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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Frontpartie für ein Kraftfahrzeug, bei der zwischen einem Kühler und einer dem Kühler in der Fahrzeugaußenhaut vorgelagerten Einlassöffnung für Kühlluft ein sogenannter Aeroshutter angebracht ist.
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Der Aeroshutter umfasst herkömmlicherweise mehrere Lamellen, die in einem Rahmen zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung schwenkbar aufgehängt sind, um die Luftzufuhr über die Einlassöffnung zum Kühler zu steuern. Um den Luftstrom durch den Kühler anzutreiben, wird Energie benötigt, die der Bewegung des Fahrzeugs entzogen wird. Eine Verringerung des Luftdurchsatzes durch den Kühler auf exakt denjenigen Wert, der zum Aufrechterhalten einer Solltemperatur des Motors benötigt wird, macht sich daher als Verbesserung des cw-Werts des Fahrzeugs und damit letztlich als Verminderung des Kraftstoffverbrauchs bemerkbar.
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Der Rahmen des Aeroshutters ist üblicherweise entsprechend der Gestalt der Einlassöffnung in Fahrzeugquerrichtung langgestreckt, und auch die Achsen der Lamellen erstrecken sich im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung. Je länger die Lamellen sind, umso leichter verbiegen sie sich im Kühlluftstrom und schließen dann nicht mehr richtig. Um einer solchen Durchbiegung der Lamellen vorzubeugen, kann in etwa mittig zwischen zwei Seitenwänden des Rahmens, an denen die Lamellen angelenkt sind, ein die Lamellen unterstützender Hilfsträger vorgesehen sein. Der Hilfsträger vergrößert jedoch die Ausdehnung des Aeroshutters in Fahrzeuglängsrichtung. Je größer diese Ausdehnung ist, umso kleiner ist der Weg, um den die Frontpartie bei Kollision mit einem Fußgänger nachgeben kann, ohne dass dabei der Aeroshutter verformt wird und die Steifigkeit der Frontpartie erhöht.
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Außerdem steigt die Gefahr, dass, wenn bei einer Kollision mit einem schwereren Kollisionspartner als einem Fußgänger die Frontpartie gestaucht wird, Teile des Aeroshutters, insbesondere der Hilfsträger, sich in den Kühler hineindrücken und diesen beschädigen.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Frontpartie für ein Kraftfahrzeug anzugeben, bei der das Risiko einer Beschädigung des Kühlers im Kollisionsfall gering gehalten werden kann und/oder die Freiheit der Frontpartie, bei einer Kollision mit einem Fußgänger nachzugeben, durch den Platzbedarf des Aeroshutters möglichst wenig eingeschränkt ist.
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Die Aufgabe wird einer Ausgestaltung der Erfindung zufolge gelöst, indem bei einer Frontpartie für ein Kraftfahrzeug mit einem zwischen einer Einlassöffnung und einem Kühler angeordneten Aeroshutter, der einen eine Durchlassöffnung begrenzenden Rahmen und wenigstens eine Lamelle aufweist, die an zwei Seitenwänden des Rahmens und an wenigstens einem in der Durchlassöffnung beabstandet von beiden Seitenwänden angeordneten Hilfsträger um eine Achse schwenkbar montiert ist, der Hilfsträger eine zwischen der Lamelle und dem Kühler angeordnete Leiste umfasst, die mit dem Rahmen über eine Sollbruchstelle verbunden ist. Indem die Sollbruchstelle bei einer Kollision zerstört wird, geht auch der innere Zusammenhalt des Hilfsträgers verloren, sodass dieser, anstatt bei einer Kollision in den Kühler hineingedrückt zu werden, selber in der Fahrzeuglängsrichtung nachgeben kann, ohne den Kühler zu beschädigen.
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Die Leiste ist vorzugsweise quer zur Achse der Lamelle langgestreckt, und ein von der Leiste quer zur Leiste und zur Achse abstehender Lagerarm trägt ein Lager, durch das sich die Achse erstreckt und an dem die Lamelle drehbar gehalten ist.
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Die Leiste ist vorzugsweise an einer stromabwärtigen, d.h. dem Kühler zugewandten Seite der wenigstens einen Lamelle angeordnet. So kann an der stromaufwärtigen Seite der Lamelle der Abstand zur Einlassöffnung bzw. zu einem Kühlergrill klein gemacht werden.
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Des Weiteren kann der Hilfsträger wenigstens einen sich quer zu der Leiste und zur Achse erstreckenden Befestigungsarm umfassen, der die Leiste mit dem Rahmen verbindet.
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Die Sollbruchstelle ist dann vorzugsweise in dem Befestigungsarm gebildet.
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Wenn die Sollbruchstelle den Befestigungsarm hälftig teilt, können die beim Brechen der Sollbruchstelle entstehenden Bruchstücke des Befestigungsarms in eine in Fahrzeuglängsrichtung miteinander überlappende Stellung geschoben werden, wodurch der Aeroshutter in Fahrzeuglängsrichtung in erheblichem Umfang gestaucht werden kann, ohne gleichzeitig den Kühler zu beschädigen.
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Das Brechen der Sollbruchstelle kann durch Zurückweichen gegen einen Stoßfängerquerträger im Kollisionsfall herbeigeführt werden. Um eine letztlich zum Bruch führende Deformation des Hilfsträgers beim Zurückweichen zu erzwingen, sollte der Hilfsträger in Fahrzeuglängsrichtung gesehen mit dem Stoßfängerquerträger überlappen.
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Um im Kollisionsfall zu vermeiden, dass der Hilfsträger weit zurückgedrängt wird und in den Kühler eindringt, und gleichzeitig eine Deformation des Hilfsträgers bis zum Brechen der Sollbruchstelle sicherzustellen, kann der Hilfsträger zweckmäßigerweise eine dem Stoßfängerquerträger zugewandte Schräge aufweisen, die angeordnet und orientiert ist, um durch ein Zurückweichen gegen den Stoßfängerquerträger im Kollisionsfall vertikal ausgelenkt zu werden.
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Der Hilfsträger und der Rahmen des Aeroshutters können zweckmäßigerweise einteilig aus Kunststoff spritzgeformt sein.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Aeroshutters;
- 2 ein Detail des Aeroshutters in einer Ansicht von unten;
- 3 einen Schnitt entlang der Ebene III-III in 2;
- 4 einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Frontpartie mit intaktem Hilfsträger unter Normalbedingungen;
- 5 einen zu 4 analogen Querschnitt durch die Frontpartie im Kollisionsfall.
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1 ist eine perspektivische Ansicht der im eingebauten Zustand einem Kühler zugewandten Innenseite eines Aeroshutters 1. Ein aus Kunststoff spritzgeformter Rahmen 2 des Aeroshutters umfasst ein unteres Rahmenprofil 3, ein oberes Rahmenprofil 4, zwei seitliche Profile 5 sowie ein mittleres Profil 6, die jeweils die horizontal verlaufenden Rahmenprofile 3, 4 miteinander verbinden und so zwei Durchlassöffnungen 7 beiderseits des mittleren Rahmenprofils 6 begrenzen. Die seitlichen Rahmenprofile 5 und das mittlere Rahmenprofil 6 haben jeweils an die Durchlassöffnung 7 angrenzende, sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Seitenwände 8, in denen Lamellen 9 um Achsen schwenkbar gelagert sind. Zwischen den Seitenwänden 8 des mittleren Rahmenprofils 6 ist ein Motor 10 zum Antreiben einer Schwenkbewegung der Lamellen 9 untergebracht.
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1 zeigt die Lamellen 9 in einer Offenstellung, in der die Lamellen 9 einer Durchlassöffnung 7 im Schnitt quer zu ihren Achsen horizontal und parallel zueinander ausgerichtet sind und zwischen ihnen sowie oberhalb und unterhalb der Lamellen 9, angrenzend an die horizontalen Rahmenprofile 3, 4, jeweils geräumige Spalte offen sind. Mit Hilfe des Motors 10 sind die Lamellen 9 aus der Offenstellung in eine Schließstellung schwenkbar, in der ihre oberen und unteren Ränder jeweils an einem Rand einer benachbarten Lamelle 9 oder einem der horizontalen Rahmenprofile 3, 4 dicht anliegen.
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Um zu verhindern, dass die Lamellen 9 unter dem Druck eines durch die Spalte verlaufenden Luftstroms verbogen werden, sind an den Durchlassöffnungen 7 jeweils Hilfsträger 11 zum Unterstützen der Lamellen 9 abseits ihrer Lager in den Seitenwänden 8 vorgesehen. 1 zeigt einen Hilfsträger 11 an jeder Durchlassöffnung 7, der von einem der seitlichen Rahmenprofile 5 und dem mittleren Rahmenprofil 6 jeweils in etwa gleich weit entfernt ist. Bei Bedarf können mehrere Hilfsträger 11 über die Breite einer Durchlassöffnung 7 verteilt sein.
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Jeder Hilfsträger umfasst eine Leiste 12, die sich in etwa in einer zu den Seitenwänden 8 parallelen Ebene erstreckt, sowie von der Leiste 12 in Fahrzeuglängsrichtung nach vorn vorspringende Arme. Einer dieser Arme, als Befestigungsarm 13 bezeichnet, verbindet die Leiste 12 mit dem unteren Rahmenprofil 3. Ein weiterer, in der Ansicht der 1 weitgehend verdeckter Befestigungsarm 14 erstreckt sich von einem oberen Ende der Leiste 12 nach vorn zum oberen Rahmenprofil 4. Zwischen den Befestigungsarmen 12, 13 springen Lagerarme 15 von der Leiste 12 vor. Das freie Ende eines jeden Lagerarms 15 ist mit einer der Lamellen 9 schwenkbar verbunden. Eine solche Verbindung kann zum Beispiel Haken oder Klauen des Lagerarms 15 umfassen, die eine randoffene Lageraussparung begrenzen, die einen Achszapfen 21 der Lamelle 9 aufnimmt, oder die Lamelle 9 kann mit entsprechenden, einen am Lagerarm 15 festen Achszapfen umgreifenden Klauen oder Haken versehen sein. Während die Lageraussparung vorzugsweise rund ist, trifft dies für den Achszapfen ist nicht notwendigerweise zu; eine unrunde Querschnittsform bietet die Möglichkeit, durch Tordieren der Lamelle 9 den Achszapfen so zu orientieren, dass er durch die Randöffnung in die Lageraussparung einrücken kann, ohne dass gleichzeitig die Klauen oder der Haken verbogen werden müssen; lässt man anschließend die Lamelle 9 sich wieder entspannen, so gelangt der Achszapfen in eine Orientierung, in der er in der Lageraussparung formschlüssig gefangen ist.
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Der Befestigungsarm 13 ist jeweils mit einer Sollbruchstelle 16 versehen, wie in 2 in einer vergrößerten Ansicht von unten des Befestigungsarms 13 zu erkennen ist. Die Sollbruchstelle 16 teilt den Befestigungsarm 13 in zwei in etwa gleich lange Abschnitte, einen vorderen Abschnitt 17 und einen hinteren Abschnitt 18. Der vordere Abschnitt 17 kann, wie in 3 zu erkennen, einen L- oder T-förmigen Querschnitt haben, wobei ein horizontaler Schenkel 19 dieses Querschnitts jenseits der Sollbruchstelle 16 kontinuierlich in den hinteren Abschnitt 18 übergeht und ein vertikaler Schenkel 20 den horizontalen Schenkel 19 mit dem sich darüber in der Fahrzeuglängsrichtung (der x-Richtung des in 1 eingezeichneten Koordinatensystems) schräg ansteigenden unteren Rahmenprofil 3 verbindet.
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Der vordere Abschnitt 17 ist somit in der Vertikalen (der z-Richtung des Koordinatensystems von 1) weitgehend unbeweglich, während der hintere Abschnitt 18 in der z-Richtung und in Fahrzeugquerrichtung (der y-Richtung) relativ leicht auslenkbar ist.
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4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Frontpartie in einem nicht deformierten Zustand, unter normalen Betriebsbedingungen des Fahrzeugs. Die Schnittebene der 4 erstreckt sich in der xz-Ebene durch den Hilfsträger 11, entlang der Leiste 12 und des Befestigungsarms 13, allerdings seitlich versetzt gegen den vertikalen Schenkel 20, wie in 3 durch eine Ebene IV-IV angedeutet, sodass im unteren Teil der Figur der vordere Abschnitt 17 des Befestigungsarms 13 und das untere Rahmenprofil 3 deutlich getrennt erkennbar sind und lediglich an einem vorderen Ende des Schenkels 19 aufeinandertreffen.
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Die Lagerarme 15 liegen außerhalb der Schnittebene; zu sehen ist jeweils nur ein die Schnittebene kreuzender Achszapfen 21 am freien Ende der Lagerarme 15, an dem jeweils eine Lamelle 9 aufgehängt ist.
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In Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) hinter dem Aeroshutter 1 ist ein Stoßfängerquerträger 22 angeordnet. Eine Region 23 vor dem Stoßfängerquerträger 22 und unterhalb des unteren Rahmenprofils 3 des Aeroshutters 1 ist mit einem im Kollisionsfall stauchbaren Material wie etwa einem Hartschaum ausgefüllt. Die Region 23 ist nach vorn begrenzt durch eine in 4 nur teilweise dargestellte Stoßfängerverkleidung 24. Die Stoßfängerverkleidung 24 bildet den unteren Rand einer Einlassöffnung 25 für Kühlluft. Nach oben ist die Einlassöffnung 25 begrenzt durch ein Verkleidungselement 26, welches z.B. einen (nicht dargestellten) Haubenschlossträger und das obere Rahmenprofil 4 verbirgt. In der Einlassöffnung 25 kann ein Kühlergrill vorgesehen sein, der die Lamellen 9 in der Außenansicht des Fahrzeugs weitgehend verbirgt.
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Die Stoßfängerverkleidung 24 ist entlang einer oberen hinteren Kante mit dem unteren Rahmenprofil 3 verbunden, z.B. indem die Kante in eine nach unten und nach vorn offene Aussparung des Rahmenprofils 3 eingreift.
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Im Kollisionsfall wird zunächst die Stoßfängerverkleidung 24 in der x-Richtung zurückgedrängt, der Hartschaum in der Region 23 wird gestaucht, und vom Rahmen 2 des Aeroshutters 1 wird insbesondere das vorspringende untere Rahmenprofil 3 unter dem Druck der Stoßfängerverkleidung 24 in das Fahrzeuginnere verschoben. Dabei gelangt ein unteres Ende der Leiste 12 in Kontakt mit einer oberen Kante 27 des Stoßfänger-Querträgers 22. Infolge der Schrägstellung der Leiste 12 weichen die Leiste 12 und der hintere Abschnitt 18 des Befestigungsarms 13 nach oben aus, und an der Sollbruchstelle 16 bildet sich zunächst ein Knick. Mit fortschreitender Auslenkung nach hinten der Stoßfängerverkleidung 24 und des unteren Rahmenprofils 3 kommt es schließlich zum Kontakt der oberen Kante 27 mit dem vorderen Abschnitt 17 des Befestigungsarms 13, wie in 5 gezeigt. Infolge der starren Verbindung zwischen beiden durch den Schenkel 20 zwingt dieser Kontakt den vorderen Abschnitt 17 und das untere Rahmenprofil 3 zu einer Schwenkbewegung entgegen dem Uhrzeigersinn, bei der die Sollbruchstelle 16 bricht und der hintere Abschnitt 18 auf eine tiefere Position als die des von der Stoßfängerverkleidung 24 angehobenen vorderen Abschnitts 17 zurückschnellt. Es genügt nun ein leichter Kontakt der Leiste 12 mit einem hinter dem Aeroshutter 1 liegenden Hindernis wie etwa dem Kühler 28 selbst oder einem dem Kühler 28 zu dessen Schutz vorgelagerten Ablenker, um die Leiste 12 am weiteren Zurückweichen zu hindern. So erreichen die Abschnitte 17, 18, wie in 5 gezeigt, eine Stellung, in der sie miteinander in der Fahrzeuglängsrichtung überlappen. So kann die Gefahr, dass der Kühler 28 bei einer Kollision beschädigt wird, die nicht intensiv genug ist, um auch den Stoßfänger-Querträger 22 zu deformieren, erheblich vermindert werden.
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Es versteht sich, dass die obige detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen zwar bestimmte exemplarische Ausgestaltungen der Erfindung darstellen, dass sie aber nur zur Veranschaulichung gedacht sind und nicht als den Umfang der Erfindung einschränkend ausgelegt werden sollen. Diverse Abwandlungen der beschriebenen Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Rahmen der nachfolgenden Ansprüche und deren Äquivalenzbereich zu verlassen. Insbesondere gehen aus dieser Beschreibung und den Figuren auch Merkmale der Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Aeroshutter
- 2
- Rahmen
- 3
- unteres Rahmenprofil
- 4
- oberes Rahmenprofil
- 5
- seitliches Rahmenprofil
- 6
- mittleres Rahmenprofil
- 7
- Durchlassöffnung
- 8
- Seitenwand
- 9
- Lamelle
- 10
- Motor
- 11
- Hilfsträger
- 12
- Leiste
- 13
- Befestigungsarm
- 14
- Befestigungsarm
- 15
- Lagerarm
- 16
- Sollbruchstelle
- 17
- vorderer Abschnitt
- 18
- hinterer Abschnitt
- 19
- horiz. Schenkel
- 20
- vertikaler Schenkel
- 21
- Achszapfen
- 22
- Stoßfängerquerträger
- 23
- Region
- 24
- Stoßfängerverkleidung
- 25
- Einlassöffnung
- 26
- Verkleidungselement
- 27
- obere Kante
- 28
- Kühler
