DE102020127349A1 - Flap arrangement for an air inlet opening of a motor vehicle - Google Patents

Flap arrangement for an air inlet opening of a motor vehicle Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Klappenanordnung (10) für eine Lufteintrittsöffnung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere für eine Lufteintrittsöffnung einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs. Die Klappenanordnung (10) umfasst einen Träger (20) und eine am Träger (20) gelagerte Klappe (30), die zwischen einer geöffneten Stellung (OS), in welcher die Klappe (30) die Lufteintrittsöffnung freigibt, und einer geschlossenen Stellung (GS), in welcher die Klappe (30) die Lufteintrittsöffnung verschließt, verfahrbar ist. Die Klappenanordnung (10) weist ferner ein um eine Rotationsachse (A) drehbar gelagertes, mit der Klappe (30) verbundenes und einem Fahrtwind (FW) des Kraftfahrzeuges ausetzbares Antriebselement (40) auf.The invention relates to a flap arrangement (10) for an air inlet opening in a motor vehicle, in particular for an air inlet opening in an air conditioning system in a motor vehicle. The flap arrangement (10) comprises a carrier (20) and a flap (30) mounted on the carrier (20) and which moves between an open position (OS), in which the flap (30) releases the air inlet opening, and a closed position (GS ), in which the flap (30) closes the air inlet opening, can be moved. The flap arrangement (10) also has a drive element (40) which is rotatably mounted about an axis of rotation (A), is connected to the flap (30) and can be exposed to a relative wind (FW) of the motor vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Klappenanordnung für eine Lufteintrittsöffnung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere für eine Lufteintrittsöffnung einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs sowie ein Kraftfahrzeug umfassend eine solche Klappenanordnung.The invention relates to a flap arrangement for an air inlet opening of a motor vehicle, in particular for an air inlet opening of an air conditioning system in a motor vehicle, and a motor vehicle comprising such a flap arrangement.

Aus dem Stand der Technik sind Klappenanordnungen der eingangs genannten Art bekannt. Die aus dem Stand der Technik bekannten Klappenanordnungen dienen in der Regel zur Regulierung eines Durchsatzes von Luft durch die Lufteintrittsöffnung.Flap arrangements of the type mentioned at the outset are known from the prior art. The flap arrangements known from the prior art are generally used to regulate the throughput of air through the air inlet opening.

Die Lufteintrittsöffnung kann eine Lufteintrittsöffnung einer Klimaanlage des Kraftfahrzeuges sein. In diesem Fall kann die Klappenanordnung auch als Stauluftklappe bezeichnet werden. Alternativ kann die Lufteintrittsöffnung auch die Eintrittsöffnung eines Kraftfahrzeugkühlers sein, mittels welchem beispielsweise ein Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs, eine Leistungselektronik und/oder eine Traktionsbatterie des Kraftfahrzeugs gekühlt werden kann.The air inlet opening can be an air inlet opening of an air conditioning system in the motor vehicle. In this case, the flap arrangement can also be referred to as a ram air flap. Alternatively, the air inlet opening can also be the inlet opening of a motor vehicle cooler, by means of which, for example, an internal combustion engine of the motor vehicle, power electronics and/or a traction battery of the motor vehicle can be cooled.

In solchen Klimaanlagen wird abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit die Stauluftklappe soweit geschlossen, dass kontinuierlich die gleiche Luftmenge ins Kraftfahrzeug gelangt, um einen Passagier des Kraftfahrzeugs gleichmäßig zu klimatisieren. Die Stauluftklappe wird in der Regel über einen Stellmotor abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert.In such air conditioning systems, the ram air flap is closed as a function of the vehicle speed to such an extent that the same amount of air continuously enters the motor vehicle in order to evenly air-condition a passenger in the motor vehicle. The ram air flap is usually controlled by a servomotor depending on the vehicle speed.

Eine solche Stauluftklappe ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 10 2012 215 623 A1 bekannt. Die Stauluftklappe wird von einem Stellmotor angesteuert, kann bei Fahrzeuggeschwindigkeiten zwischen ca. 60 und 160 km/h stufenweise geschlossen werden und bei Fahrzeuggeschwindigkeit größer als 160 km/h komplett geschlossen werden.Such a ram air flap is, for example, from the publication DE 10 2012 215 623 A1 famous. The ram air flap is controlled by a servomotor, can be closed in stages at vehicle speeds between approx. 60 and 160 km/h and completely closed at vehicle speeds of more than 160 km/h.

Ist die Lufteintrittsöffnung die Eintrittsöffnung eines Kraftfahrzeugkühlers, kann eine solche Klappenanordnung in einem Kühlergrill des Kraftfahrzeuges angeordnet werden und sich ebenfalls bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten schließen. Die Klappenanordnung wird ebenfalls abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit elektrisch über einen Stellmotor gesteuert und dient dazu, den Fahrtwiderstand bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten zu reduzieren.If the air inlet opening is the inlet opening of a motor vehicle radiator, such a flap arrangement can be arranged in a radiator grille of the motor vehicle and can also close at higher vehicle speeds. The flap arrangement is also controlled electrically via a servomotor depending on the vehicle speed and serves to reduce the driving resistance at higher vehicle speeds.

Die zuvor beschriebenen aus dem Stand der Technik bekannten Klappenanordnungen sind jedoch relativ teuer in der Herstellung. Ferner ist deren Steuerung unpräzise, da etwaige Windgeschwindigkeiten in der Kraftfahrzeugumgebung nicht berücksichtigt werden können.However, the flap arrangements known from the prior art described above are relatively expensive to produce. Furthermore, their control is imprecise, since any wind speeds in the motor vehicle environment cannot be taken into account.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Klappenanordnung vorzuschlagen, die kostengünstig in der Herstellung ist und dessen Steuerung etwaige Windgeschwindigkeiten in der Kraftfahrzeugumgebung berücksichtigt.It is the object of the present invention to propose a flap arrangement which is inexpensive to produce and whose control takes into account any wind speeds in the motor vehicle environment.

Diese Aufgabe wird durch eine Klappenanordnung nach Anspruch 1 sowie ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 10 gelöst.This object is achieved by a flap arrangement according to claim 1 and a motor vehicle according to claim 10.

Die erfindungsgemäße Klappenanordnung umfasst einen Träger und eine am Träger gelagerte Klappe, die zwischen einer geöffneten Stellung, in welcher die Klappe die Lufteintrittsöffnung freigibt, und einer geschlossenen Stellung, in welcher die Klappe die Lufteintrittsöffnung verschließt, verfahrbar ist. Die erfindungsgemäße Klappenanordnung weist ferner ein um eine Rotationsachse drehbar gelagertes, mit der Klappe verbundenes und einem Fahrtwind des Kraftfahrzeuges ausetzbares Antriebselement auf.The flap arrangement according to the invention comprises a carrier and a flap mounted on the carrier, which can be moved between an open position in which the flap exposes the air inlet opening and a closed position in which the flap closes the air inlet opening. The flap arrangement according to the invention also has a drive element which is mounted such that it can rotate about an axis of rotation, is connected to the flap and can be exposed to the relative wind of the motor vehicle.

Die erfindungsgemäße Klappenanordnung bietet den Vorteil, relativ günstig in der Herstellung zu sein und eine Steuerung der Luftzufuhr anhand der tatsächlichen Fahrtwindgeschwindigkeit zu ermöglichen.The flap arrangement according to the invention offers the advantage of being relatively inexpensive to manufacture and enabling the air supply to be controlled on the basis of the actual relative wind speed.

Die erfindungsgemäße Klappenanordnung macht sich den sogenannten Magnus-Effekt zu Nutze, indem die aufgrund des Magnus-Effekts auf das Antriebselement wirkende Kraft genutzt wird, um die Klappe zu öffnen oder zu schließen, bzw. das Öffnen oder das Schließen der Klappe zu steuern. Der Magnus Effekt beschreibt eine Kraft eines rotierenden Körpers, welche senkrecht zum auftretenden Luftstrom wirkt, wobei der Luftstrom für das Antriebselement dem Fahrtwind entspricht.The flap arrangement according to the invention makes use of the so-called Magnus effect, in that the force acting on the drive element due to the Magnus effect is used to open or close the flap, or to control the opening or closing of the flap. The Magnus effect describes a force of a rotating body, which acts perpendicular to the air flow, whereby the air flow for the drive element corresponds to the relative wind.

Die Klappenanordnung ist an dem Kraftfahrzeug derart anordenbar, dass das Antriebselement, wenn das Kraftfahrzeug bewegt wird, dem Fahrtwind ausgesetzt ist. Das heißt, dass das Antriebselement der Klappenanordnung in bestimmungsgemäßer Einbaulage der Klappenanordnung im Kraftfahrzeug dem Fahrtwind ausgesetzt ist.The flap arrangement can be arranged on the motor vehicle in such a way that the drive element is exposed to the relative wind when the motor vehicle is being moved. This means that the drive element of the flap arrangement is exposed to the relative wind when the flap arrangement is installed in the motor vehicle as intended.

Durch die anmeldungsgemäße Klappenanordnung kann auf einen Stellmotor, der relativ teuer in der Herstellung ist, verzichtet werden.The flap arrangement according to the application means that a servomotor, which is relatively expensive to produce, can be dispensed with.

Vorzugsweise ist die Klappe in Abhängigkeit einer Fahrtwindgeschwindigkeit zwischen der geöffneten Stellung und der geschlossenen Stellung verfahrbar.The flap can preferably be moved between the open position and the closed position as a function of a relative wind speed.

Diese Ausgestaltung ermöglicht eine präzisere Steuerung des Luftstroms in der Lufteintrittsöffnung, um diesen insbesondere konstant zu halten, selbst bei starkem Wind, der das Kraftfahrzeug umgibt.This configuration enables the air flow in the air inlet opening to be controlled more precisely, in particular in order to keep it constant, even when there is strong wind surrounding the motor vehicle.

Dadurch kann unter Verwendung des Magnus-Effektes die Klappe selbstständig und rein mechanisch abhängig von der Fahrtwindgeschwindigkeit gesteuert werden.As a result, using the Magnus effect, the flap can be controlled independently and purely mechanically depending on the relative wind speed.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Klappe stufenlos zwischen der geöffneten Stellung und der geschlossenen Stellung verfahrbar.In a preferred embodiment, the flap can be moved steplessly between the open position and the closed position.

Diese Ausgestaltung ermöglicht eine präzisere Steuerung des Luftstroms, um diesen insbesondere konstant zu halten.This configuration enables the air flow to be controlled more precisely, in order in particular to keep it constant.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das Antriebselement die äußere Form eines Rotationskörpers, vorzugsweise eines Zylinders oder einer Kugel auf.In a further preferred embodiment, the drive element has the external shape of a body of revolution, preferably a cylinder or a sphere.

Diese Ausgestaltung erhöht die durch den Magnus-Effekt resultierende Kraft, die auf das Antriebselement wirkt.This configuration increases the force resulting from the Magnus effect, which acts on the drive element.

Vorzugsweise ist die Rotationsachse orthogonal zu einer Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges anordenbar.The axis of rotation can preferably be arranged orthogonally to a direction of travel of the motor vehicle.

Diese Ausgestaltung erhöht die durch den Magnus-Effekt resultierende Kraft, die auf das Antriebselement wirkt.This configuration increases the force resulting from the Magnus effect, which acts on the drive element.

In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Klappenanordnung ferner wenigstens ein Federelement, das geeignet ist, eine Federkraft auf die Klappe und/oder das Antriebselement auszuüben, um die Klappe in die offene Stellung zu überführen.In a preferred embodiment, the flap arrangement also comprises at least one spring element which is suitable for exerting a spring force on the flap and/or the drive element in order to move the flap into the open position.

Durch diese Ausgestaltung wird ermöglicht, dass die Klappe bei Stillstand oder sehr niedrigen Fahrtgeschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs vollständig geöffnet wird.This configuration makes it possible for the flap to be opened completely when the motor vehicle is stationary or traveling at very low speeds.

Vorzugsweise umfasst die Klappe wenigstens eine Lamelle, die vorzugsweise in der geöffneten Stellung im Wesentlichen parallel zu einer Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges anordenbar ist und/oder in der geschlossenen Stellung im Wesentlichen orthogonal zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges anordenbar ist.The flap preferably comprises at least one lamella, which can be arranged essentially parallel to a direction of travel of the motor vehicle in the open position and/or can be arranged essentially orthogonally to the direction of travel of the motor vehicle in the closed position.

In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Klappe eine Vielzahl an nebeneinander angeordneter Lamellen und wenigstens ein die Lamellen miteinander verbindendes Scharnier, wobei vorzugsweise das Antriebselement mit einer der Lamellen verbunden ist.In a preferred embodiment, the flap comprises a multiplicity of slats arranged next to one another and at least one hinge connecting the slats to one another, with the drive element preferably being connected to one of the slats.

Vorzugsweise umfasst die Klappenanordnung ferner ein Koppelelement, welches das Antriebselement mit der Klappe und/oder mit der wenigstens einen Lamelle verbindet.The flap arrangement preferably also comprises a coupling element which connects the drive element to the flap and/or to the at least one lamella.

Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug umfassend eine Lufteintrittsöffnung und eine erfindungsgemäße Klappenanordnung.The invention also relates to a motor vehicle comprising an air inlet opening and a flap arrangement according to the invention.

Einzelheiten und weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Klappenanordnung und des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs werden anhand zweier nachfolgend beschriebener Ausführungsbeispiele erläutert. Dabei veranschaulichen im Einzelnen:

  • 1a: eine schematische Ansicht einer anmeldungsgemäßen Klappenanordnung nach einem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 1 b: eine schematische Ansicht der anmeldungsgemäßen Klappenanordnung nach dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei eine Klappe der Klappenanordnung eine geöffnete Stellung einnimmt;
  • 1c: eine schematische Ansicht der anmeldungsgemäßen Klappenanordnung nach dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei die Klappe der Klappenanordnung eine geschlossene Stellung einnimmt;
  • 2a: eine schematische Ansicht der anmeldungsgemäßen Klappenanordnung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei die Klappe der Klappenanordnung eine geschlossene Stellung einnimmt; und
  • 2b: eine schematische Ansicht der anmeldungsgemäßen Klappenanordnung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei die Klappe der Klappenanordnung eine geöffnete Stellung einnimmt.
Details and other advantages of the flap arrangement according to the invention and the motor vehicle according to the invention are explained using two exemplary embodiments described below. The following illustrate in detail:
  • 1a 1: a schematic view of a flap arrangement according to the application according to a first exemplary embodiment;
  • 1 b 1: a schematic view of the flap arrangement according to the application according to the first exemplary embodiment, with a flap of the flap arrangement assuming an open position;
  • 1c 1: a schematic view of the flap arrangement according to the application according to the first exemplary embodiment, with the flap of the flap arrangement assuming a closed position;
  • 2a 1: a schematic view of the flap arrangement according to the application according to a second exemplary embodiment, the flap of the flap arrangement assuming a closed position; and
  • 2 B 1: a schematic view of the flap arrangement according to the application according to the second exemplary embodiment, with the flap of the flap arrangement assuming an open position.

Die Anmeldung betrifft eine Klappenanordnung 10 für eine Lufteintrittsöffnung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere für eine Lufteintrittsöffnung einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, sowie ein Kraftfahrzeug mit einer Lufteintrittsöffnung und einer anmeldungsgemäßen Klappenanordnung 10.The application relates to a flap arrangement 10 for an air inlet opening of a motor vehicle, in particular for an air inlet opening of an air conditioning system of a motor vehicle, as well as a motor vehicle with an air inlet opening and a flap arrangement 10 according to the application.

Die anmeldungsgemäße Klappenanordnung 10 umfasst einen Träger 20 und eine am Träger 20 gelagerte Klappe 30, die zwischen einer geöffneten Stellung OS, in welcher die Klappe 30 die Lufteintrittsöffnung freigibt, und einer geschlossenen Stellung GS, in welcher die Klappe 30 die Lufteintrittsöffnung verschließt, verfahrbar ist. Die anmeldungsgemäße Klappenanordnung 10 weist ferner ein um eine Rotationsachse A drehbar gelagertes, mit der Klappe 30 verbundenes und einem Fahrtwind FW des Kraftfahrzeuges ausetzbares Antriebselement 40 auf.The flap arrangement 10 according to the application comprises a carrier 20 and a flap 30 mounted on the carrier 20, which can be moved between an open position OS, in which the flap 30 exposes the air inlet opening, and a closed position GS, in which the flap 30 closes the air inlet opening . The flap arrangement 10 according to the application also has a rotatably mounted about an axis of rotation A, with the flap 30 connected and a driving wind FW of the motor vehicle ausetzes drive element 40.

Die anmeldungsgemäße Klappenanordnung 10 bietet den Vorteil, relativ günstig in der Herstellung zu sein und eine Steuerung der Luftzufuhr anhand der tatsächlichen Fahrtwindgeschwindigkeit zu ermöglichen.The flap arrangement 10 according to the application offers the advantage of being relatively cheap to manufacture and allowing the air supply to be controlled on the basis of the actual relative wind speed.

Die anmeldungsgemäße Klappenanordnung 10 macht sich den sogenannten Magnus-Effekt zu Nutze, indem die aufgrund des Magnus-Effekts auf das Antriebselement 40 wirkende Kraft genutzt wird, um die Klappe 30 zu öffnen oder zu schließen, bzw. das Öffnen oder das Schließen der Klappe 30 zu steuern. Der Magnus-Effekt beschreibt eine Kraft eines rotierenden Körpers, welche senkrecht zum auftretenden Luftstrom wirkt, wobei der Luftstrom für das Antriebselement 40 dem Fahrtwind entspricht. Durch die mechanische Verbindung des Antriebselements 40 mit der Klappe 30 kann diese Kraft dazu verwendet werden, die Klappe 30 zu schließen bzw. in Richtung der geschlossenen Stellung GS zu überführen. Über diese mechanische Verbindung zieht das Antriebselement 40 die Klappe 30 fahrtwindgeschwindigkeitsabhängig zu.The flap arrangement 10 according to the application makes use of the so-called Magnus effect, in that the force acting on the drive element 40 due to the Magnus effect is used to open or close the flap 30, or to open or close the flap 30 to control. The Magnus effect describes a force of a rotating body which acts perpendicularly to the air flow that occurs, the air flow for the drive element 40 corresponding to the relative wind. Due to the mechanical connection of the drive element 40 to the flap 30, this force can be used to close the flap 30 or to move it in the direction of the closed position GS. Via this mechanical connection, the drive element 40 closes the flap 30 as a function of the relative wind speed.

Die Klappenanordnung 10 ist derart an der Lufteintrittsöffnung und/oder an dem Kraftfahrzeug anordenbar, dass das Antriebselement 40, wenn das Kraftfahrzeug bewegt wird, dem Fahrtwind FW ausgesetzt ist. Das heißt, dass das Antriebselement 40 der Klappenanordnung 10 in bestimmungsgemäßer Einbaulage der Klappenanordnung 10 im Kraftfahrzeug dem Fahrtwind FW ausgesetzt ist.The flap arrangement 10 can be arranged on the air inlet opening and/or on the motor vehicle in such a way that the drive element 40 is exposed to the relative wind FW when the motor vehicle is being moved. This means that the drive element 40 of the flap arrangement 10 is exposed to the relative wind FW in the intended installation position of the flap arrangement 10 in the motor vehicle.

Durch die anmeldungsgemäße Klappenanordnung 10 kann auf einen Stellmotor, der relativ teuer in der Herstellung ist, verzichtet werden.The flap arrangement 10 according to the application means that a servomotor, which is relatively expensive to produce, can be dispensed with.

Das Antriebselement 40 kann derart in dem Rahmen 20 gelagert sein, dass es ausgehend von einer Ruhestellung parallel zur aufgrund des Magnus-Effektes wirkenden Kraft translatorisch verschiebbar ist.The drive element 40 can be mounted in the frame 20 in such a way that, starting from a rest position, it is translationally displaceable parallel to the force acting due to the Magnus effect.

Die Kraft, die aufgrund des Magnus-Effekts auf das Antriebselement 40 ausgeübt wird, ist abhängig von einer Drehrichtung des Antriebselements 40 um die Rotationsachse A.The force that is exerted on the drive element 40 due to the Magnus effect depends on a direction of rotation of the drive element 40 about the axis of rotation A.

Das Antriebselement 40 kann derart angeordnet sein, dass unabhängig von einer Wirkrichtung der aus dem Magnus-Effekt resultierenden Kraft, das heißt unabhängig von einer Drehrichtung des Antriebselement 40 um die Rotationsachse A, diese Kraft dazu dient, die Klappe 30 in Richtung der geschlossenen Stellung GS zu überführen. Daher kann das Antriebselement 40 derart in dem Rahmen 20 gelagert sein, dass es ausgehend von einer Ruhestellung parallel zur aufgrund des Magnus-Effektes wirkenden Kraft translatorisch in beide mögliche Richtungen der Kraft verschiebbar ist.The drive element 40 can be arranged in such a way that, independently of a direction of action of the force resulting from the Magnus effect, i.e. independently of a direction of rotation of the drive element 40 about the axis of rotation A, this force serves to move the flap 30 in the direction of the closed position GS to transfer. The drive element 40 can therefore be mounted in the frame 20 in such a way that, starting from a rest position, it is translationally displaceable in both possible directions of the force acting parallel to the force acting due to the Magnus effect.

Alternativ kann auch die Drehrichtung des Antriebselements 40 vorgegeben sein, um die Wirkrichtung der aus dem Magnus-Effekt resultierenden Kraft zu bestimmen. So kann die Kontur das Antriebselements 40 derart ausgebildet sein, dass ein Aussetzen das Antriebselements 40 dem Fahrtwind FW die gewünschte Drehrichtung bewirkt. Alternativ kann ein Anfangsdrehimpuls auf das Antriebselement übertragen werden, um die Drehrichtung des Antriebselements 40 vorzugeben oder das Antriebselement 40 einen Mechanismus umfassen, der eine Drehung des Antriebselements 40 um die Rotationsachse A in die ungewünschte Drehrichtung verhindert und nur die Drehung in die gewünschte Drehrichtung ermöglicht.Alternatively, the direction of rotation of the drive element 40 can also be specified in order to determine the effective direction of the force resulting from the Magnus effect. The contour of the drive element 40 can be designed in such a way that exposing the drive element 40 to the relative wind FW causes the desired direction of rotation. Alternatively, an initial angular momentum may be transmitted to the drive member to set the direction of rotation of the drive member 40, or the drive member 40 may include a mechanism that prevents rotation of the drive member 40 about the axis of rotation A in the undesired direction of rotation and only allows rotation in the desired direction of rotation.

Der Rahmen 20 kann als separates Bauteil ausgeführt sein und mit der Eintrittsöffnung verbindbar sein oder als Teil der Eintrittsöffnung gebildet sein. In diesem Fall kann die Klappe 30 und das Antriebselement 40 in diesem Teil der Eintrittsöffnung gehalten sein, bzw. mit diesem Teil der Eintrittsöffnung verbunden sein.The frame 20 can be designed as a separate component and can be connected to the inlet opening or can be formed as part of the inlet opening. In this case, the flap 30 and the drive element 40 can be held in this part of the inlet opening or connected to this part of the inlet opening.

Die Klappe 30 kann stufenlos zwischen der geöffneten Stellung OS und der geschlossenen Stellung GS verfahrbar sein. Die Klappe 30 kann ferner in Abhängigkeit der Fahrtwindgeschwindigkeit zwischen der geöffneten Stellung OS und der geschlossenen Stellung GS verfahrbar sein.The flap 30 can be continuously moved between the open position OS and the closed position GS. The flap 30 can also be moved between the open position OS and the closed position GS depending on the relative wind speed.

Über die mechanische Verbindung zwischen dem Antriebselement 40 und der Klappe 30 kann das Antriebselement 40 die Klappe 30 fahrtwindgeschwindigkeitsabhängig zuziehen.Via the mechanical connection between the drive element 40 and the flap 30, the drive element 40 can close the flap 30 as a function of the travel wind speed.

Durch die stufenlose Verstellung der Klappe 30 kann der Luftstrom in der Lufteinlassöffnung präzise eingestellt werden.The air flow in the air inlet opening can be set precisely by the stepless adjustment of the flap 30 .

Das Antriebselement 40 kann annähernd die äußere Form eines Rotationskörpers, vorzugsweise eines Zylinders oder einer Kugel aufweisen. In den Ausführungsbeispielen gemäß den 1a bis 2b weist das Antriebselement 40 je die äußere Form eines Zylinders auf.The drive element 40 can have approximately the external shape of a body of revolution, preferably a cylinder or a sphere. In the embodiments according to 1a until 2 B the drive element 40 has the external shape of a cylinder.

Die Rotationsachse A kann orthogonal zu einer Fahrtrichtung FR des Kraftfahrzeuges anordenbar sein. Diese Anordnung der Rotationsachse A bezüglich der Fahrtrichtung FR des Kraftfahrzeuges bezieht sich auf die bestimmungsgemäße Einbaulage der Klappenanordnung 10 im Kraftfahrzeug. Besonders bevorzugt kann die Rotationsachse A annähernd vertikal im Kraftfahrzeug angeordnet werden, das heißt, dass die Rotationsachse A in der bestimmungsgemäßen Einbaulage der Klappenanordnung 10 im Kraftfahrzeug im Wesentlichen vertikal verläuft.The axis of rotation A can be arranged orthogonally to a travel direction FR of the motor vehicle. This arrangement of the axis of rotation A with respect to the direction of travel FR of the motor vehicle relates to the intended installation position of the flap arrangement 10 in the motor vehicle. Particularly preferably, the axis of rotation A can be arranged approximately vertically in the motor vehicle, which means that the axis of rotation A in the intended installation position of the flap assembly 10 in the motor vehicle is substantially vertical.

Die Fahrtrichtung FR ist bei Windstille entgegengesetzt zur Fahrwindrichtung FW.When there is no wind, the driving direction FR is opposite to the driving wind direction FW.

Die Klappenanordnung 10 kann ferner wenigstens ein Federelement (nicht in den Figuren dargestellt) umfassen, das geeignet ist, eine Federkraft auf die Klappe 30 und/oder das Antriebselement 40 auszuüben, um die Klappe 30 in die offene Stellung OS zu überführen.The flap arrangement 10 can further comprise at least one spring element (not shown in the figures) which is suitable for exerting a spring force on the flap 30 and/or the drive element 40 in order to convert the flap 30 into the open position OS.

Das Federelement fungiert als Gegenspieler zum Antriebselement 40 und hält die Klappe 30 bei Stillstand oder niedrigen Fahrtgeschwindigkeiten des Kraftfahrzeuges in der offenen Stellung OS.The spring element acts as an opponent to the drive element 40 and holds the flap 30 in the open position OS when the motor vehicle is stationary or traveling at low speeds.

Dadurch kann gewährleistet werden, dass die Klappe 30 bei Stillstand oder sehr geringer Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bzw. Fahrtwindgeschwindigkeit maximal geöffnet ist und bei einer Verlangsamung der Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bzw. der Fahrtwindgeschwindigkeit kontinuierlich geöffnet werden kann.It can thereby be ensured that the flap 30 is opened to the maximum when the motor vehicle is stationary or at a very low driving speed or relative wind speed and can be opened continuously when the driving speed of the motor vehicle or the relative wind speed decreases.

Die Klappe 30 kann wenigstens eine Lamelle 32 umfassen, die vorzugsweise in der geöffneten Stellung OS im Wesentlichen parallel zu einer Fahrtrichtung FR des Kraftfahrzeuges anordenbar ist und/oder in der geschlossenen Stellung GS im Wesentlichen orthogonal zur Fahrtrichtung FR des Kraftfahrzeuges anordenbar ist.The flap 30 can include at least one lamella 32, which can be arranged in the open position OS essentially parallel to a direction of travel FR of the motor vehicle and/or in the closed position GS can be arranged essentially orthogonally to the direction of travel FR of the motor vehicle.

Durch diese Ausgestaltung kann der Luftstrom in der Lufteintrittsöffnung bei geschlossener Stellung GS der Klappe 30 maximal reduziert werden und bei offener Stellung OS der Klappe 30 maximal erhöht werden.With this configuration, the air flow in the air inlet opening can be maximally reduced when the flap 30 is in the closed position GS and can be maximally increased when the flap 30 is in the open position OS.

Das Ausführungsbeispiel gemäß den 1a bis 1c zeigt schematisch eine Klappenanordnung 10 mit zwei Lamellen 32, die in einer parallelen Anordnung zueinander gemeinsam zwischen der offenen Stellung OS und der geschlossenen Stellung GS der Klappe 32 durch Rotation um eine Schwenkachse S verfahrbar sind. In der geschlossenen Stellung GS der Klappe 30, die in 1c dargestellt ist, sind beide Lamellen 32 parallel zueinander und orthogonal zur Fahrtrichtung FR des Kraftfahrzeuges angeordnet. In der offenen Stellung OS der Klappe 30, die in 1b dargestellt ist, sind beide Lamellen 32 parallel zueinander und parallel zur Fahrtrichtung FR des Kraftfahrzeuges angeordnet.The embodiment according to 1a until 1c shows schematically a flap arrangement 10 with two slats 32 which can be moved together in a parallel arrangement between the open position OS and the closed position GS of the flap 32 by rotation about a pivot axis S. In the closed position GS of the flap 30 in 1c is shown, both slats 32 are arranged parallel to one another and orthogonally to the direction of travel FR of the motor vehicle. In the open position OS of the flap 30 in 1b is shown, both slats 32 are arranged parallel to one another and parallel to the direction of travel FR of the motor vehicle.

Die Klappenanordnung 10 kann ferner ein Koppelelement 42 aufweisen, welches das Antriebselement 40 mit der Klappe 30 und/oder mit der wenigstens einen Lamelle 32 verbindet. Das Koppelement 42 kein beispielsweise ein Koppelgetriebe, insbesondere ein Führungsgetriebe und/oder ein Koppelgestänge sein. Alternativ kann das Koppelement 42 auch ein Riemen sein. Das Koppelement 42 dient zur Überführung einer Translationsbewegung des Antriebselements 40 in eine Rotationsbewegung der Lamellen 42.The flap arrangement 10 can also have a coupling element 42 which connects the drive element 40 to the flap 30 and/or to the at least one lamella 32 . The coupling element 42 cannot be, for example, a coupling mechanism, in particular a guide mechanism and/or a coupling linkage. Alternatively, the coupling element 42 can also be a belt. The coupling element 42 serves to convert a translational movement of the drive element 40 into a rotational movement of the lamellae 42.

Die Klappe 30 kann eine Vielzahl an nebeneinander angeordneter Lamellen 32 und wenigstens ein die Lamellen 32 miteinander verbindendes Scharnier 34 umfassen, wobei vorzugsweise das Antriebselement 40 mit einer der Lamellen 32 verbunden ist. Eine solche Ausgestaltung ist in dem Ausführungsbeispiel gemäß den 2a und 2b gezeigt.The flap 30 can comprise a multiplicity of slats 32 arranged next to one another and at least one hinge 34 connecting the slats 32 to one another, with the drive element 40 preferably being connected to one of the slats 32 . Such a configuration is in the embodiment according to the 2a and 2 B shown.

Wie die 2a und 2b zu erkennen geben, können die Lamellen 32 und Scharniere 34 umfassende Klappe 30 die Form einer Ziehharmonika aufweisen, wobei die Federkraft ein Zusammendrücken der Klappe 30 in die offene Stellung OS, die in 2b dargestellt ist, und die aus dem Magnus-Effekte resultierende Kraft ein auseinanderziehen der Klappe 30 in die geschlossene Stellung GS, die in 2a dargestellt ist, bewirkt.As the 2a and 2 B As can be seen, the flap 30 comprising the lamellae 32 and hinges 34 can have the shape of an accordion, with the spring force compressing the flap 30 into the open position OS shown in FIG 2 B is shown, and the force resulting from the Magnus effect pulling the flap 30 apart into the closed position GS, which is shown in 2a is shown causes.

Das Antriebselement 40 ist an einem Ende der Klappe 30 mit einer äußeren Lamelle 32 der Vielzahl an Lamellen 32 verbunden. An dem gegenüberliegenden Ende der Klappe 30 ist die gegenüberliegende äußere Lamelle 32 der Vielzahl an Lamellen 32 mit dem Rahmen 20 verbunden.The drive member 40 is connected at one end of the flap 30 to an outer louver 32 of the plurality of louvers 32 . At the opposite end of the flap 30 , the opposite outer louver 32 of the plurality of louvers 32 is connected to the frame 20 .

Die anmeldungsgemäße Klappenanordnung 10 ist ein sich selbst regulierendes System. Bei Stillstand des Kraftfahrzeuges wirkt keine Kraft aufgrund des Magnus-Effektes auf das Antriebselement 40, sodass die Federkraft des Federelements die Klappe 30 in die offene Stellung GS überführt. Steigt die Fahrtwindgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges an, so entsteht aufgrund des Magnus-Effektes eine Kraft, die auf das Antriebselement 40 wirkt. Ab Erreichen einer hinreichend großen Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeuges wirkt aufgrund des Magnus-Effektes eine Kraft, die ausreichend groß ist, um die Federkraft des Federelements zu überwinden und zu beginnen, die Klappe 30 in Richtung der geschlossenen Stellung GS zu verfahren. Bei weiter steigender Fahrtwindgeschwindigkeit steigt die Kraft aufgrund des Magnus-Effektes an und wirkt derart auf das Antriebselement 40, dass die Klappe 30 kontinuierlich weiter geöffnet wird, bis ab einer bestimmten Schwellfahrtwindgeschwindigkeit (bspw. 160 km/h) die Klappe 30 die geschlossene Stellung GS einnimmt.The flap assembly 10 according to the application is a self-regulating system. When the motor vehicle is stationary, no force acts on the drive element 40 due to the Magnus effect, so that the spring force of the spring element moves the flap 30 into the open position GS. If the relative wind speed of the motor vehicle increases, a force is produced due to the Magnus effect, which acts on the drive element 40 . Once the motor vehicle has reached a sufficiently high driving speed, the Magnus effect causes a force which is large enough to overcome the spring force of the spring element and to start moving the flap 30 in the direction of the closed position GS. As the wind speed continues to rise, the force increases due to the Magnus effect and acts on the drive element 40 in such a way that the flap 30 is continuously opened further until the flap 30 reaches the closed position GS from a certain threshold wind speed (e.g. 160 km/h). takes.

Die aus dem Magnus-Effektes resultierende Kraft wirkt fahrtwindgeschwindigkeitsabhängig auf das Antriebselement 40. Daher kann diese Kraft dazu verwendet werden, die Klappe 30 fahrtwindgeschwindigkeitsabhängig zu schließen. Die Fahrtwindgeschwindigkeiten, ab wann die offene Stellung OS der Klappe 30 verlassen wird und/oder ab wann die geschlossene Stellung GS eingenommen wird, kann beispielsweise durch die Auswahl des Federelements bzw. die Auswahl der Federkraft des Federelements eingestellt werden.The force resulting from the Magnus effect acts on the drive element 40 as a function of the travel wind speed. This force can therefore be used to close the flap 30 depending on the wind speed. The wind speeds from when the open position OS of the flap 30 is left and/or from when the closed position GS is assumed can be set, for example, by selecting the spring element or selecting the spring force of the spring element.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102012215623 A1 [0005]DE 102012215623 A1 [0005]

Claims (10)

Klappenanordnung für eine Lufteintrittsöffnung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere für eine Lufteintrittsöffnung einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Träger (20) und eine am Träger (20) gelagerte Klappe (30), die zwischen einer geöffneten Stellung (OS), in welcher die Klappe (30) die Lufteintrittsöffnung freigibt, und einer geschlossenen Stellung (GS), in welcher die Klappe (30) die Lufteintrittsöffnung verschließt, verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet dass die Klappenanordnung (10) ferner ein um eine Rotationsachse (A) drehbar gelagertes, mit der Klappe (30) verbundenes und einem Fahrtwind (FW) des Kraftfahrzeuges ausetzbares Antriebselement (40) aufweist.Flap arrangement for an air inlet opening of a motor vehicle, in particular for an air inlet opening of an air conditioning system of a motor vehicle, comprising a support (20) and a flap (30) mounted on the support (20) and between an open position (OS) in which the flap (30 ) releases the air inlet opening, and a closed position (GS), in which the flap (30) closes the air inlet opening, can be moved, characterized in that the flap arrangement (10) also has a rotational axis (A) rotatably mounted, with the flap ( 30) has a drive element (40) which is connected and can be exposed to a relative wind (FW) of the motor vehicle. Klappenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (30) stufenlos zwischen der geöffneten Stellung (OS) und der geschlossenen Stellung (GS) verfahrbar ist.valve arrangement claim 1 , characterized in that the flap (30) can be moved steplessly between the open position (OS) and the closed position (GS). Klappenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (30) in Abhängigkeit einer Fahrtwindgeschwindigkeit zwischen der geöffneten Stellung (OS) und der geschlossenen Stellung (GS) verfahrbar ist.Flap arrangement according to one of Claims 1 until 2 , characterized in that the flap (30) depending on a relative wind speed between the open position (OS) and the closed position (GS) can be moved. Klappenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (40) die äußere Form eines Rotationskörpers, vorzugsweise eines Zylinders oder einer Kugel aufweist.Flap arrangement according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the drive element (40) has the external shape of a body of revolution, preferably a cylinder or a sphere. Klappenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachse (A) orthogonal zu einer Fahrtrichtung (FR) des Kraftfahrzeuges anordenbar ist.Flap arrangement according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the axis of rotation (A) orthogonal to a direction of travel (FR) of the motor vehicle can be arranged. Klappenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch wenigstens ein Federelement, das geeignet ist, eine Federkraft auf die Klappe (30) und/oder das Antriebselement (40) auszuüben, um die Klappe (30) in die offene Stellung (OS) zu überführen.Flap arrangement according to one of Claims 1 until 5 , characterized by at least one spring element which is suitable for exerting a spring force on the flap (30) and/or the drive element (40) in order to convert the flap (30) into the open position (OS). Klappenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (30) wenigstens eine Lamelle (32) umfasst, die vorzugsweise in der geöffneten Stellung (OS) im Wesentlichen parallel zu einer Fahrtrichtung (FR) des Kraftfahrzeuges anordenbar ist und/oder in der geschlossenen Stellung (GS) im Wesentlichen orthogonal zur Fahrtrichtung (FR) des Kraftfahrzeuges anordenbar ist.Flap arrangement according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the flap (30) comprises at least one lamella (32) which can be arranged preferably in the open position (OS) essentially parallel to a direction of travel (FR) of the motor vehicle and/or in the closed position (GS) can be arranged essentially orthogonally to the direction of travel (FR) of the motor vehicle. Klappenanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappe (30) eine Vielzahl an nebeneinander angeordneter Lamellen (32) und wenigstens ein die Lamellen miteinander verbindendes Scharnier (34) umfasst, wobei vorzugsweise das Antriebselement (40) mit einer der Lamellen (32) verbunden ist.valve arrangement claim 7 , characterized in that the flap (30) comprises a plurality of lamellae (32) arranged next to one another and at least one hinge (34) connecting the lamellae to one another, the drive element (40) preferably being connected to one of the lamellae (32). Klappenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein Koppelelement (42), welches das Antriebselement (40) mit der Klappe (30) und/oder mit der wenigstens einen Lamelle (32) verbindet.Flap arrangement according to one of Claims 1 until 7 , characterized by a coupling element (42) which connects the drive element (40) to the flap (30) and/or to the at least one lamella (32). Kraftfahrzeug umfassend eine Lufteintrittsöffnung und eine Klappenanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.Motor vehicle comprising an air inlet opening and a flap arrangement (10) according to one of Claims 1 until 9 .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102012215623A1 (en) 2012-09-04 2014-03-06 Robert Bosch Gmbh Method for determining speed of actual wind experienced by vehicle such as motor car, involves determining value of speed of actual wind from difference of speed of motor vehicle and speed of wind

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