DE102019113161A1

DE102019113161A1 - Luftklappensystem

Info

Publication number: DE102019113161A1
Application number: DE102019113161.8A
Authority: DE
Inventors: Christian Hack; Oeztzan AKIF
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2019-05-17
Filing date: 2019-05-17
Publication date: 2020-11-19
Also published as: US11945516B2; CN113853319A; US20220212729A1; WO2020234047A1

Abstract

Ein Luftklappensystem (10) für die Steuerung des Luftzutritts in ein Kraftfahrzeug umfasst:- mindestens eine Luftklappe (110), die zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung verschwenkbar ist, und ein elastisches Element (100), welches vorgesehen ist für die Kopplung des Luftklappensystems (10) an einen Fahrzeugrahmen, wobei das elastische Element (100) zumindest teilweise entlang der Fahrzeuglängsrichtung elastisch ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Luftklappensystem gemäß Anspruch 1 für die Steuerung des Luftzutritts in ein Kraftfahrzeug, ein Verfahren gemäß Anspruch 10 zum Zusammenbau eines Luftklappensystems sowie ein mit einem solchen Luftklappensystem ausgestattetes Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 11.
Stand der Technik
Bei heutigen Kraftfahrzeugen sind aus aerodynamischen Gründen Luftklappensysteme vorgesehen, um den Luftzutritt in das Kraftfahrzeug aktiv durch verstellbare Luftklappen im Bereich des Kühlergrills steuern zu können. Die Verbesserung der Aerodynamik von Kraftfahrzeugen stellt eine der Möglichkeiten dar, den Kraftstoffverbrauch und damit die CO₂-Emission der Kraftfahrzeuge zu reduzieren. So kann beispielsweise durch Schließen der Luftklappen die Entstehung eines Luftpolsters vor dem Kühlergrill bewirkt werden, welches eine Verwirbelung der Luft verhindert oder zumindest reduziert. Andererseits muss der Zutritt von Luft oder Frischluft in den Motor oder den Fahrgastraum aus naheliegenden Gründen jederzeit möglich sein. Die Verstellung der Luftklappen erfolgt in der Regel durch einen elektrischen Stellantrieb.
Es ist bekannt, Luftklappensysteme mit integrierten Radarsensoren starr im Fahrzeugrahmen zu befestigen. Der Nachteil einer solchen Anordnung sind die verhältnismäßig hohen Kosten, die entstehen durch die erneute Befestigung des Luftklappensystems und der Radarsensoren nach einem Aufprall bei niedrigen Geschwindigkeiten. Bei einem Parkrempler bei niedrigen Geschwindigkeiten oder bei niedrigen Belastungen auf Fahrzeugverkleidung, Stoßfänger und das Luftklappensystem kann das Luftklappensystem aus der Ausgangsstellung gebracht werden. Ist ein Radarsensor in dem Luftklappensystem verbaut, wird dieser dadurch ebenfalls aus seiner Ausgangsstellung gebracht. Dies kann die Funktion des Radarsensors beeinträchtigen.
Kurzzusammenfassung der vorliegenden Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Luftklappensystem für die Steuerung des Luftzutritts in ein Kraftfahrzeug, ein Verfahren zum Zusammenbau eines solchen Luftklappensystems, sowie ein Kraftfahrzeug, umfassend ein solches Luftklappensystem anzugeben.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Luftklappensystem gemäß Anspruch 1, ein Verfahren gemäß Anspruch 10, sowie ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 11. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein erfindungsgemäßes Luftklappensystem für die Steuerung des Luftzutritts in ein Kraftfahrzeug umfasst mindestens eine Luftklappe, die zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung verschwenkbar ist. Das Luftklappensystem umfasst ferner ein elastisches Element, welches vorgesehen ist für die Kopplung des Luftklappensystems an einen Fahrzeugrahmen. Das elastische Element ist zumindest teilweise entlang der Fahrzeuglängsrichtung elastisch.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht eine einfache und kostengünstige Umsetzung einer Rückstellung des Luftklappensystems. Dabei können regulatorische Anforderungen zum Fußgängerschutz eingehalten werden. Bei einem Parkrempler bei niedrigen Geschwindigkeiten oder bei niedrigen Belastungen auf Fahrzeugverkleidung, Stoßfänger und das Luftklappensystem kann das Luftklappensystem beispielsweise durch Federelemente auf beiden Seiten der Lagerung in die Ausgangsstellung zurückgestellt werden. Durch den Aufprall wird das Luftklappensystem aus der Ausgangsstellung gebracht. Ist ein Radarsensor in dem Luftklappensystem verbaut, wird dieser dadurch ebenfalls aus seiner Ausgangsstellung gebracht. Dies kann die Funktion des Radarsensors beeinträchtigen. Das in der Lagerung Luftklappensystems befindliche elastische Element stellt das Luftklappensystem in die Ausgangsstellung zurück. Damit wird ein einschränkungsfreies Funktionieren des Radarsensors sichergestellt.
In einer Ausführungsform des Luftklappensystems bewirkt das elastische Element eine Rückstellkraft, um das Luftklappensystem nach einem Aufprallereignis in eine Ausgangsstellung zurückzubringen.
In einer weiteren Ausführungsform des Luftklappensystems umfasst das Luftklappensystem ferner einen Radarsensor zur Erfassung eines Objektes.
In einer weiteren Ausführungsform des Luftklappensystems ist das Luftklappensystem mittels des elastischen Elementes elastisch gelagert.
In einer weiteren Ausführungsform des Luftklappensystems weist das Luftklappensystem einen Luftklappensystem-Rahmen auf, wobei das elastische Element in dem Luftklappensystem-Rahmen verclipst ist. Das Verclipsen des elastischen Elementes ermöglicht eine wohldefinierte Positionierung.
In einer weiteren Ausführungsform des Luftklappensystems weist das Luftklappensystem ein Halteelement auf, welches zur Kopplung zwischen Luftklappensystem und Fahrzeugrahmen dient, wobei das Halteelement an dem Fahrzeugrahmen befestigt, insbesondere verschraubt ist.
In einer weiteren Ausführungsform des Luftklappensystems umfasst das elastische Element eine Kunststofffeder oder eine Metallfeder. Insbesondere durch das Verwenden einer Kunststofffeder kann auf die Verwendung einer Stahlfeder mit hoher Spannung verzichtet werden.
In einer weiteren Ausführungsform des Luftklappensystems ist der Radarsensor in einem oberen Kühllufteinlass des Luftklappensystems angeordnet.
In einer weiteren Ausführungsform des Luftklappensystems entspricht eine Losbruchkraft einer Kraft, die notwendig ist, um das elastische Element aus einer Arretierstellung zu lösen, wobei die Losbruchkraft größer oder gleich der Rückstellkraft ist. Durch das Vorsehen einer Losbruchkraft, bei der das elastische Element aus einer Sollbruchstelle in der Ausgangsstellung losgebrochen wird, ist beim Rückfahren in die Verrastungen keine höhere Kraft notwendig. Stattdessen kann das elastische Element ohne Kraftaufwand in die Losbruchstellen zurückfallen.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Zusammenbau eines Luftklappensystems für die Steuerung des Luftzutritts in ein Kraftfahrzeug, wobei das Luftklappensystem mindestens eine Luftklappe umfasst, die zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung verschwenkbar ist, umfasst folgende Schritte:

- Vorsehen eines elastischen Elementes in dem Luftklappensystems, und
- Koppeln des elastischen Elementes an einen Fahrzeugrahmen, wobei das elastische Element zumindest teilweise entlang der Fahrzeuglängsrichtung elastisch ist.

Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Kraftfahrzeug, das mit dem vorgenannten Luftklappensystem ausgerüstet ist. Dementsprechend ergeben sich auch gleiche oder ähnliche Vorteile wie die in Verbindung mit dem vorstehend Beschriebenen, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehenden Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwiesen wird.
Einige vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigen:

1 ein Luftklappensystem gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 einen vergrößerten Bildausschnitt von 1;
3 und 4 eine Seitenansicht der ersten Ausführungsform; und
5 eine perspektivische Ansicht der ersten Ausführungsform aus einer anderen Blickrichtung.

Orientierungsangaben, wie beispielsweise „links“, „rechts“, „oben“ und „unten“ sowie „vertikal“ und „horizontal“ beziehen sich auf eine Anordnung, wie sie üblicherweise bei auf einer horizontalen Fläche befindlichen Kraftfahrzeugen gegeben ist, ohne dass dies eine Beschränkung darstellen soll.
1 zeigt ein Luftklappensystem 10 für die Steuerung des Luftzutritts in ein Kraftfahrzeug. Luftklappensystem 10 umfasst mindestens eine Luftklappe 110. Luftklappe 110 ist zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung verschwenkbar.
Luftklappensystem 10 umfasst ein Federelement 100 (näher gezeigt in 2, die einen Ausschnitt aus 1 darstellt). Federelement 100 ist ein Beispiel für ein elastisches Element. Federelement 100 ist vorgesehen für die Kopplung von Luftklappensystem 10 an einen Fahrzeugrahmen. Dabei ist Federelement 100 zumindest teilweise entlang der Fahrzeuglängsrichtung elastisch.
Weitere Darstellungen von Federelement 100 sind aus den 2 bis 5 ersichtlich, die sich im Wesentlichen auf den in 1 mit einem gepunkteten Rechteck markierten Bereich beziehen.
Federelement 100 bewirkt eine Rückstellkraft, um Luftklappensystem 10 nach einem Aufprallereignis in eine Ausgangsstellung zurückzubringen. Mit Hilfe von Federelement 100 lässt sich eine elastische Lagerung von Luftklappensystem 10 erreichen. Federelement 100 ist insbesondere als Druckfeder ausgestaltet. Federelement 100 kann beispielsweise eine Spiralfeder umfassen, sie sich zumindest teilweise in der Fahrzeuglängsrichtung erstreckt.
In der in 1 gezeigten Ausführungsform umfasst Luftklappensystem 10 ferner einen Radarsensor 120 zur Erfassung eines Objektes, wie etwa einem Fußgänger. Radarsensor 120 ist hier in einem oberen Kühllufteinlass des Luftklappensystems 10 angeordnet.
Luftklappensystem 10 weist ferner einen Luftklappensystem-Rahmen 20 auf. Federelement 100 ist in einer Ausführungsform in Luftklappensystem-Rahmen 20 verclipst oder verrastet. Durch die Verrastung von Federelement 100 kann eine wohldefinierte Positionierung von Federelement 100 und Luftklappensystem 10 erreicht werden. In einer Ausführungsform weist Luftklappensystem 10 ein Halteelement 30 auf, welches zur Kopplung zwischen Luftklappensystem 10 und Fahrzeugrahmen dient. Halteelement 30 ist dabei an dem Fahrzeugrahmen befestigt, insbesondere verschraubt.
Bei Federelement 100 kann es sich beispielsweise um eine Kunststofffeder oder eine Metallfeder handeln.
Zum Lösen von Federelement 100 aus einer Arretierstellung ist eine Losbruchkraft erforderlich. Die Losbruchkraft ist größer oder gleich der Rückstellkraft.
Ein Verfahren zum Zusammenbau des oben beschriebenen Luftklappensystems 10 für die Steuerung des Luftzutritts in ein Kraftfahrzeug, wobei das Luftklappensystem 10 mindestens eine Luftklappe 110 umfasst, die zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung verschwenkbar ist, umfasst folgende Schritte:

- Vorsehen von Federelement 100 in Luftklappensystem 10,

- Koppeln von Federelement 100 an einen Fahrzeugrahmen, wobei Federelement 100 zumindest teilweise entlang der Fahrzeuglängsrichtung elastisch ist.

Luftklappensystem 10 ist geeignet zum Einbau in einem Kraftfahrzeug (nicht gezeigt).
Es versteht sich, dass bei der vorliegenden Erfindung ein Zusammenhang zwischen einerseits Merkmalen besteht, die im Zusammenhang mit Verfahrensschritten beschrieben wurden, sowie andererseits Merkmalen, die im Zusammenhang mit entsprechenden Vorrichtungen beschrieben wurden. Somit sind beschriebene Verfahrensmerkmale auch als zur Erfindung gehörige Vorrichtungsmerkmale - und umgekehrt - anzusehen, selbst wenn dies nicht explizit erwähnt wurde.
Es ist festzuhalten, dass die unter Bezug auf einzelne Ausführungsformen bzw. Varianten beschriebenen Merkmale der Erfindung, wie beispielsweise Art und Ausgestaltung der einzelnen Luftklappen und Aktuatoren, sowie deren räumliche Anordnung, auch bei anderen Ausführungsformen vorhanden sein können, außer wenn es anders angegeben ist oder sich aus technischen Gründen von selbst verbietet. Von derartigen, in Kombination beschriebenen, Merkmalen einzelner Ausführungsformen müssen außerdem nicht notwendigerweise immer alle Merkmale in einer betreffenden Ausführungsform realisiert sein.

Claims

Luftklappensystem (10) für die Steuerung des Luftzutritts in ein Kraftfahrzeug, umfassend - mindestens eine Luftklappe (110), die zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftklappensystem (10) ein elastisches Element (100) umfasst, welches vorgesehen ist für die Kopplung des Luftklappensystems (10) an einen Fahrzeugrahmen, wobei das elastische Element (100) zumindest teilweise entlang der Fahrzeuglängsrichtung elastisch ist.
Luftklappensystem (10) nach Anspruch 1, wobei das elastische Element (100) eine Rückstellkraft bewirkt, um das Luftklappensystem (10) nach einem Aufprallereignis in eine Ausgangsstellung zurückzubringen.
Luftklappensystem (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Luftklappensystem (10) ferner einen Radarsensor (120) zur Erfassung eines Objektes umfasst.
Luftklappensystem (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Luftklappensystem (10) mittels des elastischen Elementes (100) elastisch gelagert ist.
Luftklappensystem (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Luftklappensystem (10) einen Luftklappensystem-Rahmen (20) aufweist, und wobei das elastische Element (100) in dem Luftklappensystem-Rahmen (20) verclipst ist.
Luftklappensystem (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Luftklappensystem (10) ein Halteelement (30) aufweist, welches zur Kopplung zwischen Luftklappensystem (10) und Fahrzeugrahmen dient, und wobei das Halteelement an dem Fahrzeugrahmen befestigt, insbesondere verschraubt ist.
Luftklappensystem (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das elastische Element (100) eine Kunststofffeder oder eine Metallfeder umfasst.
Luftklappensystem (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Radarsensor (120) in einem oberen Kühllufteinlass des Luftklappensystems (10) angeordnet ist.
Luftklappensystem (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Losbruchkraft einer Kraft entspricht, die notwendig ist, um das elastische Element (100) aus einer Arretierstellung zu lösen, und wobei die Losbruchkraft größer oder gleich der Rückstellkraft ist.
Verfahren zum Zusammenbau eines Luftklappensystems (10) für die Steuerung des Luftzutritts in ein Kraftfahrzeug, wobei das Luftklappensystem (10) mindestens eine Luftklappe (110) umfasst, die zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung verschwenkbar ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: - Vorsehen eines elastischen Elementes (100) in dem Luftklappensystem (10), und - Koppeln des elastischen Elementes (100) an einen Fahrzeugrahmen, wobei das elastische Element (100) zumindest teilweise entlang der Fahrzeuglängsrichtung elastisch ist.
Kraftfahrzeug, umfassend ein Luftklappensystem (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.