DE102019128756A1 - Kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe - Google Patents

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Hyundai Motor Co
Kia Motors Corp
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Abstract

Eine kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe (20) kann eine Luftklappeneinheit (21), die eine Mehrzahl von Luftklappen (21a) aufweist, die in einer Art installiert sind, in welcher sie zueinander parallel angeordnet sind und sich gleichzeitig drehen, sodass durch den Kühlergrill des Fahrzeugs ein Fahrtwind in den Motorraum hindurch einströmt, einen Antriebsmotor (24), ein Getriebemittel zum Übertragen einer Drehkraft des Antriebsmotors (24) zu irgendeiner der Mehrzahl der Luftklappen (21a) und einen Kippmechanismus zum Bewegen von irgendeinem von einem oberen Ende und einem unteren Ende der Luftklappeneinheit (21) entlang einer Längsrichtung des Fahrzeugs, wenn eine jede der Luftklappen (21a) gedreht wird/ist, um den Kühlergrill (12) zu schließen.

Description

  • Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Steuern einer Luftströmung in einen Motorraum durch einen Kühlergrill eines Fahrzeugs (z.B. Kraftfahrzeugs).
  • Hintergrund
  • Die in diesem Abschnitt getätigten Aussagen stellen lediglich Hintergrundinformationen bereit, welche die vorliegende Erfindung betreffen, und müssen keinen Stand der Technik bilden.
  • In einem mit einem Verbrennungsmotor ausgestatteten Fahrzeug kann der Verbrennungsmotor auf einer angemessenen Temperatur gehalten werden durch Kühlen mit einem Kühlmittel, das vom heißen Verbrennungsmotor in einen Kühler ausgegeben wird, der an der Vorderseite des Fahrzeugs angeordnet ist, und dann durch Zwingen des Kühlmittels, in den Verbrennungsmotor zurückzuströmen, um den Verbrennungsmotor zu kühlen.
  • Der Kühlergrill ist gewöhnlich immer offen, und als ein Ergebnis wirkt Luft, welche durch den Kühlergrill in den Motorraum einströmt, als ein Fahrwiderstand des Fahrzeugs.
  • Darüber hinaus, obwohl es für den Verbrennungsmotor nicht erforderlich ist, gekühlt zu werden, wenn sich der Verbrennungsmotor in einem Kalt-Zustand befindet oder ein Elektromotor eines Hybridfahrzeugs arbeitet, strömt durch den offenen Kühlergrill Luft in den Motorraum, und als ein Ergebnis ist der Fahrwiderstand gesteigert.
  • In einigen Fällen ist eine aktive Luftklappenbaugruppe derart installiert, dass Luft in den Motorraum 11 selektiv eingeleitet wird, wie es in der 1 gezeigt ist.
  • Bei der aktiven Luftklappenbaugruppe ist eine Mehrzahl von Luftklappen 121 an der Rückseite des Kühlergrills 12 im Motorraum 11 drehbar installiert, in solch einer Art, dass diese offen sind bzw. geöffnet werden, wenn es erforderlich ist, dass der Fahrtwind in den Motorraum 11 strömt, wobei jede der Luftklappen 121 gedreht wird, um sich mit den anderen, benachbarten Luftklappen in Kontakt zu befinden, um ein Einströmen des Fahrtwinds in den Motorraum 11 zu vermeiden oder zu verhindern, wenn ein Einströmen des Fahrtwinds nicht erforderlich ist.
  • Jedoch blockiert die Luftklappenbaugruppe in der bezogenen Technik in einigen Fällen nicht adäquat das Einströmen des Fahrtwinds in den Kühlergrill 12 und in den Motorraum 11, und deshalb strömt Luft in den Motorraum 11.
  • Der Kühlergrill 12 ist in einer gekrümmten Gestalt geformt, wenn im Querschnitt wie in der 1 gezeigt betrachtet. Deshalb ist die Luftklappe 121, welche an einem unteren Abschnitt angeordnet ist, verglichen mit der Luftklappe 121 vom Kühlergrill 12 weit weg angeordnet, welche an einem oberen Abschnitt angeordnet ist. Darüber hinaus wurden in den vergangenen Jahren ein Start-Stopp-Segeln-Modul 31, eine vordere Kamera und dergleichen am bzw. vor dem Kühlergrill 12 zum Sicherstellen von Funktionen installiert, welche ein autonomes Fahren oder einen Fahrkomfort betreffen. Als ein Ergebnis liegt dahingehend eine Schwierigkeit vor, die Luftklappe 121, welche am unteren Abschnitt anzuordnen ist, an einer weiter vorwärts gelegenen Position anzuordnen, um eine Behinderung zu vermeiden.
  • Dementsprechend, sogar, wenn die Luftklappen 121 geschlossen sind, strömt durch einen Raum zwischen einem unteren Ende der Luftklappenbaugruppe und dem Kühlergrill 12 oder zwischen dem unteren Ende der Luftklappenbaugruppe und einem hinteren bzw. rückseitigen Träger 14, der einen Stoßfänger 15 stützt, Luft in den Motorraum.
  • Obwohl die Luftklappenbaugruppe betrieben wird (mit anderen Worten: die Luftklappen schließen den Kühlergrill), strömt Fahrtwind in den Motorraum 11, sodass die Aerodynamikleistung des Fahrzeugs aufgrund des Einströmens des Fahrtwinds verschlechtert ist, und dies bedingt, dass die Kraftstoffeffizienz verschlechtert ist.
  • Die in diesem Hintergrundabschnitt offenbarten Informationen dienen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrundes der Erfindung und können deshalb Informationen enthalten, die keinen Stand der Technik bilden, der dem Fachmann schon bekannt ist.
  • Kurzerläuterung
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine kippbare bzw. neigbare bzw. schwenkbare, aktive Luftklappenbaugruppe (im Weiteren kurz: kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe) bereit, die eingerichtet ist, sodass, wenn die Luftklappen betätigt werden, diese gekippt bzw. geneigt bzw. geschwenkt (im Weiteren kurz: gekippt) werden, sodass kein Spalt zwischen den Luftklappen (der Luftklappenbaugruppe) und den Komponenten innerhalb des Motorraums geformt ist.
  • Die vorliegende Erfindung kann durch die folgende Beschreibung verstanden werden und wird durch Bezug auf zahlreiche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung deutlich.
  • In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe bereitgestellt, welche aufweist: Eine Luftklappeneinheit, die eine Mehrzahl von Luftklappen aufweist, die in einer Art drehbar installiert sind, in welcher sie zueinander parallel sind und gleichzeitig drehbar sind, sodass Fahrtwind in einen Motorraum durch einen Kühlergrill eines Fahrzeugs einströmt oder der Fahrtwind (am Einströmen) gehindert wird, einen Antriebsmotor, ein Getriebemittel zum Übertragen einer Drehkraft des Antriebsmotors zu irgendeiner der Mehrzahl von Luftklappen und einen Kippmechanismus bzw. Kippmittel (im Weiteren kurz: Kippmittel) zum Bewegen irgendeines vom oberen und vom unteren Ende der Luftklappeneinheit entlang einer Längsrichtung des Fahrzeugs, wenn eine jede der Luftklappen gedreht wird bzw. ist, um den Kühlergrill zu schließen.
  • Die kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe kann sich beispielsweise dadurch auszeichnen, dass die Kippmittel ein Ausgabezahnrad (z.B. zum Ausgeben einer Drehbewegung an eine der Luftklappen), welches mit einer Drehwelle von irgendeiner der Luftklappen gekuppelt ist, und eine gekrümmte bzw. gebogene (im Weiteren kurz: gekrümmte) Zahnstange aufweist, welche mit einer Seite des Ausgabezahnrades kämmt und in einem Gehäuse fest installiert ist.
  • Die kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe kann sich beispielsweise dadurch auszeichnen, dass das Ausgabezahnrad einen Ritzelteil, an welchem eine Drehkraft des Antriebsmotors eingegeben wird, und einen Zahnradabschnittteil (z.B. Winkelsektor-Zahnradteil) aufweist, welcher mit dem Ritzelteil integral bzw. einstückig geformt ist und mit der gekrümmten Zahnstange kämmt.
  • Die kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe kann sich beispielsweise dadurch auszeichnen, dass der Radius (z.B. Krümmungsradius) der gekrümmten Zahnstange größer ist als der des Zahnradabschnittteils.
  • Die kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe kann sich beispielsweise dadurch auszeichnen, dass die gekrümmte Zahnstange in einer Krümmungsgestalt geformt ist, deren Höhe entlang der Längsrichtung des Fahrzeugs zunimmt.
  • Die kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe kann sich beispielsweise dadurch auszeichnen, dass eine Mehrzahl von Getriebemitteln (z.B. Zahnräder) zum Übertragen einer Drehkraft des Antriebsmotors zum Ausgabezahnrad zwischen dem Antriebsmotor und dem Ritzelteil bereitgestellt ist.
  • Die kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe kann sich beispielsweise dadurch auszeichnen, dass zumindest ein Zahnradelement zwischen dem Antriebsmotor und dem Ritzelteil bereitgestellt ist.
  • Die kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe kann sich beispielsweise dadurch auszeichnen, dass ein Antriebszahnrad an einer Drehwelle des Antriebsmotors angebracht ist und ein Zwischenzahnrad zum Übertragen einer Drehkraft des Antriebsmotors zum Ausgabezahnrad zwischen dem Antriebszahnrad und dem Ritzelteil bereitgestellt ist.
  • Die kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe kann sich beispielsweise dadurch auszeichnen, dass eine Zwischenzahnrad-Führungsnut und eine Ausgabezahnrad-Führungsnut im Gehäuse geformt sind, um das Umlaufen des Zwischenzahnrads und des Ausgabezahnrads um das Antriebszahnrad herum zu führen, wenn sich das Zwischenzahnrad und das Ausgabezahnrad auf deren jeweiligen Achsen drehen.
  • Die kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe kann sich beispielsweise dadurch auszeichnen, dass das Ausgabezahnrad mit einer Drehwelle der Luftklappe gekuppelt ist, die an einer untersten Position der Luftklappen angeordnet ist.
  • Die kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe kann sich beispielsweise dadurch auszeichnen, dass eine Seite der Luftklappe, die an der obersten Position der Luftklappen angeordnet ist, im Gehäuse drehbar installiert ist.
  • Die kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe kann sich beispielsweise dadurch auszeichnen, dass die gekrümmte Zahnstange in einer Krümmungsgestalt geformt ist, deren Höhe in Richtung zur Vorderseite des Fahrzeugs zunimmt.
  • Die kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe kann sich beispielsweise dadurch auszeichnen, dass eine jeweilige Seite (bspw. linke Seite oder rechte Seite bezogen auf das Fahrzeug) der Luftklappen durch Verriegelungsverbindungselemente miteinander verbunden sind, sodass die Luftklappen miteinander verriegelt bzw. gekuppelt sind.
  • Die kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe kann sich beispielsweise dadurch auszeichnen, dass die oberen, benachbarten Luftklappen an einer von der linken und von der rechten Endseite der Luftklappen durch ein Verriegelungsverbindungselement miteinander verbunden sind während die unteren, benachbarten Luftklappen durch ein Verriegelungsverbindungselement am anderen Ende von der linken und der rechten Endseite der Luftklappen miteinander verbunden sind.
  • Die kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung, welche die oben-beschriebenen Merkmale hat, ermöglicht es den Luftklappen, gekippt zu werden, wenn die Luftklappen betätigt werden (in anderen Worten, wenn die Luftklappen den Kühlergrill verschließen), sodass das obere und das untere Ende der Luftklappen, die verwendet bzw. eingesetzt werden, in einen engen Kontakt mit den Komponenten innerhalb des Motorraums gebracht werden.
  • Auf diese Art können sich das obere und das untere Ende der Luftklappen mit den Komponenten innerhalb des Motorraums in engen Kontakt (bspw. ohne Spalt) befinden, sodass, sobald die Luftklappen betätigt sind, es möglich ist, Luft bzw. Fahrtwind daran zu hindern, in den Motorraum einzuströmen, wodurch die Aerodynamikleistung des Fahrzeugs verbessert ist.
  • Wenn die Aerodynamikleistung des Fahrzeugs verbessert ist, ist entsprechend die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs verbessert.
  • Andere Anwendungsgebiete werden von der hierin gegebenen Beschreibung deutlich werden. Es sollte klar sein, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele lediglich zu dem Zweck des Darstellens gedacht sind und nicht dazu gedacht sind, den Umfang der vorliegenden Erfindung zu beschränken.
  • Figurenliste
  • Sodass die Erfindung gut verstanden wird, sind nun zahlreiche Ausführungsformen davon in der Art von Beispielen beschrieben, wobei auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in welchen:
    • 1 eine Querschnittansicht ist, welche einen Zustand zeigt, in welchem Luftklappen gemäß der bezogenen Technik innerhalb eines Motorraums installiert (offen) sind,
    • 2 eine Querschnittansicht ist, welche einen Zustand zeigt, in welchem Luftklappen gemäß der bezogenen Technik verwendet bzw. eingesetzt (geschlossen) sind,
    • 3 eine perspektivische Ansicht einer kippbaren, aktiven Luftklappenbaugruppe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
    • 4 eine Seitenansicht ist, welche eine Anordnung eines Ausgabezahnrads und einer gekrümmten Zahnstange in einer kippbaren, aktiven Luftklappenbaugruppe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
    • 5 eine perspektivische Ansicht ist, welche einen Zustand zeigt, in dem eine kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betätigt wird/ist,
    • 6 eine Seitenansicht ist, welche einen Anordnungszustand eines Ausgabezahnrads und einer gekrümmten Zahnstange zeigt, wenn eine kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betätigt wird/ist, und
    • 7 eine Querschnittansicht ist, welche einen Zustand zeigt, in welchem eine kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Motorraum betätigt wird/ist.
    • Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich darstellenden Zwecken und sind nicht dazu gedacht, den Umfang der Erfindung in irgendeiner Art zu beschränken.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Art und ist nicht dazu gedacht, die vorliegende Erfindung, Anwendung oder Verwendung zu beschränken. Es sollte klar sein, dass durchgehend durch die Zeichnungen korrespondierende Bezugszeichen gleiche oder korrespondierende Teile und Merkmale bezeichnen.
  • Nachfolgend ist eine kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
  • Eine kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe 20 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Luftklappeneinheit 21, die eine Mehrzahl von Luftklappen 21a aufweist, welche in einer Art drehbar installiert sind, in der sie parallel zueinander angeordnet sind und gleichzeitig bzw. synchron drehbar sind, sodass ein Fahrtwind durch einen Kühlergrill 12 eines Fahrzeugs in den Motorraum einströmt oder der Fahrtwind blockiert wird, einen Antriebsmotor 24, ein Getriebemittel zum Übertragen einer Drehkraft des Antriebsmotors 24 auf irgendeine von der Mehrzahl der Luftklappen 21a und ein Kippmittel zum Bewegen von irgendeinem vom oberen und vom unteren Ende der Luftklappeneinheit 21 entlang einer Längsrichtung des Fahrzeugs, wenn eine jede der Luftklappen 21a gedreht wird/ist, um den Kühlergrill 12 zu schließen.
  • Eine Mehrzahl von Luftklappen 21a ist innerhalb des Motorraums 11 angeordnet. Die Mehrzahl von Luftklappen 21a ist entlang einer Vertikalrichtung (z.B. Oben-Unten-Richtung) des Fahrzeugs hinter dem Kühlergrill 12 im Motorraum 11 angeordnet.
  • Die Luftklappen 21a sind in solch einer Art drehbar installiert, dass ein Fahrtwind in den Motorraum 11 strömen kann, wenn die Luftklappen parallel zum Boden (bspw. Straße) angeordnet sind (d.h., eine Offen-Konfiguration). Andererseits, wenn die Luftklappen im Wesentlichen vertikal zum Boden ausgerichtet sind und sich mit den benachbarten Luftklappen 21a in der Vertikalrichtung in Kontakt befinden (d.h., eine Geschlossen-Konfiguration), ist ein Einströmen von Luft bzw. Fahrtwind in den Motorraum 11 durch den Kühlergrill 12 blockiert.
  • Die Luftklappen 21a sind installiert, um durch ein jeweiliges Verriegelungsverbindungselement 22 miteinander verriegelt bzw. gekuppelt zu sein. Die Luftklappen 21a sind miteinander in solch einer Art verriegelt bzw. gekuppelt, dass sie bei bzw. mit einem gleichen Drehwinkel gehalten werden. Ein Verriegelungsverbindungselement 22 zum Verriegeln bzw. Kuppeln der Luftklappen 21a ist mit einer Seite der Luftklappen 21a verbunden (bspw. sind zwei zueinander benachbarte Luftklappen an der gleichen Seite, z.B. ihrer bezogen auf das Fahrzeug rechten oder linken Seite, durch das Verriegelungsverbindungselement miteinander verriegelt bzw. gekuppelt), sodass die Luftklappen 21a gleichzeitig mit dem gleichen Winkel gedreht werden.
  • Dementsprechend bildet eine Einheit der Luftklappen 21a, welche miteinander verriegelt bzw. gekuppelt sind, eine Luftklappeneinheit 21, sodass sie gleichzeitig gedreht werden, um den Kühlergrill 12 zu öffnen oder zu schließen. Die Luftklappeneinheit 21 kann in solch einer Art gekippt werden, dass ein unteres Ende der Luftklappeneinheit 21 in einer Längsrichtung des Fahrzeugs mit Bezug auf ein oberes Ende davon bewegbar ist. Falls gewünscht, kann die Luftklappeneinheit in solch einer Art gekippt werden, dass das obere Ende der Luftklappeneinheit 21 in einer Längsrichtung des Fahrzeugs mit Bezug auf das untere Ende davon bewegt wird.
  • Eine Drehwelle von einer Luftklappe 21a von den Luftklappen 21a, an welcher die Luftklappeneinheit 21 nicht bewegt (z.B. gekippt) wird, beispielsweise die oberste Luftklappe 21a, kann im Gehäuse 29 z.B. durch ein Lager 23 (bspw. Kugellager) drehbar installiert sein, in welchem die Luftklappeneinheit 21 installiert ist. In diesem Fall kann die oberste Luftklappe 21a mit dem Gehäuse 29 mittels des Lagers 23 gekuppelt sein.
  • Das Kippmittel zwingt eines vom oberen und vom unteren Ende der Luftklappeneinheit 21, um sich entlang der Längsrichtung des Fahrzeugs zu bewegen, wenn die Luftklappen 21a der Luftklappeneinheit 21 gedreht werden/sind, um den Kühlergrill 12 zu schließen. Dieser Aspekt zeigt ein Beispiel, bei welchem das Kippmittel das untere Ende der Luftklappeneinheit 21 zwingt, sich im Fahrzeug nach vorne zu bewegen. Wenn das Kippmittel das untere Ende der Luftklappeneinheit 21 zwingt, sich im Fahrzeug nach vorne zu bewegen, wobei das Ende der Luftklappe 21a, welche an der untersten Position der Luftklappen 21a angeordnet ist, mit dem Kühlergrill 12 oder einem hinteren Träger 14, der einen Stoßfänger 15 trägt, in Kontakt gebracht wird, verhindert die Luftklappe 21a, dass Luft durch einen Raum (bspw. Spalt) zwischen Strukturen innerhalb des Motorraums 11 strömt, sobald die Luftklappen betätigt ist (mit anderen Worten schließen die Luftklappen den Kühlergrill).
  • Ein spezifisches Beispiel des Kippmittels kann ein Ausgabezahnrad 27 zum Drehen einer Luftklappe 21a und eine gekrümmte Zahnstange 28 sein, welche innerhalb des Motorraums 11 bereitgestellt ist, um mit dem Ausgabezahnrad 27 zu kämmen.
  • Das Ausgabezahnrad 27 ist mit dem Antriebsmotor 24 zum Drehen der Luftklappen 21a mittels des Getriebemittels gekuppelt, wie beispielsweise ein Antriebszahnrad 25, das an einer Drehwelle des Antriebsmotors 24 angebracht ist, und eines Zwischenzahnrads 26, welches mit dem Antriebszahnrad 25 kämmt, sodass dieses durch den Antriebsmotor 24 gedreht wird. Das Ausgabezahnrad 27 ist mit einem Ritzelteil 27a geformt, welcher mit dem Zwischenzahnrad 26 kämmt, sodass das Ausgabezahnrad 27 gedreht wird, wenn sich der Antriebsmotor 24 dreht. Eine Drehwelle des Ausgabezahnrads 27 ist mit irgendeiner der Luftklappen 21a gekuppelt, um die Luftklappen 21a zu drehen. Da die Luftklappen 21a eingerichtet sind, um miteinander verriegelt bzw. gekuppelt zu sein, werden, sogar wenn nur eine einzelne der Luftklappen 21a gedreht wird, die verbleibenden Luftklappen 21a gleichzeitig mit dieser gedreht.
  • Das Ausgabezahnrad 27 ist mit einem Zahnradabschnittteil 27b geformt. Der Zahnradabschnittteil 27b ist mit dem Ritzelteil 27a einstückig geformt und hat den gleichen Drehmittelpunkt wie der Ritzelteil 27a. Der Zahnradabschnittteil 27b ist eingerichtet, sodass das Ausgabezahnrad 27 mit der gekrümmten Zahnstange 28 zwischen einem Winkel, bei welchem die Luftklappeneinheit 21 den Kühlergrill 12 vollständig öffnet, und einem Winkel kämmt (bspw. kämmt/rollt der Zahnradabschnittteil innerhalb dieses Winkels mit / auf der Zahnstange), bei welchem die Luftklappeneinheit den Kühlergrill 12 verschließt.
  • Das Zwischenzahnrad 26 und das Ausgabezahnrad 27 laufen um das Antriebszahnrad 25 mittels einer Führungsnut 29a und 29b um, die jeweilig im Gehäuse 29 geformt sind. Die im Gehäuse 29 geformten Führungsnuten sind eine Zwischenzahnrad-Führungsnut 29a, welche eine Drehwelle des Antriebszahnrads 25 als Schwerpunkt bzw. Krümmungszentrum hat und eine Drehwelle des Zwischenzahnrads 26 darin empfängt bzw. führt, und sind eine Ausgabezahnrad-Führungsnut 29b, welche die Drehwelle des Antriebszahnrads 25 als Schwerpunkt bzw. Krümmungszentrum hat und die Drehwelle des Ausgabezahnrads 27 darin empfängt bzw. führt. Wenn das Antriebszahnrad 25 gedreht wird, drehen sich das Zwischenzahnrad 26 und das Ausgabezahnrad 27 um deren jeweiligen Achsen und laufen gleichzeitig mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit aufgrund der Zwischenzahnrad-Führungsnut 29a und der Ausgabezahnrad-Führungsnuten 21b (um die Drehwelle des Antriebszahnrads 25) um, um die Luftklappen 21a zu öffnen oder zu schließen.
  • Die gekrümmte Zahnstange 28 ist im Inneren des Motorraums 11 fest installiert, beispielsweise im bzw. am Gehäuse 29, in welchem die Luftklappeneinheit 21 installiert ist. Die gekrümmte Zahnstange 28 ist in einer Krümmungsgestalt geformt, deren Höhe in einer Kipprichtung der Luftklappeneinheit 21 zunimmt. Falls beispielsweise angenommen wird, dass das untere Ende der Luftklappeneinheit 21 angehoben wird während das untere Ende der Luftklappeneinheit 21 in Richtung zur Vorderseite des Fahrzeugs bewegt wird, ist die gekrümmte Zahnstange 28 eingerichtet, um in Richtung zur Vorderseite des Fahrzeugs höher zu werden bzw. anzusteigen.
  • Der Innenradius der gekrümmten Zahnstange 28 ist geformt, um größer zu sein als ein Radius des Zahnradabschnittteils 27b.
  • Weiter ist die gekrümmte Zahnstange 28 eingerichtet, um einen Kreisbogen auszubilden, der ein Teil eines Kreisbogens ist, der den Drehpunkt des Antriebsmotors 24 als einen Schwerpunkt bzw. Mittelpunkt hat.
  • Wenn die gekrümmte Zahnstange 28 mit dem Zahnradabschnittteil 27b des Ausgabezahnrads 27 kämmt und deshalb das Ausgabezahnrad 27 gedreht wird, bewegt sich das Ausgabezahnrad 27 entlang der gekrümmten Zahnstange 28 während es um die Mitte (Achse) des Ausgabezahnrads 27 gedreht wird, wodurch die Luftklappeneinheit 21 gekippt wird.
  • Nachfolgend ist der Betrieb der kippbaren, aktiven Luftklappenbaugruppe, die die wie oben beschriebenen Merkmale aufweist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • Die 3 und 4 zeigen einen Zustand, bevor die Luftklappen betätigt werden.
  • Bevor die Luftklappen betätigt werden, d.h., wenn der Kühlergrill 12 offen ist, sind die Luftklappen 21a im Wesentlichen parallel zum Boden, sodass der Fahrtwind durch den Raum zwischen den Luftklappen 21a in den Motorraum 11 einströmt.
  • Gleichzeitig werden das Zwischenzahnrad 26 und das Ausgabezahnrad 27 (bspw. eine virtuelle Verbindungslinie derer Drehachsen) im Wesentlichen senkrecht zum Boden gehalten. Insbesondere kämmt das Ausgabezahnrad 27 mit der untersten Seite bzw. Fläche bzw. Abschnitt der gekrümmten Zahnstange 28.
  • Andererseits, falls sich der Motor in einer Kalt-Bedingung befindet oder ein Hybridfahrzeug in einem Elektrofahrzeugmodus betrieben wird, kann es ungewünscht sein, dass Fahrtwind in den Motorraum 11 einströmt. In diesem Fall werden die Klappen betätigt, um ein Einströmen des Fahrtwinds durch den Kühlergrill 12 zu blockieren.
  • Zu diesem Zweck wird elektrische Energie zum Antriebsmotor 24 zugeführt, um die Drehachse des Antriebsmotors 24 zu drehen, und wird die Drehkraft des Antriebsmotors 24 auf die Luftklappeneinheit 21 durch das Antriebszahnrad 25, das Zwischenzahnrad 26 und das Ausgabezahnrad 27 übertragen. In der Luftklappeneinheit 21 sind die Luftklappen 21a angeordnet, um durch ein jeweiliges Verriegelungsverbindungselement 22 miteinander verriegelt bzw. gekuppelt zu sein. Deshalb, wenn die Drehkraft ausgehend vom Ausgabezahnrad 27 zu irgendeiner der Luftklappen 21a eingegeben wird, beginnen die Luftklappen 21a, sich gleichzeitig zu drehen.
  • Anschließend, wenn die Luftklappen mit einem großen oder einem maximalen Maß gedreht worden sind, kontaktiert in der Vertikalrichtung eine Luftklappe 21a die andere Luftklappe 21a, welche zu dieser benachbart ist, wodurch der Fahrtwind daran gehindert wird, durch den Kühlergrill 12 zu strömen.
  • Zu diesem Zeitpunkt bewegen sich das obere oder das untere Ende der Luftklappeneinheit 21 in der Vorne-Hinten-Richtung des Fahrzeugs, und deshalb kontaktiert ein Ende der (z.B. obersten oder untersten) Luftklappe 21a eine Umgebungsstruktur oder andere Teile, sodass Luft daran gehindert wird, vom Rand der Luftklappeneinheit 21 herein zu gelangen, wodurch der Fahrtwind daran gehindert wird, in den Motorraum 11 einzuströmen.
  • Die Luftklappeneinheit 21 kann eingerichtet sein, sodass irgendeines von dem oberen und dem unteren Ende der Luftklappeneinheit 21, in manchen Fällen das untere Ende der Luftklappeneinheit 21, im Fahrzeug durch das Kippmittel nach vorne bewegt (oder kippt) wird, wodurch das untere Ende der Luftklappeneinheit 21 mit dem Kühlergrill 12 in engen Kontakt gebracht wird.
  • Nun ist der Vorgang des Kippens des unteren Endes der Luftklappeneinheit 21 im Detail nachfolgend beschrieben.
  • Wenn der Antriebsmotor 24 angetrieben wird, um die Luftklappen 21a zu drehen, werden die Luftklappen 21a durch eine Drehkraft gedreht, welche ausgehend vom Antriebszahnrad 25 mittels des Ausgabezahnrads 27 übertragen wird. Zu diesem Zeitpunkt drehen sich das Zwischenzahnrad 26 und das Ausgabezahnrad 27 um deren jeweilige Achse, und zur gleichen Zeit laufen diese um das Antriebszahnrad 25 um, während sie durch die Führungsnut 29a und 29b geführt werden. Wenn das Ausgabezahnrad 27 gleichzeitig mit der (vorhergehend-beschriebenen) Drehung umläuft, bewegt sich die Drehwelle des Ausgabezahnrads 27 entlang der gekrümmten Zahnstange 28, da sich der Zahnradabschnittteil 27b des Ausgabezahnrads 27 in dem Zustand befindet, in welchem dieser mit der gekrümmten Zahnstange 28 kämmt.
  • Die gekrümmte Zahnstange 28 ist geformt, um eine Krümmungsgestalt zu haben, deren Höhe in Richtung zur Vorderseite des Fahrzeugs zunimmt. Dementsprechend, wenn das Ausgabezahnrad 27 gedreht wird, bewegt sich die Drehwelle des Ausgabezahnrads 27 entlang der Krümmung der gekrümmten Zahnstange 28, während sich der Zahnradabschnittteil 27b auf der gekrümmten Zahnstange 28 bewegt.
  • Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich die unterste Luftklappe 21a, welche mit dem Ausgabezahnrad 27 gekuppelt ist, ebenfalls entlang der Krümmung der gekrümmten Zahnstange 28. Da die gekrümmte Zahnstange 28 geformt ist, sodass die Krümmung der gekrümmten Zahnstange 28 in Richtung zur Vorderseite des Fahrzeugs ansteigt, wird die Luftklappe 21a an der untersten Position in einer Richtung des Schließens des Kühlergrills 12 entlang der Krümmung der gekrümmten Zahnstange 28 gedreht und wird zur gleichen Zeit weiter nach vorne als die Ausgangsposition bewegt (d.h., eine Position, bei welcher der Kühlergrill offen ist).
  • Wenn die Luftklappen 21a an der untersten Position im Fahrzeug nach vorne bewegt wird und zur gleichen Zeit die Luftklappen 21a den Kühlergrill 12 schließen, wird die Luftklappe 21a an der untersten Position mit dem Kühlergrill 12 oder einem hinteren Träger 14 in Kontakt gebracht, der den Stoßfänger 15 trägt. Da kein Spalt zwischen irgendeiner der Luftklappen 21a und den Strukturen innerhalb des Motorraums 11 geformt ist, wie beispielsweise dem Kühlergrill 12 oder dem hinteren Träger 14, wenn die Luftklappenbaugruppe 20 betätigt wird (d.h., wenn der Kühlergrill geschlossen ist/wird), wird der Fahrtwind daran gehindert, in den Motorraum 11 einzuströmen, wodurch die Aerodynamikleistung des Fahrzeugs verbessert wird.
  • Andererseits, sind das Antriebszahnrad 25, das Zwischenzahnrad 26 und das Ausgabezahnrad 27 eingerichtet, sodass die Drehwellen relativ zueinander fixiert sind, wenn das Ausgabezahnrad 27 gedreht wird. Dementsprechend, wenn die Drehwelle des Ausgangszahnrads 27 um das Antriebszahnrad 25 umläuft, während das Ausgabezahnrad 27 entlang der gekrümmten Zahnstange 28 bewegt wird, läuft die Drehwelle des Zwischenzahnrads 26 um die Drehwelle des Antriebszahnrads 25 mit einem Winkel um, mit welchem die Drehwelle des Ausgabezahnrads 27 umläuft.
  • Weiter, da das Zwischenzahnrad 26 eingerichtet ist, sodass, wenn die Drehwelle des Zwischenzahnrads 26 zusammen mit dem Ausgabezahnrad 27 um die Drehwelle des Antriebszahnrad 25 umläuft, während sich das Ausgabezahnrad 27 auf der gekrümmten Zahnstange 28 bewegt, wird das Zwischenzahnrad 26 ebenfalls bewegt, um die Drehkraft des Antriebsmotors 24 zum Ausgabezahnrad 27 zu übertragen.
  • Während die vorliegende Erfindung in Verbindung mit dem beschrieben worden ist, was gegenwärtig als praktikable, beispielhafte Ausführungsformen angesehen werden, ist es klar, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern es im Gegenteil gedacht ist, zahlreiche Modifikationen und äquivalente Anordnungen abzudecken, welchem Umfang der Erfindung enthalten sind, sowie sie in den Ansprüchen definiert ist.

Claims (10)

  1. Eine kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe (20) zum Steuern einer Luftströmung durch einen Kühlergrill (12) in einen Motorraum (11) eines Fahrzeugs, wobei die kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe aufweist: eine Luftklappeneinheit (21), die eine Mehrzahl von Luftklappen (21a) aufweist, die parallel zueinander angeordnet sind und eingerichtet sind, um sich gleichzeitig zu drehen, sodass, wenn sich die Mehrzahl der Luftklappen in einer Offen-Konfiguration befindet, ein Fahrtwind durch den Kühlergrill des Fahrzeugs hindurch in den Motorraum einströmt, und, wenn sich die Mehrzahl der Luftklappen in einer Geschlossen-Konfiguration befindet, der Fahrtwind in den Motorraum blockiert ist, einen Antriebsmotor (24), ein Getriebemittel zum Übertragen einer Drehkraft des Antriebsmotors (24) zu irgendeiner der Mehrzahl der Luftklappen (21a) und ein Kippmittel, das mit einem Antriebszahnrad (25) betätigbar verbunden ist und mit zumindest einer der Mehrzahl der Luftklappen (21a) gekuppelt ist, wobei ein Ausgabezahnrad (27) eingerichtet ist, um irgendeines von einem oberen Ende und einem unteren Ende der Luftklappeneinheit (21) entlang einer Längsrichtung des Fahrzeugs zu bewegen, wenn eine jede der Luftklappen (21a) gedreht wird/ist, um den Kühlergrill (12) zu schließen.
  2. Die kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe (20) gemäß Anspruch 1, wobei das Kippmittel das Ausgabezahnrad (27), das mit einer Drehwelle von irgendeiner der Luftklappen (21a) gekuppelt ist, und eine gekrümmte Zahnstange (28) aufweist, die eingerichtet ist, um mit einer Seite des Ausgabezahnrads (27) zu kämmen, und die in einem Gehäuse (29) fest installiert ist.
  3. Die kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe (20) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Ausgabezahnrad (27) einen Ritzelteil (27a), an welchem die Drehkraft des Antriebsmotors (24) eingegeben wird, und einen Zahnradabschnittteil (27b) aufweist, der mit dem Ritzelteil einstückig geformt ist und mit der gekrümmten Zahnstange (28) kämmt.
  4. Die kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe (20) gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Mehrzahl von Getriebemitteln zum Übertragen der Drehkraft des Antriebsmotors (24) an das Ausgabezahnrad (27) zwischen dem Antriebsmotor (24) und dem Ritzelteil (27b) bereitgestellt ist.
  5. Die kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe (20) gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Zahnradelement zwischen dem Antriebsmotor (24) und dem Ritzelteil (27b) bereitgestellt ist.
  6. Die kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe (20) gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Antriebszahnrad (25) an einer Drehwelle des Antriebsmotors (24) angebracht ist und ein Zwischenzahnrad (26) zum Übertragen der Drehkraft des Antriebszahnrads (25) an das Ausgabezahnrad (27) zwischen dem Antriebszahnrad (25) und dem Ritzelteil (27a) bereitgestellt ist.
  7. Die kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe (20) gemäß Anspruch 6, wobei eine Zwischenzahnrad-Führungsnut (29a) und eine Ausgabezahnrad-Führungsnut (29b) im Gehäuse (29) geformt sind, um ein Umlaufen des Zwischenzahnrads (26) und des Ausgabezahnrads (27) um das Antriebszahnrad (25) herum zu führen, wenn sich das Zwischenzahnrad und das Ausgabezahnrad auf ihrer jeweiligen Achse drehen.
  8. Die kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe (20) gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ausgabezahnrad (27) mit einer Drehwelle der Luftklappe (21a) gekuppelt ist, die an einer untersten Position der Luftklappen angeordnet ist.
  9. Die kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe (20) gemäß Anspruch 8, wobei eine Seite der Luftklappe (21a), welche an einer obersten Position der Luftklappen (21a) angeordnet ist, im Gehäuse (29) drehbar installiert ist.
  10. Die kippbare, aktive Luftklappenbaugruppe (20) gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mehrzahl von Luftklappen (21a) eingerichtet ist, um durch ein Verriegelungsverbindungselement (22) an einem Ende von einem linken und einem rechten Ende von zumindest einer der Luftklappen miteinander verbunden zu sein.
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