WO2003070502A1 | 2003-08-28 | |||
WO2001046570A1 | 2001-06-28 |
US20120097464A1 | 2012-04-26 | |||
US20110203861A1 | 2011-08-25 | |||
DE102008049228A1 | 2010-06-10 | |||
DE102014108575A1 | 2014-11-06 |
Luftzufuhreinstellvorrichtung für ein Kraftfahrzeug Patentansprüche Luftzufuhreinstellvorrichtung (1 ) für ein Kraftfahrzeug mit mehreren Luftdurchgangsöffnungen (3), hinter denen ein Luftdurchgangskanal (4) verläuft, und einer an einer Tragstruktur (5) mittels zumindest eines Hebelarms (8) schwenkbar gelagerten Klappe (7), die zwischen einer geschlossenen Stellung, in der ein Luftdurchgang durch die Luftdurchgangsöffnungen (3) minimal ist, und einer offenen Stellung, in der ein Luftdurchgang durch die Luftdurchgangsöffnungen (3) maximal ist, um eine Drehachse (9) schwenkbar ist, wobei die eine schwenkbare Klappe (7) in der geschlossenen Stellung die mehreren Luftdurchgangsöffnungen (3) verschließt und die Drehachse (9) zu den Luftdurchgangsöffnungen (3) beabstandet ausgebildet ist. Luftzufuhreinstellvorrichtung nach Patentanspruch 1 , wobei die Klappe (7) einen Zahnradabschnitt (1 1 ) aufweist, in den ein Antriebszahnrad (13) zum Verschwenken der Klappe (7) eingreift. Luftzufuhreinstellvorrichtung nach Patentanspruch 2, wobei der Zahnradabschnitt (1 1 ) an dem Hebelarm (8) ausgebildet ist, über den die Klappe (7) um die Drehachse (9) verschwenkbar ist. 4. Luftzufuhreinstellvorrichtung nach Patentanspruch 2 oder 3, wobei der Zahnradabschnitt (1 1 ) an einem Hohlzylindersegmentabschnitt (81 ) der Klappe (7) ausgebildet ist. 5. Luftzufuhreinstellvorrichtung nach einem Patentanspruch 4, wobei der Hohlzylindersegmentabschnitt (81 ) in einer dem Hohlzylindersegmentabschnitt (81 ) entsprechend geformten Nut (51 ) der Tragstruktur (5) gelagert ist. 6. Luftzufuhreinstellvorrichtung nach einem der Patentansprüche 2 bis 5, wobei der Zahnradabschnitt (1 1 ) eine Au ßenverzahnung oder eine Innenverzahnung aufweist. 7. Luftzufuhreinstellvorrichtung nach einem der Patentansprüche 2 bis 6, wobei der Zahnradabschnitt (1 1 ) außerhalb des Luftdurchgangskanals (4) auf einer Seite der Klappe (7) angeordnet ist. 8. Luftzufuhreinstellvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, wobei die Luftzufuhreinstellvorrichtung (1 ) unmittelbar hinter einem Kühlergrill des Kraftfahrzeugs angeordnet ist oder Bestandteil des Kühlergrills (53) des Kraftfahrzeugs ist. 9. Luftzufuhreinstellvorrichtung nach Patentanspruch 8, wobei die mehreren Luftdurchgangsöffnungen (3) durch den Kühlergrill (53) ausgebildet sind. 10. Luftzufuhreinstellvorrichtung nach Patentanspruch 9, wobei der Kühlergrill ein Rahmenelement (55) mit zumindest einem Steg (57) aufweist, der innerhalb des Rahmenelements (55) angeordnet ist, wodurch die mehreren Luftdurchgangsöffnungen (3) ausgebildet sind. 1 1 . Luftzufuhreinstellvorrichtung nach Patentanspruch 10, wobei die eine Klappe (7) in der geschlossenen Stellung an dem Rahmenelement (55) und an dem Steg (57), insbesondere dichtend, anliegt. |
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Luftzufuhreinstellvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit mehreren Luftdurchgangsöffnungen und eine Einstellung eines Luftdurchgangs durch die Luftdurchgangsöffnungen.
Es ist bekannt, zur Regelung einer Luftzufuhr zu einem Kühler eines Kraftfahrzeugs in einer Luftdurchgangsöffnung eine oder mehrere drehbare bzw. verstellbare Klappen vorzusehen, mittels derer eine Luftmenge eingestellt werden kann, die dem Kühler zuführbar ist. Beispielsweise ist eine derartige Luftzufuhreinstellvorrichtung im Bereich eines sogenannten Kühlergrills, das heißt hinter einem Kühlergrill oder in dem Kühlergrill integriert, angeordnet. Bei geschlossenen Klappen kann dabei ein Luftwiderstand des Kraftfahrzeugs und damit ein Kraftstoffverbrauch des
Kraftfahrzeugs vorteilhaft verringert werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass bei geschlossenen Klappen ein Wärmeverlust des Motorraums bei Bedarf gering gehalten werden kann. Falls eine höhere Kühlleistung erforderlich ist, die bei geschlossenen Klappen nicht erreichbar ist, werden die Klappen geöffnet.
Aus der DE 102008049228 A1 ist beispielsweise eine Kühlergrillanordnung bekannt, die einen Kühlergrill aufweist, der horizontale Stege hat, zwischen denen
Luftdurchtrittsöffnungen ausgebildet sind. In jeder Luftdurchtrittsöffnung ist eine um eine Drehachse drehbare Klappe ausgebildet, die die jeweilige Luftdurchtrittsöffnung öffnen oder verschließen kann.
Ferner sind in der DE 102014108575 A1 als Kühlerjalousie bezeichnete drehbare Klappen beschrieben, wobei drei Klappen in einer Luftdurchtrittsöffnung angeordnet sind und die drei Klappen die Luftdruchtrittsöffnung verschließen können. Demnach sind aus dem Stand der Technik Luftzufuhreinstellvorrichtungen bekannt, bei denen entweder jeweils eine Klappe eine Luftdurchtrittsöffnung verschliessen kann, wobei bei mehreren Luftdurchtrittsöffnungen jeder Luftdurchtrittsöffnung eine Klappe zugeordnet ist, oder mehrere Klappen eine Luftdurchtrittsöffnung
verschließen können. Die Drehung der Klappen erfolgt über ein Hebelsystem, das alle Klappen miteinander verbindet und ein gleichzeitiges Schwenken der Klappen ermöglicht.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Luftzufuhreinstellvorrichtung für ein Kraftfahrzeug und ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen
Luftzufuhreinstellvorrichtung zu schaffen, die eine verringerte Zahl an Bauteilen und insbesondere weniger bewegte Bauteile aufweist.
Diese Aufgabe wird durch eine Luftzufuhreinstellvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gelöst, die die Merkmale von Patentanspruch 1 aufweist. Ferner wird diese Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Luftzufuhreinstellvorrichtung gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen
Patentansprüchen genannt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung hat eine Luftzufuhreinstellvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mehreren Luftdurchgangsöffnungen, hinter denen ein
Luftdurchgangskanal verläuft, und eine an einer Tragstruktur mittels zumindest eines starr mit der Klappe verbundenen Hebelarms schwenkbar gelagerten Klappe. Die Klappe ist zwischen einer geschlossenen Stellung, in der ein Luftdurchgang durch die Luftdurchgangsöffnungen minimal ist, und einer offenen Stellung, in der ein Luftdurchgang durch die Luftdurchgangsöffnungen maximal ist, um genau eine tatsächliche oder virtuelle Drehachse schwenkbar. Die eine schwenkbare Klappe verschließt in der geschlossenen Stellung die mehreren Luftdurchgangsöffnungen. Die Drehachse ist beabstandet zu den Luftdurchgangsöffnungen und damit zu einer Verschlussfläche der Klappe für die Luftdurchgangsöffnungen ausgebildet. Damit ist die Klappe durch eine Eingelenkkinematik drehbar gelagert.
Demnach sind die mehreren Luftdurchgangsöffnungen nur mit einer einzigen Klappe verschließbar, so dass hierfür lediglich eine Klappe und dementsprechend auch lediglich ein Schwenkmechanismus erforderlich ist, wodurch eine Anzahl von insbesondere beweglichen Bauteilen der Luftzufuhreinstellvorrichtung reduziert ist. Die eingelenkige Lagerung der Klappe ermöglicht einen weiter vereinfachten Aufbau mit einer geringen Anzahl von Bauteilen. Damit ist der Aufbau der
erfindungsgemäßen Luftzufuhreinstellvorrichtungen gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Luftzufuhreinstellvorrichtung mit mehreren Klappen und zugehörigen Mehrgelenkmechanismen einfacher.
Die eine schwenkbare Klappe kann beispielsweise auch drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn oder mehr Luftdurchgangsöffnungen verschließen.
Bevorzugt ist die Klappe über zwei Hebelarme schwenkbar gelagert. Die zwei Hebelarme sind bevorzugt ein linker Hebelarm und ein rechter Hebelarm, die seitlich, d.h. links und rechts, des Luftdurchgangskanals, angeordnet sind. Die Klappe kann ferner über einen linken, einen rechten und einen mittleren Hebelarm gelagert sein.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Klappe einen Zahnradabschnitt auf, in den ein Antriebszahnrad zum Verschwenken der Klappe um die Drehachse eingreift.
Hierdurch kann ein rotatorischer Antrieb beispielsweise eines Elektromotors direkt - ohne Wandlung in eine translatorische Bewegung - in eine Schwenkbewegung der Klappe umgesetzt werden. Da mit einer einzigen Klappe mehrere
Luftdurchgangsöffnungen verschlossen werden, ist auch ein Kopplung der
Schwenkbewegung mit anderen Klappen nicht erforderlich.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist der Zahnradabschnitt an dem Hebelarm ausgebildet, über den die Klappe um die Drehachse verschwenkbar ist.
Hierdurch kann der Antrieb der Klappe weiter vereinfacht werden.
Wenn die Klappe mittels zweier Hebelarme gelagert ist, kann der Zahnradabschnitt lediglich an einem Hebelarm ausgebildet sein. Wenn die Klappe mittels zweier äußerer Hebelarme gelagert und einen mittleren Hebelarm gelagert ist, kann der Zahnradabschnitt auch an dem mittleren Hebelarm ausgebildet sein.
Ferner ist der Zahnradabschnitt bevorzugt an einem Hohizylindersegmentabschnitt der Klappe ausgebildet.
Darüber hinaus kann der Hohizylindersegmentabschnitt in einer dem
Hohizylindersegmentabschnitt entsprechend geformten Nut bzw. Kullisse der Tragstruktur gelagert sein.
Durch die Lagerung in der Nut bzw. Kulisse ist eine besonders einfache Lagerung möglich.
Bevorzugt kann der Zahnradabschnitt eine Außenverzahnung aufweisen, die an einer Außenseite des Hohlzylindersegmentabschnitts angeordnet ist.
Der Zahnradabschnitt kann alternativ auch eine Innenverzahnung aufweisen, die wie bei einem Hohlrad an einer Innenseite des Hohlzylindersegmentabschnitts angeordnet ist.
Der Zahnradabschnitt kann separat von dem Hohizylindersegmentabschnitt ausgebildet sein und an diesem befestigt sein.
Des Weiteren kann der Zahnradabschnitt seitlich au ßerhalb des
Luftdurchgangskanals angeordnet sein.
Hierdurch wird der Luftdurchgangskanal nicht beeinträchtigt und der
Zahnradabschnitt ist besser gegenüber Verschmutzung geschützt.
Die Drehachse der Klappe verläuft bevorzugt parallel zu einer
Fahrzeugquerrichtung. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist die
Luftzufuhreinstellvorrichtung unmittelbar hinter einem Kühlergrill des Kraftfahrzeugs angeordnet oder ist Bestandteil des Kühlergrills des Kraftfahrzeugs.
Eine Anordnung innerhalb des Kühlergrills oder unmittelbar hinter dem Kühlergrill erhöht eine aerodynamische Wirkung, d.h. eine Verringerung eines Luftwiderstands des Kraftfahrzeugs, der Luftzufuhreinstellvorrichtung bei geschlossener Klappe.
Bevorzugt sind die mehreren Luftdurchgangsöffnungen durch den Kühlergrill ausgebildet sind.
Der Kühlergrill kann beispielsweise ein Rahmenelement mit zumindest einem Steg aufweisen, der innerhalb des Rahmenelements angeordnet ist, wodurch die mehreren Luftdurchgangsöffnungen ausgebildet sind. Mit anderen Worten teilt der Steg das Innere des Rahmenelements in zumindest zwei Bereiche, die zumindest zwei Luftdurchgangsöffnungen ausbilden.
Es kann auch mehr als ein Steg innerhalb des Rahmenelements angeordnet sein. Der Steg bzw. die Stege kann/können dabei beispielsweise vertikal und/oder horizontal verlaufen. Es ist aber auch jeglicher andere Verlauf des Stegs bzw. der der Stege möglich.
Hiermit bildet das Rahmenelement zusammen mit den Stegen eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen, die alle durch die eine schwenkbare Klappe verschließbar sind.
Dabei kann erfindungsgemäß die schwenkbare Klappe derart ausgebildet sein, dass sie in der geschlossenen Stellung an dem Rahmenelement und dem Steg bzw. den Stegen anliegt. Zusätzlich kann die Klappe in der geschlossenen Stellung dichtend an dem Rahmenelement anliegend ausgebildet sein. Ferner kann die Klappe in der geschlossenen Stellung dichtend an dem Steg oder den Stegen anliegend ausgebildet sein. Durch die dichtende Anlage der Klappe an dem Rahmenelement und
gegebenenfalls zusätzlich an den Stegen, ist ein Luftwiderstand des Kraftfahrzeugs verringert und störende Windgeräusche werden ebenfalls verringert. Ein
Luftdurchgang durch die Luftdurchgangsöffnungen ist insbesondere durch die dichtende Anlage der Klappe an dem Rahmenelement unterbunden.
Bevorzugt ist eine Au ßenfläche der Klappe in eine Querrichtung und/oder in eine Hochrichtung gekrümmt bzw. gewölbt. Mit anderen Worten kann die Au ßenfläche der Klappe bombiert ausgeführt sein. Mit Au ßenfläche der Klappe ist die Fläche bezeichnet, die einer Luftströmung zugewandt ist. Die Au ßenfläche kann auch als Verschlussfläche oder Luftanströmfläche bezeichnet werden.
Die Kombination einer in eine oder mehrere Richtungen gekrümmten Klappe mit einer Lagerung über einen Mehrgelenkmechanismus ist besonders vorteilhaft, da die gekrümmte Au ßenfläche über die Bewegungsbahn des
Mehrgelenkmechanismus in der geschlossenen Stellung mit einem dichtenden Rahmen einfach in Eingriff bringbar ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit einer
erfindungsgemäßen Luftzufuhreinstellvorrichtung.
Vorstehend genannte weitere Merkmale der Erfindung können soweit möglich und sinnvoll beliebig miteinander kombiniert werden.
Es folgt eine Kurzbeschreibung der Figuren.
Fig. 1 ist eine schematische Perspektivansicht einer Luftzufuhreinstellvorrichtung von vorne in einer offenen Stellung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine schematische Perspektivansicht der Luftzufuhreinstellvorrichtung von hinten in der offenen Stellung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 3 ist eine schematische Seitenansicht der Luftzufuhreinstellvorrichtung von vorne in einer geschlossenen Stellung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 ist eine schematische, geschnittene Perspektivansicht der
Luftzufuhreinstellvorrichtung von hinten gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Es folgt eine detaillierte Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter
Bezugnahme auf Figuren 1 bis 4.
In Figur 1 ist eine vollständig geöffnete Luftzufuhreinstellvorrichtung 1 in einer perspektivischen Ansicht von vorne gezeigt. In Figur 2 ist die vollständig geöffnete Luftzufuhreinstellvorrichtung 1 in einer perspektivischen Ansicht von hinten gezeigt. Die Luftzufuhreinstellvorrichtung ist an einer Tragstruktur 5 mit einem Kühlergill 53 eines Kraftfahrzeugs ausgebildet. Luftzufuhreinstellvorrichtung 1 hat eine Klappe 7, die Luftdurchgangsöffnungen 3 verschließen kann. Die Luftdurchgangsöffnungen 3 sind in dem Kühlergrill 53 des Kraftfahrzeugs ausgebildet und dienen einer
Kühlluftzufuhr zu einem Wärmetauscher des Kraftfahrzeugs. Der Wärmetauscher kann ein Kühler zum Kühlen einer Kühlflüssigkeit für einen Verbrennungsmotor sein. Der Wärmetauscher kann auch Bestandteil eines Kühlkreislaufes einer
Innenraumklimatisierung sein. Der Kühlergrill ist durch ein Rahmenelement 55 sowie mehrere vertikale Streben 57 ausgebildet, zwischen denen die
Luftdurchgangsöffnungen 3 ausgebildet sind.
In der vollständig geöffneten Stellung der Klappe 7 sind die
Luftdurchgangsöffnungen 3, die durch das Rahmenelement 55 und die vertikalen Streben 57 begrenzt sind, völlig frei. Luft kann somit durch die
Luftdurchgangsöffnungen 3 und den dahinter angeordneten Luftdurchgangskanal 4 ohne größere Beeinträchtigung strömen.
In einer geschlossenen Stellung der Klappe 7, die in Figuren 3 und 4 gezeigt ist, liegt die Klappe 7 an einer Innenseite des Rahmenelements 55 sowie
gegebenenfalls an Innenseiten der Streben 57 an. Mit Innenseite ist die Seite bezeichnet, die von einer Luftströmung abgewandt ist. Damit sind in der
geschlossenen Stellung alle Luftdurchgangsöffnungen 3 durch die einzige schwenkbare Klappe 5 geschlossen, wobei ein Luftdurchgang unterbunden ist. Damit ist für alle Luftdurchgangsöffnungen 3 auch nur ein Schwenkmechanismus erforderlich. Die Klappe 7 kann ferner Zwischenstellungen zwischen der geöffneten Stellung und der geschlossenen Stellung einnehmen, die einen entsprechend begrenzten Luftdurchgang durch die Luftdurchgangsöffnungen 3 ermöglichen.
Der Lagerung und der Schwenkmechanismus der Klappe 7 ist insbesondere in der geschnittenen Ansicht von Figur 3 erkennbar. Die Klappe 7 ist über Hebelarme 8 um genau eine Drehachse 9 schenkbar an der gelagert. Mit anderen Worten ist die Klappe 7 mittels einer Eingelenklagerung an der Tragstruktur 5 gelagert. Ein äußerer Hebelarm 8 ist dabei direkt mit einer der Drehachse 9 verbunden. Ein mittlerer Hebelarm 8 weist einen Hohizylinderabschnitt 81 , der am besten in Figur 2 erkennbar ist. Der Hohizylinderabschnitt 81 ist in einer entsprechenden Nut 51 , d.h. einer kreisbogenförmigen Kulisse, der Tragstruktur 5 um die Drehachse 9 drehbar gelagert. An einer Außenseite des Hohlzylinderabschnitts 81 ist ein
Zahnradabschnitt 1 1 , der in Figur 4 zu sehen ist, befestigt. Ein Antriebszahnrad 13 eines elektrischen Antriebs, der in einem Gehäuse geschützt untergebracht ist, ist mit dem Zahnradabschnitt 1 1 in Eingriff. Durch Drehen des Antriebszahnrads 13 kann damit die Klappe 7 zwischen der vollständig geöffneten Stellung und der vollständig geschlossenen Stellung sowie in Zwischenstellungen verschwenkt werden.
Die Klappe 7 ist mit den Hebelarmen 8 integral aus einem Kunststoffspritzgussteil ausgebildet. Eine Verschlussfläche der Klappe 7 kann jedoch auch getrennt von den Hebelarmen ausgebildet sein. In jedem Fall sind die Hebelarme 8 starr, d.h.
drehmomentfest, mit dem Übrigen Teil der Klappe 7 verbunden.
In dem Ausführungsbeispiel ist die Luftzufuhreinstellvorrichtung 1 symmetrisch zu einer Fahrzeugmitte ausgebildet, wobei die Klappe 7 einen linken Klappenabschnitt und einen rechten Klappenabschnitt aufweist, die miteinander verbunden sind. In der Mitte zwischen dem linken und dem rechten Klappenabschnitt ist der Klappenantrieb untergebracht und ist der Hebelarm 8 mit dem Hohlzylinderabschnitt 81 ausgebildet.
Die Klappe 7 hat eine in mehrere Richtungen gewölbte bzw. bombierte Form und liegt im geschlossenen Zustand an dem Rahmenelement 55 sowie gegebenenfalls den Streben 57 dichtend an.
Im Fahrbetrieb wird bei Kühlluftbedarf die Klappe 7 mittels des Antriebs geöffnet. Bei ausreichender Kühlung bzw. bei geringen Kühlbedarf bleibt die Klappe 7 aus aerodynamischen Gründen geschlossen. Wie in Figur 3 zu sehen ist, ist die Klappe 7 im geschlossenen Zustand nahe einer Fahrzeugau ßenhaut angeordnet, so dass die aerodynamische Wirkung hinreichend groß ist. Durch die Streben 57 ist auch im geschlossenen Zustand der Klappe 7 eine als Kühlergrill erkennbare Struktur zu sehen, so dass eine äußere Erscheinung des Kühlergrills bei geschlossener Klappe 7 und bei geöffneter Klappe 7 ähnlich ist.