur Längserstreckung des Biegestabs.
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Dadurch dass das Flächensegment senkrecht zur Längsrichtung des Biegestabs eine weitaus größere Erstreckung als der Biegestab aufweist kann es einer Biegebewegung bzw. einer elastischen Verformung des Biegestabs nur bedingt oder gar nicht folgen. Demgemäß unterliegt es einer Schwenk- oder Knickbewegung, wenn der Biegestab in einer vorgegebenen Art und Weise geometrisch verformt wird.
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Ein effektives Verschwenken oder Umknicken des Flächensegments zur Vergrößerung oder zur Verringerung einer von Luft durchströmbaren freibleibenden Querschnittsfläche des Trägers kann auf diese Art und Weise auch ohne schwenkbare Lagerung einzelner Lamellen erreicht werden. Das Vorsehen zumindest einer einen Biegestab und ein hiermit verbundenes Flächensegment aufweisenden Lamelle kann eine einer Schwenkbewegung vergleichbare Bewegung ausführen, jedoch mit dem Unterschied, dass für ein Verschwenken oder Umknicken des Flächensegments keine Drehbewegung des Biegestabs, sondern lediglich eine lokale geometrische Verformung des Biegestabs vorzusehen ist.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Kühlerjalousie ist vorgesehen, dass für ein Verschwenken oder Umknicken des Flächensegments zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung ein mittlerer Abschnitt des Biegestabs senkrecht zur Längserstreckung des Biegestabs verformbar ist. Der mittlere Abschnitt des Biegestabs kann beispielsweise in etwa mittig zwischen den gegenüberliegenden Längsenden des Biegestabs liegen. Bei dem mittleren Abschnitt kann es sich aber auch um einen mittleren Bereich des Biegestabs handeln, welcher sich in Längsrichtung des Biegestabs zwischen den gegenüberliegenden Längsenden des Biegestabs erstreckt.
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Der mittlere Abschnitt des Biegestabs kann bis zu 50% oder bis zu 80% Prozent der Längserstreckung des Biegestabs betragen. Der Biegestab, insbesondere dessen mittlerer Abschnitt kann nicht nur senkrecht zur Längserstreckung des Biegestabs, sondern auch senkrecht zur Ebene des Flächensegments verformbar sein.
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Es ist ferner denkbar, dass der Biegestab senkrecht zu seiner Längserstreckung in einer Richtung verformbar ist, die mit der Ebene des Flächensegments zusammenfällt. Eine derartige Biegung des Biegestabs hat zur Folge, dass die in unmittelbarer Nähe zum Biegestab liegenden Bereiche des Flächensegments einer geringeren Verformung als diejenigen Bereiche des Flächensegments unterliegen, welche dem Biegestab abgewandt sind. Geometriebedingt muss sich das Flächensegment bei einer Biegung des Biegestabs stärker dehnen als der Biegestab. Als Folge hiervon klappt das Flächensegment um, da es den Weg des geringsten Widerstands beschreitet. Eine Verformung des Biegestabs führt zu einem Umknicken oder Verschwenken des Flächensegments mit dem Biegestab als Schwenk- oder Knickachse. Ein ähnliches oder gleichartiges Verschwenken oder Umknicken des Flächensegments kann natürlich auch bei einer Verformung des Biegestabs senkrecht zur Ebene des Flächensegments herbeigeführt werden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist der mittlere Abschnitt des Biegestabs bogenartig gegenüber den am Träger fixierten Längsenden des Biegestabs verformbar. In einer Ausgangsstellung kann sich der Biegestab im Wesentlichen geradlinig zwischen gegenüberliegenden Abschnitten, etwa zwischen gegenüberliegenden Schenkeln des Trägers erstrecken. Für eine ein Verschwenken oder Umknicken des Flächensegments herbeiführende Verformung des Biegestabs kann vorgesehen sein, lediglich den mittleren Abschnitt des Biegestabs in einer Richtung senkrecht zur Längserstreckung des Biegestabs um ein vorgegebenes Maß auszulenken.
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Der Biegestab nimmt dabei eine bogenförmige oder gekrümmte Kontur an. Jene Krümmung kann auf unterschiedliche Art und Weise herbeigeführt werden. Die bogenartige Krümmung des Biegestabs ist gut und präzise reproduzierbar, sodass ein gefordertes Schwenk- oder Knickverhalten des Flächensegments besonders einfach und gut kontrolliert werden kann.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist der mittlere Abschnitt des Biegestabs mit einem Stellglied verbunden. Das Stellglied ist dabei senkrecht oder schräg zur Längserstreckung des Biegestabs verschiebbar am Träger geführt. Mittels des mit dem Biegestab verbundenen Stellglieds und seiner translatorischen Führung am Träger kann der Biegestab präzise und gut reproduzierbar gebogen und verformt werden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist am Träger ein mit zumindest einem Längsende des Biegestabs zusammenwirkendes Druckstück angeordnet. Mittels des Druckstücks ist der Biegestab zur Herbeiführung einer Biegung seines mittleren Abschnitts in Längsrichtung stauchbar. Durch Ausübung eines in Längsrichtung auf den Biegestab einwirkenden Drucks kann dieser entlang einer Vorzugsrichtung verformt werden, sodass der Biegestab beispielsweise aufgrund seiner Fixierung des gegenüberliegenden Längsendes am Träger eine bogenförmige Verformung erfährt.
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Das Druckstück selbst kann beispielsweise längsverschieblich am Träger geführt sein. Das Druckstück und das mit dem Druckstück zusammenwirkende Längsende des Biegestabs können miteinander korrespondierende Anlaufschrägen aufweisen, sodass eine translatorische Verschiebung des Druckstücks zu einer die Verformung herbeiführenden Stauchung des Biegestabs führt. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann der mittlere Abschnitt des Biegestabs von einem Stellglied entkoppelt sein.
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Mithin kann bei dieser Ausgestaltung anstelle eines mit dem mittleren Abschnitt zusammenwirkenden Stellglieds lediglich ein am Längsende des Biegestabs vorgesehenes Druckstück implementiert sein, welches gleichermaßen zur Herbeiführung einer bogenförmigen Krümmung des Biegestabs geeignet ist. Hierfür kann der Biegestab auch in seiner Ausgangsstellung eine gewisse Vorspannung oder eine gewisse Grundkrümmung aufweisen, die bei einer Stauchung des Biegestabs in Längsrichtung zu einer definierten bogenförmigen Verformung des Biegestabs führt.
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Nach einer Weiterbildung weist der Träger ferner einen umlaufend geschlossenen Rahmen mit zumindest zwei gegenüberliegenden Schenkeln auf, an welchen gegenüberliegende Längsenden des Biegestabs angeordnet sind. Ein erstes Längsende des Biegestabs ist hierbei an einem ersten Schenkel des Rahmens angeordnet, während ein gegenüberliegendes zweites Ende des Biegestabs an einem zweiten, dem ersten Schenkel gegenüberliegenden Schenkel des Rahmens angeordnet ist.
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Es sind hierbei verschiedenartigste Ausrichtungen und Anordnungen von Lamellen und Biegestäben am Rahmen denkbar. Es ist beispielsweise vorgesehen, dass die Lamellen mit ihren Biegestäben in Endmontagekonfiguration an der Kraftfahrzeugkarosserie im Wesentlichen horizontal, das heißt in Fahrzeugquerrichtung (y) verlaufen. Bei anderen Ausgestaltungen der Kühlerjalousie kann aber auch eine beispielsweise um 90° gedrehte Ausrichtung der Lamellen vorgesehen sein. Die Lamelle und ihr Biegestab können beispielsweise auch in Fahrzeughochrichtung (z) verlaufen.
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Der umlaufend geschlossene Rahmen bildet typischerweise die von Luft durchströmbare Querschnittsfläche. Indem zumindest eine, bevorzugt mehrere Lamellen im Bereich der Querschnittsfläche angeordnet sind, kann die gesamte Querschnittsfläche abhängig von der jeweiligen Stellung der Lamellen für eine Durchströmung von zugeführter Luft geöffnet oder für ein Umleiten der Luft um den Träger herum geschlossen werden. Der umlaufend geschlossene Rahmen verleiht der Kühlerjalousie ferner ein ausreichendes Maß an mechanischer Steifigkeit und Festigkeit.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung sind mehrere parallel zueinander ausgerichtete Lamellen am Träger angeordnet. Ein Abstand zwischen benachbart am Träger angeordneten Lamellen entspricht hierbei in etwa der Breite oder der doppelten Breite eines der Flächensegmente. Mittels parallel am Träger bzw. parallel am Rahmen angeordneten Lamellen kann die gesamte Querschnittsfläche des Trägers, bzw. die gesamte Querschnittsfläche des Rahmens mit Lamellen verschlossen werden. Durch eine Biegung der jeweiligen Biegestäbe der Lamellen können diese bzw. deren Flächensegmente in eine Öffnungsstellung verschwenkt oder umgeknickt werden, sodas die Querschnittsfläche des Trägers, mithin des Rahmens von Luft durchströmbar ist.
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Bei Vorsehen mehrerer parallel zueinander angeordneter Lamellen können sämtliche Lamellen bzw. sämtliche Biegestäbe jeweils synchron mit dem bereits zuvor beschriebenen Stellglied oder mit einem zuvor beschriebenen Druckstück mechanisch gekoppelt sein. Eine Verstellbewegung des Stellglieds oder des Druckstücks hat dann eine synchrone Bewegung bzw. Verstellung sämtlicher am Träger angeordneter Lamellen zur Folge. Die mechanische Kopplung sämtlicher Lamellen bzw. Biegestäbe mit ein und demselben Stellglied oder Druckstück stellt eine besonders einfache, dauerhaltbare und robuste mechanische Kopplung der Lamellen bereit. Auf vergleichsweise komplizierte Koppelgestänge, wie diese beispielsweise im Stand der Technik üblich sind, kann vorliegend verzichtet werden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist an zumindest einem Seitenrand des Flächensegments der zumindest einen Lamelle ein Verbindungsglied zur Bildung einer lösbaren Verbindung mit einem Gegenverbindungsglied angeordnet. Das Gegenverbindungsglied befindet sich hierbei entweder an einer benachbart angeordneten Lamelle oder am Träger. Mittels ineinandergreifender Verbindungsglieder und Gegenverbindungsglieder kann eine Schließstellung mehrerer Lamellen der Kühlerjalousie stabilisiert und strukturell verstärkt werden. Es ist hierbei insbesondere vorgesehen, dass ein Verbindungsglied einer Lamelle nur dann mit einem Gegenverbindungsglied einer benachbarten Lamelle oder mit einem Gegenverbindungsglied des Trägers formschlüssig in Eingriff gelangt, wenn sich die betreffenden Lamellen in Schließstellung befinden.
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Die Verbindungsglieder bzw. Gegenverbindungsglieder können beispielsweise hakenartig ausgestaltet sein, sodass sie mit Erreichen einer Schließstellung der zumindest einen Lamelle miteinander verhaken und so die Schließ- oder Verschlussstellung der Kühlerjalousie mechanisch stabilisieren.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, dass an einem Biegestab zwei Flächensegmente angeordnet sind. Diese verschwenken oder knicken infolge einer Biegung des Biegestabs in entgegensetzte Richtungen. Die beiden Flächensegmente können in einem Querschnitt durch die Lamelle in etwa V-förmig zueinander ausgerichtet sein. In jener V-Stellung befinden sich die Flächensegmente in einer Öffnungsstellung, in welcher sie zumindest einen Teilbereich der Querschnittsfläche des Trägers für einströmende Luft freigeben.
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Infolge einer Biegung des Biegestabs verschwenken die Flächensegmente nun in entgegengesetzte Richtungen, sodass sich ein im Querschnitt zwischen den Flächensegmenten erstreckender Winkel vergrößert. An den dem Biegestab abgewandten Enden der Flächensegmente können Verbindungsglieder oder Gegenverbindungsglieder vorgesehen sein, damit die Flächensegmente mit Erreichen der Schließstellung eine Fixierung entweder an einem benachbarten Flächensegment oder am Träger bzw. an dessen Rahmen erfahren.
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Nach einer Weiterbildung ist ferner vorgesehen, dass der Biegestab aus einem thermoplastischen Kunststoff gebildet ist. Der Biegestab kann beispielsweise aus Polyamid, Polypropylen oder Polyethylen oder hieraus gebildeten Kunststoffmischungen und ggf. mit Faserverstärkung gefertigt sein. Der Biegestab kann insbesondere als Kunststoffextrusionsbauteil oder als Spritzgussbauteil gefertigt sein. Das Flächensegment, welches typischerweise entlang seiner gesamten Längserstreckung mit dem Biegestab verbunden und an diesem fixiert ist, kann ein ein Organoblech aufweisen oder aus einem Organoblech gebildet sein. Mit Organoblechen werden Faserverbundwerkstoffe bezeichnet, die typischerweise als Faser-Matrix-Halbzeuge vorliegen. Sie weisen typischerweise ein Fasergewebe oder ein Fasergelege auf, welche in eine thermoplastische Kunststoffmatrix eingebettet sind.
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Als Faserwerkstoffe für die Matrix kommen Glas, Aramid und Kohlenstoff bzw. Carbon sowie Naturfasern infrage. Entsprechend der Faserausrichtung und Fasergeometrie kann das Organoblech anisotrope mechanische und/oder anisotrope thermische Eigenschaften aufweisen. Das Schwenk- und Knickverhalten des Organoblechs bzw. eines hieraus gebildeten Flächensegments kann speziell auf den hier vorgesehenen Einsatzzweck angepasst sein.
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Nach einem weiteren Aspekt ist ferner eine Kraftfahrzeugkarosserie mit zumindest einem Lufteinlass vorgesehen, in welchem eine zuvor beschriebene Kühlerjalousie angeordnet ist. Der Lufteinlass und die Kühlerjalousie befinden sich typischerweise an einem Frontende der Kraftfahrzeugkarosserie. Da die Kühlerjalousie aufgrund ihrer biegbaren Lamellen besonders kompakt aufgebaut sein kann, ergibt sich auch für die Kraftfahrzeugkarosserie eine besonders kompakte und gewichtseinsparende Bauform.
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Nach einem weiteren Aspekt ist ferner ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Kraftfahrzeugkarosserie bzw. mit zumindest einer zuvor beschriebenen Kühlerjalousie vorgesehen. Das Kraftfahrzeug kann sich dank der Kühlerjalousie durch einen geringen Luftwiderstand und durch ein im Vergleich zum Stand der Technik verringertes Fahrzeuggewicht auszeichnen.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten werden im nachfolgenden Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Hierbei zeigen:
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1 eine Seitenansicht eines als Personenkraftwagen ausgestalteten Kraftfahrzeug,
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2 eine exemplarische Frontansicht eines Kraftfahrzeugs,
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3 eine schematische Darstellung einer einzelnen Lamelle einer Kühlerjalousie,
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4 eine Seitenansicht der Lamelle gemäß 3,
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5 eine schematische Darstellung einer infolge einer Biegung des Biegestabs verformten Lamelle gemäß 3,
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6 eine Seitenansicht der Lamelle gemäß 5,
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7 einen Querschnitt durch eine Kühlerjalousie, welche insgesamt drei parallel zueinander ausgerichtete Lamellen aufweist, die sich in Schließstellung befinden,
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8 eine Darstellung der Kühlerjalousie gemäß 7, jedoch mit den Lamellen in Öffnungsstellung,
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9 eine Draufsicht auf eine Kühlerjalousie in Öffnungsstellung,
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10 einen Querschnitt B-B gemäß 9,
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11 einen Querschnitt C-C gemäß 12,
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12 eine Draufsicht auf eine Kühlerjalousie gemäß 9, jedoch mit in Schließstellung befindlichen Lamellen,
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13 eine perspektivische Darstellung einer Längsführung eines Längsendes eines Biegestabs am Träger der Kühlerjalousie,
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14 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Kühlerjalousie mit zwei an einem Biegestab angeordneten Flächensegmenten in Schließstellung,
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15 eine Darstellung gemäß 14, jedoch mit den Flächensegmenten in Öffnungsstellung,
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16 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kühlerjalousie in Schließstellung,
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17 einen Querschnitt D-D durch die Kühlerjalousie gemäß 16,
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18 eine Draufsicht auf die Kühlerjalousie gemäß 16, jedoch mit den Lamellen in Öffnungsstellung,
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19 einen Querschnitt E-E gemäß 18,
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20 eine schematische Darstellung eines Druckstücks zur Herbeiführung einer Verformung des Biegestabs in einer Grundstellung,
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21 das Druckstück in mechanischer Wechselwirkung mit dem gekrümmten Biegestab.
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Detaillierte Beschreibung
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Das in 1 in Seitenansicht gezeigte Kraftfahrzeug 1 weist eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einem als Fahrgastzelle fungierenden Innenraum 3 auf. Nach vorn, in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs 1, endet die Kraftfahrzeugkarosserie 2 mit einer Fahrzeugfront 4, welche in 2 in Draufsicht schematisch gezeigt ist. Genauer zeigt 2 lediglich eine Frontverkleidung 5 ohne Scheinwerfer. Im Bereich der Fahrzeugfront 4 weist die Frontverkleidung 5 mehrere Lufteinlässe 6 auf. Im Bereich der Lufteinlässe 6 sind jeweils einzelne Gitter 7 angeordnet, die eine Gitter- oder Rautenstruktur aufweisen können. Im Bereich zumindest eines der Lufteinlässe 6 ist eine in 9 beispielsweise in Draufsicht gezeigte Kühlerjalousie 10 vorgesehen.
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Die Kühlerjalousie 10, welche bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung (x) versetzt zum Gitter 7 oder Kühlergrill angeordnet ist weist einen umlaufenden und geschlossenen Träger 40 auf. Der Träger 40 verfügt über insgesamt vier seitliche Schenkel 41, 42, 43, 44. Die oberen und unteren Schenkel 41, 42 erstrecken sich in etwa parallel zueinander. Sie sind, bezogen auf die Fahrzeughochachse (z) um die Längserstreckung der seitlichen Schenkel 43, 44 voneinander beabstandet angeordnet. Auch die seitlichen Schenkel 43, 44 erstrecken sich in etwa parallel zueinander. Eine strikt parallele Ausgestaltung und Anordnung einzelner Schenkel 41, 42, 43, 44 ist nicht zwingend vorzusehen. Der Träger 40 mit seinen Schenkeln 41, 42, 43, 44 bildet einen Rahmen 47, an welchem mehrere Lamellen 20, 120, 220 angeordnet sind.
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Die Lamellen 20, 120, 220 erstrecken sich im Wesentlichen parallel zueinander. Die Lamellen sind, wie dies aus einem Vergleich der Darstellungen der 9 und 12 hervorgeht, zwischen einer in 9 gezeigten Öffnungsstellung und einer in 12 gezeigten Schließstellung beweglich oder verformbar. In Öffnungsstellung gemäß 9 ist eine vom Rahmen 47 umschlossene Querschnittsfläche 45 weitgehend ungehindert von zugeführter Luft durchströmbar. In der in 12 gezeigten geschlossenen Stellung der Lamellen 20, 120, 220 ist die Querschnittsfläche 45 weitgehen vollständig von den Lamellen 20, 120, 220 verschlossen. Zugeführte Luft wird dabei an der Kühlerjalousie vorbeigeleitet.
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Die Funktionsweise und der Aufbau einer einzelnen Lamelle 20 sind anhand der 3 bis 6 näher erläutert. Die Lamelle 20 weist einen längserstreckten Biegestab 22 auf, der an gegenüberliegenden Längsenden 25, 26 am Träger 40 der Kühlerjalousie 10 angeordnet bzw. fixiert ist. Die Lamelle 20 weist ferner ein im Wesentlichen ebenes Flächensegment 24 auf. Das Flächensegment 24 weist eine in etwa rechteckige Kontur auf. Die Längserstreckung des Flächensegments 24 entspricht in etwa der Längserstreckung des Biegestabs 22. Entlang eines dem Biegestab 22 zugewandten Seitenrands 27 ist das Flächensegment 24 fest mit dem Biegestab 22 verbunden und unbeweglich am Biegestab 22 fixiert. Der Biegestab 22 und das Flächensegment 24 können beispielsweise stoffschlüssig entlang des gesamten Seitenrands 27 fest miteinander verbunden sein.
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Der Biegestab 22 ist elastisch und flexibel ausgestaltet ist. Das Flächensegment 24 kann zwar ebenfalls elastisch ausgestaltet sein. Geometriebedingt neigt es jedoch zu einem Verschwenken oder Umklappen infolge einer Biegung oder Verformung des Biegestabs. Das Material, aus welchem das Flächensegment 24 geformt ist, ist nicht oder nur zu einem überaus geringeren Grad dehnbar, sodass es einer Biegebewegung des Biegestabs 23 nur bedingt oder gar nicht folgen kann.
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Zwischen den gegenüberliegenden Längsenden 25, 27 des Biegestabs befindet sich ein mittlerer Abschnitt 23 des Biegestabs 22. Wird dieser entsprechend dem Pfeil S gemäß 5 in einer Richtung senkrecht zur Längserstreckung des Biegestabs 22 ausgelenkt, so erfährt der Seitenrand 27 des Flächensegments eine dem Biegestab 22 entsprechende Verformung. Aufgrund einer vergleichsweise großen Erstreckung entlang seiner Längsenden 29, 30 befindet sich ein dem Biegestab 22 abgewandter Seitenrand 28 des Flächensegments 24 in einem verhältnismäßig großen Abstand zum Biegestab 22.
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Aufgrund der Geometrie des Flächensegments 24, insbesondere aufgrund seiner Erstreckung senkrecht zur Längsrichtung des Biegestabs 22 kann jener Seitenrand 28 nicht in entsprechender Art und Weise wie der Seitenrand 27 verformt werden. Eine Schwenk- oder Knickbewegung des Flächensegments 24 in zu einer geknickten Stellung 24', wie dies in 5 angedeutet und in 6 im Querschnitt gezeigt wird, ist die Folge. Wollte das Flächensegment 24 trotz Verformung des Biegestabs 22 in der ursprünglichen Ebene verbleiben, so müsste dies, insbesondere sein Seitenrand 28, eine Streckung gegenüber dem Seitenrand 27 vollziehen. Dies ist aufgrund der Grundgeometrie des Flächensegments 24 und der elastischen Eigenschaften des Materials des Flächensegments jedoch nicht möglich. Folglich kann durch die elastische Verformung und bogenartige Biegung des mittleren Bereichs 23 des Biegestabs 22 eine Schwenk- oder Knickbewegung des Flächensegments 24 hin zu einem umgebogenen Flächensegment 24', wie dies in 6 schematisch gezeigt ist, bewirkt und kontrolliert werden.
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Eine Schwenk- oder Knickbewegung des Flächensegments 24 hin zu einem umgebogenen oder geknickten Flächensegment 24' erfolgt hierbei durch eine Biegung des mittleren Abschnitts 23 des ursprünglich geradlinigen Biegestabs 22 hin zu einem bogenartig gekrümmten Biegestab 22'. Die ursprünglich geradlinige Lamelle 20 verformt sich in einer im Querschnitt gemäß 6 gezeigten Art und Weise. Bei der gebogenen Lamelle 20' knickt das Flächengilde 24 entgegen der Biegerichtung um. Der mittlere Abschnitt 23 des Biegestabs 22 ist hierbei Gegenstand einer Verschiebebewegung gegenüber den Längsenden 25, 26 des Biegestabs in eine Richtung senkrecht zur Ebene des Flächensegments 24.
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In den 7 bis 12 ist eine Ausgestaltung der Kühlerjalousie 10 mit jeweils insgesamt drei Lamellen 20, 120, 220 gezeigt. Die Lamellen sind hierbei in Fahrzeughochrichtung (z) übereinander und in Fahrzeuglängsrichtung (x) geringfügig versetzt zueinander angeordnet. In ihrer in den 7 und 11 gezeigten Schließstellung sind die Lamellen 20, 120, 220, mithin ihre jeweiligen Flächensegmente 24, 124, 224 nahezu vertikal bzw. unter einem vorgegebenen Winkel geringfügig gegenüber der Vertikalen geneigt ausgerichtet. Die oberen Enden der Flächensegmente 24, 124, 224 sind dabei jeweils mit einem Biegestab 22, 122, 222 verbunden. Die Biegestäbe 22, 122, 222 können beispielsweise, wie in den 10 und 11 gezeigt, über ein Stellglied 46 miteinander verbunden und hierüber synchron gekoppelt sein.
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Das Stellglied 46 kann, wie dies aus einem Vergleich der 10 und 11 hervorgeht, senkrecht zur Ebene der vom Rahmen 47 gebildeten Querschnittsfläche verschiebbar, typischerweise translatorisch verschiebbar, am Rahmen 47, zumindest an zwei gegenüberliegenden Schenkeln 41, 42 oder 43, 44 gelagert sein. Mittels des Stellglieds können sämtliche Biegestäbe 22, 122, 222 der drei Lamellen 20, 120, 220 synchron verformt und in vorgegebener Art und Weise gebogen werden. Infolge einer Auslenkung des jeweils mittleren Abschnitts 23 der Biegestäbe 20, 120, 220 erfahren die jeweiligen Flächensegmente 24, 124, 224 eine aus dem Vergleich der 7 und 8 hervorgehende Schwenk- oder Knickbewegung.
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Werden die Biegestäbe mit ihrem mittleren Abschnitt 23 beispielsweise ausgehend von der Konfiguration gemäß 7 nach links in Fahrzeuglängsrichtung (x) bewegt, so führt dies zu einem nach oben gerichteten Verschwenken oder Umknicken der jeweiligen Flächensegmente 24, 124, 224. An den gegenüberliegenden Seitenrändern 27, 28 der einzelnen Flächensegmente 24, 124, 224 sind, wie in den 7 und 8 näher dargestellt, jeweils einzelne Verbindungsglieder 32, 132, 232 sowie Gegenverbindungsglieder 131, 231 vorgesehen. Ein weiteres Gegenverbindungsglied 31 ist beispielsweise an der Innenseite des unteren Schenkels 42 des Trägers angeordnet.
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Die Verbindungsglieder 32, 132, 232 und die Gegenverbindungsglieder 31, 131, 231 weisen einander korrespondierende und formschlüssig ineinandergreifende geometrische Konturen auf. Die Verbindungsglieder 32, 132, 232 und die hiermit korrespondierend oder hierzu komplementär ausgestalteten Gegenverbindungsglieder 31, 131, 231 können beispielsweise hakenartig ausgestaltet sein.
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In der in 7 gezeigten Schließstellung ist ein am unteren Ende des oberen Flächensegments 24 angeordnetes Verbindungsglied mit einem am oberen Ende des mittleren Flächensegments 124 angeordneten Gegenverbindungsglied 131 in Wirkverbindung. Gleichermaßen ist in der Schließstellung ein am unteren Ende des mittleren Flächensegments 124 vorgesehenes Verbindungsglied 132 mit einem Gegenverbindungsglied 231 in Wirkverbindung, welches Gegenverbindungsglied 231 sich am oberen Ende des unteren Flächensegments 224 befindet. Am unteren Ende des Flächensegments 224 ist schließlich ein weiteres Verbindungsglied 232 vorgesehen, welches in Schließstellung gemäß 7 mit dem Gegenverbindungsglied 31 des unteren Schenkels 42 gekoppelt und verbunden ist.
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Die Kühlerjalousie 10 kann derart am Kraftfahrzeug angeordnet sein, dass eine Öffnungsbewegung der einzelnen Lamellen in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs, und damit einem Staudruck des Fahrtwindes entgegen erfolgt. Der Fahrtwind hält die Lamellen dabei in Schließstellung. Es ist aber auch anderweitig denkbar, dass die Lamellen 20, 120, 220 vom Fahrtwind in Öffnungsstellung gehalten werden.
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In 13 ist ein Querschnitt durch die Anbindung eines Längsendes 26 des Biegestabs 22 an einem seitlichen Schenkel 44 des Trägers 40 gezeigt. Der Schenkel 44 weist eine längserstreckte Führungsnut 48 auf, die sich parallel zur Längsrichtung des Biegestabs 22 erstreckt. Aufgrund der, im vorliegenden Beispiel in Fahrzeugquerrichtung (y) eine vorgegebene Tiefe aufweisenden Führungsnut 48 kann das Längsende 26 des Biegestabs 22 der betreffenden Lamelle 20 längsverschieblich am Schenkel 44 geführt sein. Hierdurch kann der Biegestab 22 bogenförmig gekrümmt werden, ohne dass er sich vom Schenkel 44 löst.
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In den 14 und 15 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kühlerjalousie 100 gezeigt. Im Unterschied zur Ausgestaltung gemäß der 7 bis 12 weist eine Lamelle 320 einen Biegestab 322 und zwei hieran angeordnete Flächensegmente 324, 326 auf. Die Flächensegmente 324, 326 sind ähnlich den bereits zuvor beschriebenen Flächensegmenten 24, 124 oder 224 ausgestaltet. Aufgrund einer bogenförmigen Krümmung des Biegestabs 322 erfahren hier beide Flächensegmente 324, 326 jeweils eine Schwenk- oder Knickbewegung mit dem Biegestab 322 als Schwenk- oder Knickachse.
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In der in 14 gezeigten Schließstellung sind an den freien und dem Biegestab 322 abgewandten Seitenrändern der Flächensegmente 324, 326 jeweils ein Verbindungsglied 332 mit einem Gegenverbindungsglied 31 an der Innenseite von oberem Schenkel 41 und unterem Schenkel 42 in Eingriff. Durch eine Längsverschiebung des mittleren Abschnitts des Biegestabs 322 erfahren beide Flächensegmente 324, 326 quasi synchron eine jeweils entgegengerichtete sich aufeinander zu bewegende Schwenk- oder Knickbewegung. Die auf diese Art und Weise verformte Lamelle 320' weist ein im Querschnitt etwa liegende V-förmige Kontur auf, wie dies in 15 im Querschnitt gezeigt ist. Wird der Biegestab 322 wieder in die Ausgangsstellung gemäß 14 zurück verbracht, relaxieren die Flächensegmente 324, 326 wieder in ihre, in 14 gezeigte, Ausgangsstellung.
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Alternativ hierzu ist denkbar, dass die die Lamellen gemäß 14 in einer unbelasteten Ausgangsstellung des Biegestabs geöffnet und durch eine entgegen einer elastischen Rückstellkraft des Biegestabs gerichteten Verformung des Biegestabs in die in 15 gezeigte Schließstellung übergehen. Im Falle eines Versagens der Kühljalousie wäre diese geöffnet. Einer Überhitzung des Motors wäre inhärent entgegengewirkt.
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Die freien und den Biegestab 322 abgewandten Enden der Flächensegmente 324, 326 bewegen sich voneinander weg. Der Winkel zwischen den Flächensegmenten 324, 326 wird größer. In der in 14 gezeigten Schließstellung beträgt er mehr als 90°, bevorzugt mehr als 120° oder mehr als 140°.
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Die in 14 und in 15 gezeigte Ausgestaltung hat den Vorteil, dass lediglich mit einem einzigen Biegestab 322 zwei jeweils hiermit gekoppelte Lamellen 324, 326 synchron und gegensinnig zueinander verschwenkt oder umgeknickt werden können.
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In der Ausgestaltung gemäß der 16 bis 19 ist eine um 90° gedrehte Ausrichtung von Lamellen 420, 520 am Träger 40 vorgesehen. Bezogen auf eine spätere Montageposition im oder am Kraftfahrzeug 1 verlaufen die Biegestäbe 422, 522 der Lamellen 420, 520 im Wesentlichen entlang der Fahrzeughochachse (z). Die gegenüberliegenden Längsenden der jeweiligen Biegestäbe 422, 522 sind hier mit dem oberen Schenkel 41 und dem unteren Schenkel 42 des Trägers 40 verbunden. Eine Biegebewegung der Biegestäbe 422, 522 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel einer Kühlerjalousie 200 in Fahrzeuglängsrichtung.
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Jede der beiden Lamellen 420, 520 weist jeweils einen Biegestab 422, 522 und jeweils zwei Flächensegmente 424, 426 bzw. 524, 526 auf. Die Flächensegmente 424, 426 sind analog der zu den 14 und 15 geschilderten Funktionsweise mit dem Biegestab 422 verbunden. Durch eine Biegung des Biegestabs 422 können die Flächensegmente 424, 426 von der in 17 im Querschnitt gezeigten aufgespannten Schließstellung in eine in 19 gezeigte V-förmige zusammengeklappte Stellung überführt werden. In der in 18 in Draufsicht gezeigten Öffnungsstellung der Kühlerjalousie 200 ist zumindest ein Teilbereich der Querschnittsfläche 45 von Luft durchströmbar.
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Die einander zugewandten Flächensegmente 426, 524 der Lamellen 420, 520 weisen miteinander korrespondierende Verbindungsglieder 432, 532 auf. In der in 17 gezeigten Verschluss- oder Schließstellung sind die Verbindungsglieder 432, 532 der einander zugewandten Flächensegmente 426, 524 der benachbart angeordneten Lamellen 420, 520 miteinander in Eingriff, sodass die Lamellen 420, 520 in ihrer Schließstellung stabilisiert sind.
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In den 20 und 21 ist ein weiterer Stellmechanismus gezeigt, um einen Biegestab 422 einer Lamelle 420 bedarfsgerecht zu verformen. Bei dieser Ausgestaltung weist der Träger 40 einen, wie bereits zuvor beschriebenen, unteren Schenkel 42, jedoch zwei parallel zueinander verlaufende obere Schenkel 41a und 41b auf. Zwischen den Schenkeln 41a, 41b befindet sich ein längsverschiebliches Druckstück 50. Das Druckstück 50 ist im Zwischenraum zwischen den beiden oberen Schenkeln 41a, 41b längsverschieblich, vorliegend senkrecht zur Längserstreckung des Biegestabs 422 geführt.
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Ein oberes Längsende des Biegestabs 425 ist mit einer Anlaufschräge 427 versehen, welche korrespondierend mit einer Anlaufschräge 57 an einer dem Schenkel 41a zugewandten Unterseite des Druckstücks 50 ausgebildet ist. Das Längsende 425 des Biegestabs 422 durchsetzt den inneren oberen Schenkel 41a und gelangt mit der Anlaufschräge des Druckstücks 50 zur Anlage. Eine Längsverschiebung des Druckstücks 50 bewirkt, dass die miteinander korrespondierenden Anlaufschrägen 57, 427 aneinander vorbeigleiten, wodurch der Biegestab 422 eine Stauchung erfährt. Da das gegenüberliegende Längsende 428 des Biegestabs 422 am unteren Schenkel 42 abgestützt oder fixiert ist, antwortet der Biegestab 422 mit einer vorgegebenen Biegung auf die vom Druckstück 50 ausgehende Stauchung. Ein entsprechendes Verschwenken oder Umknicken der beiden Flächensegment 424 und 426 ist die Folge, wie dies aus einem Vergleich der 20 und 21 hervorgeht.
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Die dargestellten Ausführungsformen zeigen lediglich mögliche Ausgestaltung der Erfindung zu welcher weitere zahlreiche Varianten denkbar und im Rahmen der Erfindung sind. Die exemplarisch gezeigten Ausführungsbeispiele sind in keiner Weise hinsichtlich des Umfangs, der Anwendbarkeit oder der Konfigurationsmöglichkeiten der Erfindung als einschränkend auszulegen. Die vorliegende Beschreibung zeigt dem Fachmann lediglich eine mögliche Implementierung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels auf. So können an der Funktion und Anordnung von beschriebenen Elementen vielfältigste Modifikationen vorgenommen werden, ohne hierbei den durch die nachfolgenden Ansprüche definierten Schutzbereich oder dessen Äquivalente zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Kraftfahrzeugkarosserie
- 3
- Innenraum
- 4
- Fahrzeugfront
- 5
- Frontverkleidung
- 6
- Lufteinlass
- 7
- Gitter
- 10
- Kühlerjalousie
- 20
- Lamelle
- 22
- Biegestab
- 23
- mittlerer Abschnitt
- 24
- Flächensegment
- 25
- Längsende
- 26
- Längsende
- 27
- Seitenrand
- 28
- Seitenrand
- 29
- Längsende
- 30
- Längsende
- 31
- Gegenverbindungsglied
- 32
- Verbindungsglied
- 40
- Träger
- 41
- Schenkel
- 41a
- Schenkel
- 41b
- Schenkel
- 42
- Schenkel
- 43
- Schenkel
- 44
- Schenkel
- 45
- Querschnittsfläche
- 46
- Stellglied
- 47
- Rahmen
- 48
- Führungsnut
- 50
- Druckstück
- 57
- Anlaufschräge
- 100
- Kühlerjalousie
- 120
- Lamelle
- 122
- Biegestab
- 124
- Flächensegment
- 131
- Gegenverbindungsglied
- 132
- Verbindungsglied
- 200
- Kühlerjalousie
- 220
- Lamelle
- 222
- Biegestab
- 224
- Flächensegment
- 231
- Gegenverbindungsglied
- 232
- Verbindungsglied
- 320
- Lamelle
- 322
- Biegestab
- 324
- Flächensegment
- 326
- Flächensegment
- 332
- Verbindungsglied
- 420
- Lamelle
- 422
- Biegestab
- 424
- Flächensegment
- 425
- Längsende
- 426
- Flächensegment
- 427
- Anlaufschräge
- 428
- Längsende
- 432
- Verbindungsglied
- 520
- Lamelle
- 522
- Biegestab
- 524
- Flächensegment
- 526
- Flächensegment
- 532
- Verbindungsglied
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008013420 A1 [0004]