Verschließbare Kraftfahrzeug-Kühlergrillanordnung
Die Erfindung betrifft eine verschließbare Kraftfahrzeug- Kühlergrillanordnung.
Verschließbare Kraftfahrzeug-Kühlergrillanordnungen sind im Stand der Technik bekannt. Kühllufteinlässe eines Kühler¬ grills lassen sich z.B. durch hinter dem Kühlergrill ange¬ ordnete Lamellen oder dergleichen verschließen, was in Ab¬ hängigkeit von einem Fahrtzustand des Kraftfahrzeuges er¬ folgen kann. Das Verschließen der Kühllufteinlässe des Küh¬ lergitters kann zu einer Verbesserung des cw-Wertes führen und darüber hinaus die Menge an eintretender Kühlluft bes¬ ser an den Fahrtzustand des Kraftfahrzeuges anpassen.
Aus der DE 200 21 023 Ul ist ein verschließbarer Kühler¬ grill für Kraftfahrzeuge bekannt. Hierbei sind hinter dem unbeweglichen Kühlergrill Jalousielamellen angeordnet, die sich quer zur Anströmrichtung verbiegen lassen, um Zwi¬ schenräume, d.h. Kühllufteinlässe in dem Kühlergrill zu verschließen. Die Lagerung der Jalousielamellen als auch ihre Ausbildung selbst mit harten Zonen und dazwischen vor¬ gesehenen weichen Zonen ist jedoch aufwendig und teuer.
Die DE 39 16 907 Al offenbart eine Ansteuerung für bewegli¬ che Teile eines Kühlergrills. Der Kühlergrill weist beweg¬ liche Teile in Form von quer zur Anströmrichtung verschwenkbaren Lamellen auf, die in Abhängigkeit vom Fahrtzustand des Kraftfahrzeuges von einem geöffneten Zu¬ stand in eine Sperrlage, in der sie im wesentlichen senk-
recht verlaufen, bewegt werden können. Auch bei diesem Küh¬ lergrill ist die Verschließbarkeit durch jeweils einzelne verstellbare Lamellen vorgesehen. Die jeweilige Lagerung der Lamellen und ihre Ansteuerung ist jedoch aufwendig und damit störanfällig und des weiteren kostspielig.
Das US-Patent 1 950 792 offenbart eine Kühlergrillanordnung für ein Kraftfahrzeug, die aus einem festen Gitter und ei¬ nem beweglichen Gitter besteht, die jeweils gleichförmige Leisten aufweisen. Mittels eines Mechanismus kann das be¬ wegliche Gitter an das feste Gitter heranbewegt werden, so dass die Leisten des beweglichen Gitters die Zwischenräume zwischen den Leisten des festen Gitters verschließen. Die aus vielen Einzelteilen bestehende Kühlergrillanordnung ist dadurch jedoch störanfällig und nicht zu einer elastischen Verformung geeignet, mit der eine Anpassung an eine bzw. verschiedene gekrümmte Kühlergrillanordnungen möglich ist.
Die DE 31 51 435 Al offenbart einen Kühlergrill für Kraft¬ fahrzeuge mit einem mehrere Lamellen aufweisenden, mit der Karosserie verbunden festen Gitter und einem beweglichen zweiten Gitter, das ebenfalls mehrere Lamellen aufweist. Das bewegliche Gitter kann dabei so verschoben werden, dass seine Lamellen zusammen mit den Lamellen des festen Gitters eine geschlossene, aerodynamisch und optisch günstige Ober¬ fläche bilden. Der Kühlergrill ist jedoch nicht dazu geeig¬ net, elastisch an eine bzw. verschiedene gekrümmte Kühler- grillanordnungen angepasst zu werden.
Entsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verschließbare Kraftfahrzeug-Kühlergrillanordnung mit kon¬ struktiv einfachsten Mitteln zu schaffen.
Die Erfindung wird durch eine Kühlergrillanordnung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiter-
bildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 11 definiert.
Eine erfindungsgemäße verschließbare Kraftfahrzeug- Kühlergrillanordnung umfasst einen Kühlergrill, der zumin¬ dest eine Luftdurchtrittsöffnung in Anströmrichtung auf¬ weist und an einer Außenseite der Kühlergrillanordnung vor¬ gesehen ist, und eine einstückige StegelementStruktur, die an einer Innenseite der Kühlergrillanordnung angrenzend an den Kühlergrill vorgesehen ist, wobei die Stegelementstruk¬ tur relativ zu dem Kühlergrill bewegbar ist, um die Luft- durchtrittsöffnung zu verschließen.
Bei der erfindungsgemäßen Kühlergrillanordnung kann der Kühlergrill zweckmäßigerweise als konventionell ausgeführte Kühlermaske vorgesehen sein, die im wesentlichen starr ist und sich nicht ohne weiteres verformen lässt. Der wesentli¬ che Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die einstückige Stegelementstruktur in ihrer Geometrie auf die Luftdurch- trittsöffnung des Kühlergrills abgestimmt ist, so dass sich die Luftdurchtrittsöffnung durch ein Bewegen der Stegele¬ mentstruktur relativ zu dem Kühlergrill verschließen lässt.
Die Stegelementstruktur als bewegtes Teil zeichnet sich vor allem durch eine einfache Geometrie bei minimaler Teilean¬ zahl aus. Komplexe und aufwendige Lagerungen für eine Viel¬ zahl von bewegten Teilen können somit für die erfindungsge¬ mäße Kühlergrillanordnung entfallen. Durch die Bewegung nur eines Teils, d.h. der Stegelementstruktur relativ zu dem Kühlergrill ist deshalb die Kühlergrillanordnung kaum bzw. gar nicht störanfällig und lässt sich darüber hinaus preis¬ wert und ohne großen Aufwand herstellen.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann die Steg¬ elementstruktur bei geeigneter Breite der Luftdurchtritts-
Öffnungen des Kühlergrills quer zur Anströmrichtung insbe¬ sondere translatorisch bewegt werden. Diese Art der Bewe¬ gung der Stegelementstruktur lässt sich mittels einer ge¬ eigneten Aktuatoreinrichtung, die mit der Stegelementstruk¬ tur verbunden ist, sehr einfach erzielen.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Stegelementstruktur auch in Anströmrichtung bewegt wer¬ den. Hierbei kann die Stegelementstruktur entweder als Gan¬ zes relativ zu dem Kühlergrill hin- und herbewegt werden, um die Luftdurchtrittsöffnung zu verschließen. Die Stegele¬ mentstruktur kann jedoch auch über ihre Höhe und/oder ihre Breite elastisch verformt werden, so dass eine Veränderung des Abstands von gegenüberliegenden Randbereichen der Steg¬ elementstruktur eine Bewegung bzw. eine Verschiebung eines mittigen Bereichs der Stegelementstruktur relativ zu dem Kühlergrill bewirkt. Ausgehend von einem Ausgangszustand der Kühlergrillanordnung, in dem die Luftdurchtrittsöffnung offen ist, kann durch ein Bewegen eines Randbereichs der Stegelementstruktur in Richtung eines gegenüberliegenden Randbereiches ein z.B. mittiger Bereich der Stegelement¬ struktur in Richtung des Kühlergrills bewegt werden, um da¬ durch die Luftdurchtrittsöffnung zu verschließen.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann der Küh¬ lergrill eine Mehrzahl von Luftdurchtrittsöffnungen aufwei¬ sen. Entsprechend umfasst die Stegelementstruktur eine Mehrzahl von Einzelstegen, die jeweils an die Luftdurch¬ trittsöffnungen angepasst sind, um bei einer entsprechenden Bewegung der Stegelementstruktur in Richtung des Kühler¬ grills die Luftdurchtrittsöffnungen zu verschließen.
Zweckmäßigerweise kann die Stegelementstruktur aus einem Kunststoff hergestellt sein. Durch ein Spritzgießen oder dergleichen eines Kunststoffs lassen sich auch komplexe
Gitterstrukturen in sehr kurzer Zeit ohne das Erfordernis einer weiteren Nachbearbeitung herstellen. Eventuell erfor¬ derliche Lagereinrichtungen in Form von Zapfen oder der¬ gleichen lassen sich bei einem Spritzgießen ohne weiteres in dem einzigen Herstellungsschritt anformen.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann die Steg- elementstruktur aus einer Verbundstruktur bestehend aus Kunststoff und Metall hergestellt sein. Der Verbund aus Kunststoff und Metall lässt zwar eine gewünschte Verformung der Stegelementstruktur zum Verschließen der Luftdurch- trittsöffnungen des Kühlergrills zu, ist jedoch im Ver¬ gleich zu einem reinen Kunststoff formstabiler. Hierdurch ist sichergestellt, dass selbst bei hohen Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeuges und entsprechend großen Windkräften, die auf die Stegelementstruktur wirken, kein Flattern, Klappern oder gar Abheben der Stegelementstruktur von dem Kühlergrill in dem geschlossenen Zustand der Kühlergrillan¬ ordnung auftritt.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann die Luft- durchtrittsöffnung durch die Stegelementstruktur in Abhän¬ gigkeit von einem Fahrtzustand des Kraftfahrzeugs ver¬ schlossen werden. Beispielsweise wird die Luftdurchtritts- öffnung durch die Stegelementstruktur bei einer hohen Ge¬ schwindigkeit des Kraftfahrzeuges erschlossen, was sich günstig auf den Luftwiderstandsbeiwert (cw-Wert) des Kraft¬ fahrzeuges auswirkt. Des weiteren kann die Luftdurchtritts- öffnung durch die Stegelementstruktur im Stillstand des Kraftfahrzeuges verschlossen werden. Dies wirkt sich vor¬ teilhaft auf die Anmutung der Kühlergrillanordnung von au¬ ßen aus, da hinter der Kühlergrillanordnung angeordnete Mo¬ toraggregate durch den Kühlergrill hindurch nicht sichtbar sind.
Während in dem voranstehend ausgeführten Beispiel der Fahrtzustand die Messgröße ist, von der ausgehend der Ver¬ schlusszustand der Luftdurchtrittsöffnungen geregelt wird, können selbstverständlich auch andere Parameter verwendet werden.
Beispielsweise kann der Verschlusszustand der Luftdurch¬ trittsöffnungen auch auf Basis der Motortemperatur geregelt werden. Eine derartige Regelung kann auch bei einem stehen¬ den Fahrzeug einen geeigneten Verschlusszustand sicherstel¬ len. Beim Starten des Fahrzeugs kann die Luftdurchtritts- öffnungen geschlossen werden, um ein möglichst schnelles Erwärmen des Motors auf eine gewünschte Betriebstemperatur zu ermöglichen. Nach einem Ausschalten des Motors können die Luftdurchtrittsöffnungen noch über einen gewissen Zeit¬ raum geöffnet bleiben, um ein Abkühlen des erhitzten Motors im stehenden Fahrzeug zu ermöglichen. Natürlich ist auch eine Regelung auf Basis einer Kombination mehrerer Messgrö¬ ßen denkbar, etwa des Fahrtzustands des Fahrzeugs und einer Motortemperatur.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden un¬ ter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Kühler¬ grills einer erfindungsgemäßen Kühlergrillanord¬ nung von einer Außenseite her.
Figur 2 zeigt die erfindungsgemäße Kühlergrillanordnung in einer seitlichen Schnittansicht entlang der Linie I-I von Figur 1 in einem geöffneten Zu¬ stand.
Figur 3 zeigt die Kühlergrillanordnung von Figur 2 in ei¬ nem geschlossenen Zustand.
Figur 4 zeigt eine Stegelementstruktur der Kühlergrillan¬ ordnung vereinfacht in einer Seitenansicht.
Figur 5 zeigt die Stegelementstruktur der Kühlergrillan¬ ordnung vereinfacht in einer Draufsicht.
Figur 1 zeigt eine perspektivische Vorderansicht einer Küh¬ lergrillanordnung 1. Die Kühlergrillanordnung 1 umfasst ei¬ nen Kühlergrill 2, der im wesentlichen als ein starres Ele¬ ment ausgebildet ist und in einem Kraftfahrzeug in einer feststehenden Position eingebaut ist. Der Kühlergrill 2 weist Luftdurchtrittsöffnungen 3 in Anströmrichtung der Kühlergrillanordnung auf, welche Luftdurchtrittsöffnungen 3 zwischen Stegelementen 4 der Kühlergrillanordnung 1 gebil¬ det sind. Die Kühlergrillanordnung 1 umfasst des weiteren eine Stegelementstruktur 5 (Figur 2, in Figur 1 nicht zu erkennen) , die an einer Innenseite der Kühlergrillanordnung 1 angrenzend an den Kühlergrill 2, d.h. in Anströmrichtung hinter dem Kühlergrill 2 vorgesehen ist. Die Stegelement¬ struktur 5 ist nachfolgend kurz als Gitter bezeichnet, ohne darin eine Einschränkung zu verstehen. Die Funktionsweise des Gitters ist im einzelnen unten noch erläutert.
Figur 2 zeigt die Kühlergrillanordnung 1 in einer seitli¬ chen Querschnittsansicht entlang der Linie von I-I -von Fi¬ gur 1. Sowohl der Kühlergrill 2 als auch das Gitter 5 sind in der Figur 2 stark vereinfacht dargestellt. Es ist zu er¬ kennen, dass das Gitter 5 in Anströmrichtung A hinter dem Kühlergrill 2 vorgesehen ist. Das Gitter 5 weist Stegele¬ mente 6 auf, deren Abmessung bzw. Verlauf an die Luftdurch- trittsöffnungen 3 des Kühlergrills 2 angepasst sind. In ei¬ nem Ausgangszustand der Kühlergrillanordnung 1 befindet sich das Gitter 5 in einer Position hinter dem Kühlergrill 2, in der die Stegelemente 6 von den jeweiligen Luftdurch- trittsöffnungen 3 beabstandet sind. Entsprechend ist die Kühlergrillanordnung 1 in dem in Figur 2 gezeigten Zustand geöffnet.
In der Figur 3 ist die Kühlergrillanordnung 1 von Figur 2 in einem geschlossenen Zustand gezeigt. Das Gitter 5 ist mit Aktuatoreinrichtungen oder dergleichen verbunden, mit¬ tels denen sich das Gitter 5 im wesentlichen parallel zur Anströmrichtung A in Richtung des Kühlergrills 2 bewegen lässt. Im geschlossenen Zustand der Kühlergrillanordnung 1 legen sich die Stegelemente 6 von hinten an den Kühlergrill 2 an, so dass die Luftdurchtrittsöffnungen 3 durch die Stegelemente 6 jeweils verschlossen werden. Ein wesentli¬ ches Merkmal der Erfindung besteht darin, dass die Stegele¬ mente 6 Bestandteil des Gitters 5 sind. Somit ist für ein Verschließen der Kühlergrillanordnung lediglich ein einzi¬ ges Teil, nämlich das Gitter 5 in Richtung des Kühlergrills 2 zu bewegen. Dies vermindert vorteilhaft die Anzahl von erforderlichen Lagereinrichtungen, Aktuatoreinrichtungen für das Gitter 5 und dergleichen.
Das Gitter 5 kann hinter dem Kühlergrill 2 an einer geeig¬ neten Aktuatoreinrichtung befestigt sein, die das Gitter 5 relativ zu dem Kühlergrill 2 translatorisch und in der An-
Strömrichtung A bewegt. Bei der (nicht gezeigten) Aktuato- reinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Pneumatik¬ zylindereinrichtung oder dergleichen handeln. Bei einer Druckbeaufschlagung des Zylinders bzw. der Zylinder wird das an der Pneumatikzylindereinrichtung befestigte Gitter 5 in Richtung des Kühlergrills 2 bewegt, so dass sich die Stegelemente 6 von hinten gegen den Kühlergrill 2 anlegen, um die Luftdurchtrittsöffnungen 3 wie gewünscht zu ver¬ schließen.
Die Ansteuerung der Aktuatoreinrichtung zum Bewegen des Gitters 5 erfolgt zweckmäßigerweise in Abhängigkeit des Fahrtzustands des Kraftfahrzeuges . Bei einer hohen Ge¬ schwindigkeit des Kraftfahrzeuges empfängt die Aktuatorein¬ richtung ein entsprechendes Steuersignal, um das Gitter 5 in Richtung des Kühlergrills 2 zu bewegen und damit die Kühlergrillanordnung 1 zu verschließen. Im geschlossenen Zustand der Kühlergrillanordnung 1 ist der Luftwiderstands¬ beiwert (cw-Wert) des Kraftfahrzeuges vorteilhaft herabge¬ setzt. Des weiteren kann die Ansteuerung der Aktuatorein¬ richtung so ausgelegt sein, dass die Kühlergrillanordnung 1 im Stillstand des Fahrzeuges wie in Figur 3 gezeigt geschlossen ist. Hierdurch wird wirkungsvoll verhindert, dass ein Betrachter aus der Richtung A Motorantriebsaggregate oder dergleichen durch die Kühlergrillanordnung 1 hindurch erkennen kann. In dieser Weise ist eine gewünschte Anmutung der "Fahrzeugnase", d.h. des Frontbereichs eines Kraftfahrzeuges stets sichergestellt.
Anhand der Figur 4 ist eine weitere Möglichkeit der Ver¬ stellung des Gitters 5 in Richtung des Kühlergrills 2 er¬ läutert. Das Gitter 5 ist zweckmäßigerweise aus einem Kunststoff hergestellt. Wandstärke und Kunststofftyp sind dabei so gewählt, dass das Gitter 5 elastische Eigenschaf-
ten aufweist und sich entsprechend über seine Längserstrek- kung verformen lässt.
Neben der Elastizität über der Längserstreckung des Gitters 5, d.h. in der Regel über der Breite des Gitters 5, kann das Gitter ebenfalls über seine Höhe elastisch verformbar sein. Dadurch ergibt sich eine dreidimensionale elastische Verformbarkeit des Gitters 5. Dadurch wird es möglich, das Gitter 5 an eine beliebige Form eines Kühlergrills 2 anzu¬ legen. Die Verwendung des Gitters 5 ist somit nicht auf ei¬ nen spezifischen Kühlergrill 2 beschränkt. Vielmehr kann das Gitter 5 mit einer Vielzahl von Kühlergrillen 2 unter¬ schiedlicher Formgebung verwendet werden.
In Figur 4 ist das aus einem Kunststoff hergestellt Gitter 5 vereinfacht in einer Seitenansicht gezeigt. An einem obe¬ ren Randbereich 7 und an einem unteren Randbereich 8 sind (nicht gezeigte) Aktuatoreinrichtungen befestigt, mittels derer sich die jeweiligen Randbereiche nach unten bzw. nach oben bewegen lassen. Infolge einer solchen Verschiebung der Randbereiche 7, 8 beult ein mittiger Bereich des Gitters 5 gezielt in Richtung des Kühlergrills 2 aus, so dass sich die Stegelemente 6 an die Luftdurchtrittsöffnungen 3 des Kühlergrills 2 anlegen.
In der Figur 4 ist das Gitter 5 in Vollinie in einer Aus¬ gangsstellung gezeigt. Wie durch Pfeile angedeutet, können der obere Randbereich 7 und der untere Randbereich 8 durch die Aktuatoreinrichtungen jeweils aufeinander zu bewegt werden. Durch ein Ansteuern der jeweiligen Aktuatoreinrich¬ tungen verkürzt sich der Abstand der jeweiligen Randberei¬ che zueinander, was den mittigen Bereich des Gitters 5 in Richtung des Kühlergrills 2 gezielt ausbeulen lässt. Der gezielt ausgebeulte Zustand des Gitters 5 ist durch gestri¬ chelte Linien skizziert.
Alternativ zu der Ausführungsform von Figur 4 ist es auch möglich, einen der beiden Randbereiche des Gitters 5 fest in der Kühlergrillanordnung vorzusehen, wobei nur der gege¬ nüberliegende Randbereich mit einer Aktuatoreinrichtung verbunden ist und dadurch wie gewünscht verstellt werden kann. Es versteht sich, dass eine Ausbeulung bzw. eine ge¬ zielte Verformung des Gitters 5 wie erläutert stets ange- passt an die Kontur des Kühlergrills 2 erfolgt. Ungeachtet einer verschiedenen Befestigung von Aktuatoreinrichtungen an dem Gitter 5 ist durch die erläuterte Elastizität des Gitters sichergestellt, dass das Gitter 5 mit einer z.B. gradlinigen Bewegung einer Aktuatoreinrichtung in Richtung des Kühlergrills 2 deformiert werden kann, um die Luft- durchtrittsöffnungen 3 zu verschließen.
Figur 5 zeigt eine vereinfachte Draufsicht auf das Gitter 5. In Abwandlung zu der Ausführungsform von Figur 4 sind hierbei Aktuatoreinrichtungen Si und S2 mit einem rechten Randbereich 9 bzw. einem linken Randbereich 10 des Gitters 5 verbunden. Für ein Verschließen der Kühlergrillanordnung lassen sich die Aktuatoreinrichtungen durch entsprechende Steuersignale wie durch Pfeile angedeutet verstellen, wo¬ durch ein Abstand zwischen dem rechten Randbereich 9 und dem linken Randbereich 10 verkürzt wird. Im Ergebnis wird eine gezielte Verformung eines mittigen Bereiches des Git¬ ters 5 in Richtung des Kühlergrills 2 hervorgerufen, was wie bereits zu Figur 4 erläutert ein Verschließen der Küh¬ lergrillanordnung 1 hervorruft.
Die erfindungsgemäße Kühlergrillanordnung 1 zeichnet sich vorteilhaft dadurch aus, dass die Luftdurchtrittsöffnungen 3 des Kühlergrills 2 mittels eines einzigen Bauteils, d.h. des einstückigen Gitters 5 verschlossen werden können. Falls das Gitter 5 aus einem Kunststoff hergestellt ist und
eine Elastizität für eine gezielte Verformbarkeit aufweist, ist eine Verschiebbarkeit des Gitters 5 z.B. durch eine ge¬ radlinige Bewegung einer Aktuatoreinrichtung in sehr einfa¬ cher Weise sichergestellt.