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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abstimmung des Luftdurchsatzes
durch im Fahrzeugfrontbereich vorgesehene Eintrittsöffnungen, insbesondere
zur Einstellung der Luftzuströmung
zu einem Motorraum eines Kraftfahrzeuges unter Verwendung von Strukturen
zur Bereitstellung einstellbar veränderbarer Durchgangsquerschnitte.
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Aus
DE 692 00 726 T2 ist
eine Drosselklappeneinrichtung zur Regelung des Luftstroms durch den
Kühler
eines Kraftfahrzeuges bekannt. Diese herkömmliche Drosselklappeneinrichtung
umfasst mehrere, als Drehklappen ausgebildete Drosselorgane, die
durch eine Kurvenbahnstruktur über
einen Aktuator ansteuerbar sind. Durch die bekannte Vorrichtung
wird es möglich,
den Luftzustrom zum Motorraum eines Kraftfahrzeuges derart abzustimmen, dass
insbesondere während
einer Motor-Warmlaufphase eine unerwünschte Abkühlung der Brennkraftmaschine
durch den durch einen Fahrzeugkühlergrill hindurchtretenden
Luftstrom vermieden werden kann.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, baulich vorteilhaft verwirklichbare
Lösungen
anzugeben, die es ermöglichen
den Luftdurchsatz durch im Frontbereich eines Kraftfahrzeuges vorgesehene Eintrittsöffnungen
so abzustimmen, dass ein der thermischen Belastung von Komponenten
des Kraftfahrzeuges hinreichend Rechnung tragender Kühlluftzufluss
in einer unter Emissions- und Verbrauchsgesichtspunkten vorteilhaften
Weise erreicht werden kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Vorrichtung zur Abstimmung des Luftdurchsatzes durch im Fahrzeugfrontbereich
vorgesehene Eintrittsöffnungen
mit einer, einer obere Luftabgriffszone zugeordneten oberen Abgriffsschachteinrichtung
und einer, einer in vertikaler Richtung tieferliegenden unteren
Luftabgriffszone zugeordneten unteren Abgriffschachteinrichtung,
wobei sowohl im Bereich der oberen Abgriffsschachteinrichtung, als
auch im Bereich der unteren Abgriffsschachteinrichtung Stellmittel
vorgesehen sind, zur Abstimmung eines die obere Abgriffsschachteinrichtung
durchsetzenden Luftstromes, sowie zur Abstimmung des die untere
Abgriffschachteinrichtung durchsetzenden Luftstromes unter Berücksichtigung
des Fahrzeugbetriebszustandes.
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Dadurch
wird es auf vorteilhafte Weise möglich,
den Luftabgriff aus dem Fahrzeugfrontbereich derart abzustimmen,
dass nur der momentan als Ansaug- und/oder Kühlluft benötigte Luftstrom über die im
Fahrzeugfrontbereich vorgesehenen Abgriffszonen abgegriffen wird,
wobei es möglich
wird, den Luftabgriff, insbesondere Kühlluftabgriff aus den unter
aerodynamischen Gesichtspunkten ungünstigeren Bereichen erst dann
vorzunehmen wenn ein Abgriff aus diesen Zonen zur Bedarfsdeckung
erforderlich ist. In besonders vorteilhafter Weise wird es auch möglich, den
Motorraum verbessert akustisch zu kapseln, da insbesondere im Rahmen
einer Motorwarmlaufphase sowohl im Bereich des Ziergitters, als auch
im Frontschürzenbereich,
oder bodennahen Spoilerbereich die hier vorgesehenen Durchtrittsquerschnitte
abgesperrt und akustisch abgeschirmt werden können. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird
es insbesondere möglich,
die Abstimmung der Kühlluftzuströmung derart
vorzunehmen, dass einerseits eine hinreichende Kühlleistung gewährleistet
ist und andererseits das Fahrzeug in einer möglichst günstigen aerodynamischen Einstellung
betrieben wird. Insbesondere bei niedrigen bis mittleren Umgebungstemperaturen
kann durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
das entsprechend ausgestattete Kraftfahrzeug über einen großen Fahrzeugbetriebsbereich
hinweg unter abgesenkten Luftwiderstandsbeiwerten betrieben werden.
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Die
Ansteuerung der Stellmittel erfolgt vorzugsweise über eine
Aktuatoreinrichtung in Abhängigkeit
von Fahrzeugbetriebsparametern wie insbesondere der Motortemperatur,
der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der Umgebungstemperatur und/oder
der Luftfeuchte. Die Aktuatoreinrichtung kann als Elektromotor,
als SMA (shape memory alloy)-Element, als Unterdruckdose, Überdruckdose, als über einen
Pneumatik-Schaltkreis angesteuerte Zylindereinrichtung, oder als
Hydraulik-Aktator ausgebildet sein. Es ist auch möglich, die
Aktuatoreinrichtung mit einem temperaturabhängig eine Schaltbewegung verursachenden
Element, insbesondere einem Wachs-Element auszustatten, das vorzugsweise
unmittelbar über
den Motorkühlkreis
angesteuert wird.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die Abgriffsschachteinrichtung derart ausgebildet,
dass sich diese in Einbauposition hinter einer Ziergittereinrichtung
befindet. Dadurch wird es möglich,
den im Fahrzeugfrontbereich über
die Ziergittereinrichtung abgreifbaren Luftstrom über die
im Bereich der oberen Abgriffsschachteinrichtung vorgesehenen Stellmittel
abzustimmen. Durch Schließen
der Abgriffsschachteinrichtung wird es möglich, im Bereich der Ziergittereinrichtung
ein Staudruckpolster auszubilden, das dazu führt, dass die auf die Ziergittereinrichtung
zulaufende Luft nach oben auf den Motorhaubenbereich abläuft.
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Die
untere Abgriffsschachteinrichtung befindet sich vorzugsweise im
unteren Frontschürzen- oder
Stoßfängerbereich
des Kraftfahrzeugs. Über diese
untere Abgriffsschachteinrichtung kann ein gegebenenfalls erforderlicher
Kühlluftstrom
bodennah abgegriffen werden. Bei geringem Kühlluftbedarf erweist sich der
bodennahe Kühlluftabgriff
unter aerodynamischen Gesichtspunkten als vorteilhaft.
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Die
Stellmittel sind gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung als Schwenkklappen ausgebildet. Diese Schwenkklappen
sind vorzugsweise um Schwenkachsen kippbar, die sich in Einbauposition
im wesentlichen horizontal erstrecken. Es ist jedoch auch möglich, die
Schwenklappen so anzuordnen, dass deren Schwenkachsen sich nicht
horizontal, sondern vertikal, oder zur Vertikalen unter einem Winkel
geneigt erstrecken. Die Schwenkklappen können so ausgebildet sein, dass diese
einen Querschnitt mit dem Charakter eines Stromlinienprofils aufweisen.
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Die
obere Abgriffsschachteinrichtung umfasst vorzugsweise wenigstens
zwei in vertikaler Richtung übereinanderliegend
angeordnete Schwenkklappen. Diese Schwenkklappen können so angeordnet
sein, dass diese in Schließstellung
den durch die Abgriffsschachteinrichtung ansonsten bereitgestellten
Durchtrittsquerschnitt im wesentlichen vollständig blockieren.
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Die
obere Abgriffsschachteinrichtung ist in ihrer Kanalkontur vorzugsweise
an die Kontur des Durchtritts im Bereich des Ziergitters angepasst,
so dass die den Luftweg umsäumende
Wandung keine erheblichen Hindernisse bildet und als solche auch im
Anschluss- oder Verbindungsbereich der die Kanalwandung definierenden
Strukturen weitgehend stufenfrei verläuft. Vorzugsweise bildet die
Kanalwandung einen sich in ihrem Verlauf zu einem Kühlwasserwärmetauscher
hin weitenden Diftusorkanal.
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Vorzugsweise
umfasst die untere Abgriffsschachteinrichtung ebenfalls wenigstens
zwei in vertikaler Richtung übereinanderliegend
angeordnete Schwenkklappen. Über
diese Schwenkklappen kann der Luftdurchsatz durch die untere Abgriffsschachteinrichtung
bedarfsgerecht eingestellt werden. Die der jeweiligen Abgriffsschachteinrichtung
zugeordneten Schwenkklappen sind vorzugsweise in Rahmenstrukturen,
oder unmittelbar in einer Luftkastenwandung gelagert und bilden
als solche Teil einer vorzugsweise auch noch den jeweils zugeordneten Aktuator
umfassenden Unterbaugruppe. Die Schwenkklappen können so angeordnet sein, dass diese
unmittelbar von außen
sichtbare Querlamellen bilden. Jede Schwenkklappenzeile umfasst
vorzugsweise mehr als zwei Lagerstellen, so dass die jeweilige Schwenkklappe
auch zwischen ihrem linken und rechten Seitenlagerbereich abgestützt ist.
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Es
ist möglich,
die obere Abgriffsschachteinrichtung und die untere Abgriffsschachteinrichtung über eine
Strebenstruktur oder über
eine Plattenstruktur zusammenzufassen und als solche einstückig auszubilden.
Alternativ hierzu ist es auch möglich,
die Abgriffsschachteinrichtungen als jeweils für sich weitgehend vormontierte
Unterbaugruppe auszubilden, die an eine rahmen- oder plattenartig
ausgebildete Aufnahmestruktur ansetzbar sind.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird durch diese Streben- oder Plattenstruktur ein
Luftkasten- oder Vorderwandelement gebildet, das eine der oberen
Abgriffsschachteinrichtung zugeordnete obere Durchtrittsöftnung sowie
eine der unteren Abgriffsschachteinrichtung zugeordnete untere Durchtrittsöftnung bildet.
Es ist möglich,
die Rahmenstrukturen der Abgriftsschachteinrichtungen in diese Durchtrittsöffnungen
einzusetzen oder diese Rahmenstrukturen an diese Durchtrittsöffnungsbereiche
anzusetzen.
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Die
Schwenkposition der Schwenkklappen ist vorzugsweise durch eine Aktuatoreinrichtung
einstellbar. Es ist möglich,
für die
obere Abgriffsschachteinrichtung und für die untere Abgriffsschachteinrichtung
jeweils separat ansteuerbare Aktuatoreinrichtungen vorzusehen. Alternativ
hierzu ist es auch möglich,
die Betätigung
der Schwenkklappen über eine
der oberen und der unteren Abgriffsschachteinrichtung gemeinsam
zugeordnete Aktuatoreinrichtung zu bewerkstelligen. Insbesondere
bei der Verwendung einer der beiden Abgriffsschachteinrichtungen
gemeinsam zugeordneten Aktuatoreinrichtung ist es möglich, die
kinematische Koppelung in solch einer Weise zu bewerkstelligen,
dass die im Bereich der unteren Abgriffsschachteinrichtung vorgesehenen
Schwenklamellen tendenziell zuerst öffnen und die der oberen Abgriffsschachteinrichtung
zugeordneten Schwenklamellen phasenverzögert, d.h. später öffnen.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung erfolgt die Ansteuerung der Schwenklamellen in Abhängigkeit
von momentan Fahrzeugbetriebsparametern, insbesondere der Motortemperatur,
der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Gaspedalniederdrückungsgrad.
Die Ansteuerung der Lamellen erfolgt vorzugsweise derart, dass erst
dann, wenn die thermische Belastung des Motors oder anderweitig
thermisch belasteter Fahrzeugkomponenten eine erhöhte Kühlluftzufuhr
fordert, eine unter aerodynamischen Gesichtspunkten vorteilhafte
Konfiguration aufgegeben wird und dem erhöhten Kühlluftbedarf hinreichend Rechnung
getragen wird. Die Ansteuerung der Lamellen oder Klappen, bzw. der
Luftdurchsatz an sich kann auch unter Berücksichtigung des momentanen Lenkradeinschlages
erfolgen, so dass innerhalb des beeinflussbaren Bereiches im Rahmen
einer Kurvenfahrt unterschiedliche, für die Fahrzeugstabilität vorteilhafte Seitenströmungsverhältnisse
herbeigeführt
werden.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind bei einem Kraftfahrzeug, das im Bereich der Frontschürze vorgesehene Luftabgriffsöffnungen
aufweist, auch Mittel vorgesehen zur Steuerung des Luftzutritts
zu der Vorderradbremsanordnung. Die für diesen Luftabgriff vorgesehene
Abgriffsschachteinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet,
dass diese einen leicht bogenartig gekrümmten Kanal bildet, durch welchen
die im Frontschürzenbereich
abgegriffene Luft seitlich abgelenkt und in den Bereich der entsprechenden Bremsscheibe
oder Bremszange geführt
werden kann. Die Steuerung des Luftdurchsatzes kann bei dieser Abgriffsschachteinrichtung über eine
einzige Schwenkklappe erfolgen, die vorzugsweise um eine vertikale
Achse schwenkbar ist. Die Schwenkklappe kann so ausgebildet sein,
dass diese in Schließstellung
im wesentlichen den vorderen Eintrittsbereich der Abgriffsschachteinrichtung
abdeckt. Die Schwenkklappe kann weiterhin so ausgebildet sein, dass
diese in Offenstellung die Lufteinströmung in die Abgriffsschachteinrichtung
leitblechartig unterstützt. Diese
Abgriffsschachteinrichtung kann durch mehrere zusammengesetzte Schalensegmente
gebildet sein. Die zur Lagerung der Schwenkklappeneinrichtung vorgesehenen
Lagereinrichtungen und vorzugsweise auch ein Aufnahmeabschnitt zur
Aufnahme einer der Schwenkklappeneinrichtung zugeordneten Aktuatoreinrichtung
ist vorzugsweise in die die Schachteinrichtung bildende Wandung
integriert.
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Unter
dem Begriff – Ziergitter – ist im
vorliegenden Fall eine Gittereinrichtung zu verstehen, die im Fahrzeugfrontbereich
zur luftdurchlässigen
Abdeckung einer Lufteintrittsöffnung
vorgesehen ist. Unter – polygonalen
Durchgangsöffnungen – sind insbesondere
nierenartig konturierte Durchgangsöffnungen zu verstehen.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit einer oberen, hinter einer Ziergittereinrichtung anordbaren
Abgriffsschachteinrichtung und einer darunterliegenden, unteren
Abgriffsschachteinrichtung, wobei beide Abgriffschachteinrichtungen
jeweils mit Drosselklappen ausgestattet sind, die um horizontale
Achsen schwenkbewegbar sind;
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2 eine
perspektivische Ansicht einer Vorderwandstruktur, zur Aufnahme der
Komponenten nach 1;
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3 eine
perspektivische Ansicht einer Vorderwandstruktur gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung zur Aufnahme einer oberen und einer unteren Abgriffsschachteinrichtung;
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4 eine
obere Abgriffschachteinrichtung zur Verwendung in Verbindung mit
der Vorderwandstruktur gemäß 3;
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5 eine
untere Abgriffschachteinrichtung zur Verwendung in Verbindung mit
der Vorderwandstruktur gemäß 3;
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6 eine
untere Abgriffschachteinrichtung zur Abstimmung der Luftzuströmung zu
einer linken Vorderachsbremseinrichtung;
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7a eine
vereinfachte perspektivische Ansicht eines Kühlerluftkastens mit integrierten Schwenkklappen
zur Abstimmung des Kühlluftabgriffs;
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7b eine
Skizze zur Erläuterung
weiterer konzeptioneller Merkmale des Kühlerluftkastens gemäß 7a;
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8a eine
Skizze zur Erläuterung
der Anordnung der Abgriffsöffnungen
der hinsichtlich des Luftdurchtritts erfindungsgemäß angesteuerten
Abgriffskanäle;
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8b eine
Skizze zur Erläuterung
des Fahrwindzulaufes auf den Frontbereich eines Kraftfahrzeuges;
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9a eine
Skizze zur Erläuterung
der für den
Luftabgriff ansteuerbaren übereinanderliegenden
Abgriffszonen;
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9b eine
Skizze zur Erläuterung
der für den
Luftabgriff ansteuerbaren übereinander-
und nebeneinanderliegenden Abgriffszonen;
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1 zeigt
in Form einer perspektivischen Darstellung eine Vorrichtung zur
Abstimmung des Luftdurchsatzes durch im Fahrzeugfrontbereich eines
Kraftfahrzeuges vorgesehene Eintrittsöffnungen. Die Vorrichtung umfasst
eine obere Abgriffsschachteinrichtung 1 und eine untere
Abgriffsschachteinrichtung 2. Die obere Abgriffsschachteinrichtung 1 ist
einer oberen, sich zwischen den Scheinwerfern eines entsprechenden
Kraftfahrzeuges befindenden Luftabgriffszone zugeordnet. Die untere
Abgriffsschachteinrichtung 2 ist einer in vertikaler Richtung tiefer
liegenden, sich im unteren Frontschürzenbereich erstreckenden unteren
Luftabgriffszone zugeordnet. Die hier gezeigte Vorrichtung zeichnet
sich dadurch aus, dass sowohl im Bereich der oberen Abgriffsschachteinrichtung 1 als
auch im Bereich der unteren Abgriffsschachteinrichtung 2 Stellmittel
vorgesehen sind zur Abstimmung eines die obere Abgriffsschachteinrichtung 1 bzw.
eines die untere Abgriffsschachteinrichtung 2 durchsetzenden
Luftstromes unter Berücksichtigung
des momentanen Fahrzeugbetriebszustands.
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Die
obere Abgriffsschachteinrichtung 1 ist im Hinblick auf
die Konturierung der durch diese gebildeten Durchgangsschächte auf
die Silhouette einer dieser Abgriffsschachteinrichtung vorgelagerten
Ziergittereinrichtung (nicht dargestellt) abgestimmt. Sowohl hinsichtlich
der oberen Abgriffsschachteinrichtung 1 als auch hinsichtlich
der unteren Abgriffsschachteinrichtung 2 sind die in diesen
Schachteinrichtungen jeweils vorgesehenen Stellmittel 3, 4 als Schwenkklappen
ausgebildet. Diese Schwenkklappen sind derart schwenkbewegbar gelagert,
dass diese um Schwenkachsen x1 ... x6 kippbar sind, die sich in
Einbauposition dieser Vorrichtung im wesentlichen horizontal erstrecken.
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Sowohl
die obere Abgriffsschachteinrichtung 1 als auch die untere
Abgriffsschachteinrichtung 2 weist bei diesem Ausführungsbeispiel
jeweils drei Schwenkklappen 3, 4 auf, durch welche
der gesamte durch die jeweilige Abgriffsschachteinrichtung umgriffene
Durchtrittsquerschnitt absperrbar bzw. definiert verengbar ist.
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Die
obere Abgriffsschachteinrichtung 1 sowie die untere Abgriffsschachteinrichtung 2 bilden Abschnitte
eines hier aus einem Kunststoffmaterial gefertigten Integralteiles.
Dieses Integralteil umfasst einen Aufnahmeabschnitt 5 zur
Aufnahme einer hier nicht näher
dargestellten Aktuatoreinrichtung. Über diese Aktuatoreinrichtung
können
die Schwenklamellen 3, 4 nach Maßgabe eines
auf einer Auswertung von Fahrzeugbetriebsparametern basierenden
Auswertungsergebnisses geschwenkt werden, sodass hierbei die geforderten
Durchtrittsquerschnitte erreicht werden.
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Es
ist möglich,
die Schwenkklappen 3 der oberen Abgriffsschachteinrichtung 1 und
die Schwenkklappen 4 der unteren Abgriffsschachteinrichtung 2 derart
kinematisch zu koppeln, dass diese gemeinsam und unter Nutzung einer
gemeinsamen Aktuatoreinrichtung betätigbar sind. Die kinematische
Koppelung kann derart bewerkstelligt sein, dass ein Öffnen der
oberen Schwenkklappen 3 gegenüber einem Öffnen der unteren Schwenkklappen 4 phasenversetzt
erfolgt. Insbesondere ist es möglich,
die kinematische Koppelung der unteren Schwenkklappen 4 und
der oberen Schwenkklappen 3 mit der Aktuatoreinrichtung
derart zu bewerkstelligen, dass ein Öffnen der oberen Schwenkklappen 3 erst
erfolgt, wenn die unteren Schwenkklappen 4 sich in Offenstellung
befinden. Das Schließen
der Schwenkklappen 3, 4 erfolgt demgemäss vorzugsweise
derart, dass zunächst
die Schwenkklappen 3 im Bereich der oberen Abgriffsschachteinrichtung 1 geschlossen werden
und erst anschließend
die Schwenkklappen 4 der unteren Abgriffsschachteinrichtung 2.
Alternativ zu einer durch mechanische Übertragungsglieder bewerkstelligten kinematischen
Koppelung der Schwenklamellen 3, 4 ist es auch
möglich,
für die obere
Abgriffsschachteinrichtung 1 und für die untere Abgriffsschachteinrichtung 2 separate
Aktuatoreinrichtungen vorzusehen, sodass diese Schwenkklappeneinrichtungen 3, 4 mechanisch
entkoppelt und bedarfsweise unabhängig angesteuert werden können.
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In 2 ist
eine Vorderwandstruktur dargestellt, die sich in Einbauposition
in einem Kraftfahrzeug in einem Zwischenraum befindet, der zwischen einer
Fahrzeugwärmetauschereinrichtungen
(insbesondere einem Kühlwasser-
und/oder Klimawärmetauscher)
und dem Fahrzeugziergitter bzw. dem Fahrzeugstoßfänger definiert ist. Die dargestellte Vorderwandstruktur 7 ist
hier aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial durch ein Spritzverfahren gefertigt.
Es ist auch möglich,
diese Vorderwandstruktur als Teil der Fahrzeugkarosserie auszubilden. Die
Vorderwandstruktur 7 umfasst einen unteren Öffnungsabschnitt 2a und
einen oberen Öffnungsabschnitt 1a.
In diese Öffnungsabschnitte 1a, 2a sind die
in 1 dargestellten Abgriffsschachteinrichtungen 1, 2 einsetzbar.
Durch die Vorderwandstruktur wird in Verbindung mit den Abgriffsschachteinrichtungen
eine Schott-Wand gebildet, durch welche die, bei Betrachtung des
Fahrzeugs von vorne, hinter dieser Wand liegenden Komponenten, insbesondere
Wärmetauscher,
derart abgedeckt sind, dass die Kühlluftbeaufschlagung derselben über die
Abgriffsschachteinrichtungen unter gleichzeitiger Abstimmung der Position
des Kühlluftabgriffes
abgestimmt werden kann.
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Die
Vorderwandstruktur 7 umfasst einen oberen Querträger 8,
der in Einbauposition an einem karosserieseitig vorgesehenen Fahrzeugquerholm abgestützt ist.
Die Vorderwandstruktur 7 bildet als solche weitere Befestigungsabschnitte
zur Abstützung
der Vorderwandstruktur im Fahrzeug sowie zur Befestigung von weiteren
Hilfskomponenten. Die der oberen Abgriffsschachteinrichtung zugeordnete Schachtöffnung 1a ist
durch eine Vertikalstrebe 9 vertikal geteilt. Die untere
Schachtöffnung 2a ist
durch zwei, leitblechartig ausgebildete Horizontalstreben 10, 11 unterteilt.
Durch diese Vertikalstreben 10, 11 wird weiterhin
ein unterer Abschlusswandungsabschnitt 12 der Vorderwandstruktur 7 ausgesteift.
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In 3 ist
eine zweite Ausführungsform
der Vorderwandstruktur 7 dargestellt. Diese Vorderwandstruktur 7 umfasst, ähnlich wie
die Ausführungsform nach 2,
einen oberen Querträger 8 zur
karosserieseitigen Befestigung der Vorderwandstruktur 7. Der
Querträger 8 ist
mit Durchbrechungen 14, 15 versehen zur Bereitstellung
von Durchtrittsquerschnitten für
Luftströme,
die ggf. über
eine hier nicht näher
dargestellte und sich in Einbauposition hinter der Vorderwandstruktur 7 befindende
Kühlwasserwärmetauschereinrichtung
hinweg geführt
sind.
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Die
Vorderwandstruktur 7 bildet eine obere, linke Abgriffsschachtöffnung 1aL und
eine rechte, obere Abgriffsschachtöffnung 1aR. Zwischen
diesen beiden Schachtöffnungen 1aL , 1aR erstreckt
sich eine kastenartige Holm-Struktur, die den oberen Querträger 8 mit
einem Mittelwandbereich 16 der Vorderwandstruktur verbindet.
Der Mittelwandbereich 16 umfasst einen sich in seinem Verlauf
zu einem Kühlwasserwärmetauscher
hin nach oben aufweitenden Wandungsabschnitt und mündet in
seinem unteren Bereich in die zur Aufnahme der unteren Abgriffsschachteinrichtung 2 (5)
vorgesehene Schachtöffnung 2a.
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Die
untere Schachtöffnung 2a ist ähnlich wie die
Vorderwandstruktur 7 gemäß 2 durch
Vertikalstreben 10, 11 unterteilt (Abschnitte 2aL, 2aR). Durch
diese Maßnahme
wird der untere Querwandungsabschnitt 12 der Vorderwandstruktur 7 ausgesteift.
Die Vorderwandstruktur 7 ist mit einer seitlichen Luftabgriffsöffnung 19 versehen,
die einen Luftabgriff aus dem zwischen der Vorderwandstruktur 7 und
einer dahinter liegenden Wärmetauschereinrichtung
(nicht dargestellt) definierten Zwischenraum ermöglicht. Diese Abgriffsöffnung 19 dient
vorzugsweise dem Abgriff der zum Betrieb der Brennkraftmaschine
erforderlichen Ansaugluft. Es ist möglich, eine derartige Abgriffsöffnung 19 auch
auf der linken Seite der Vorderwandstruktur 7 entsprechend
auszubilden. Die Vorderwandstruktur 7 kann als solche einen
mit einem Kühler
gekoppelten Luftkasten bilden.
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In 4 ist
eine obere, zur Verwendung in Verbindung mit der Vorderwandstruktur 7 gemäß 3 vorgesehene
Abgriffsschachteinrichtung 1 dargestellt. Diese Abgriffsschachteinrichtung 1 umfasst
ein Rahmenelement 20, das sich in Einbauposition der Abgriffsschachteinrichtung
hinter einem Sichtziergitter des Kraftfahrzeugs befindet. Das Rahmenelement 20 bildet
einen linken und einen rechten Luftdurchtrittsquerschnitt 20aL, 20aR,
wobei diese Luftdurchtrittsquerschnitte in ihrer Umfangskontur im wesentlichen
der Umfangskontur eines Luftdurchtrittsquerschnitts im Bereich des
Sichtziergitters entsprechen. Das Rahmenelement 20 ist
derart ausgebildet, dass dieses eine Wandung bereitstellt, die die entsprechenden
Luftdurchtrittsquerschnitte 20aL, 20aR jeweils
ringwandungsartig umgreift. Im Bereich der Luftdurchtrittsquerschnitte 20aL, 20aR sind
mehrere, auch bei diesem Ausführungsbeispiel
als Schwenkklappen 3 ausgebildete Stellmittel vorgesehen,
durch welche der Luftdurchtrittsquerschnitt 20aL bzw. 20aR im
Hinblick auf den zur Verfügung stehenden
freien Luftwegsquerschnitt einstellbar veränderbar ist. Die Ansteuerung
der Schwenkklappen 3 erfolgt über eine Stelltriebeinrichtung,
die Teil einer unter Einschluss der Rahmenstruktur 20 gebildeten Baueinheit
bildet. Die hier gezeigte obere Abgriffsschachteinrichtung 1 kann
an die in 3 dargestellte Vorderwandstruktur 7 von
hinten derart angesetzt werden, dass die Luftdurchtrittsquerschnitte 20aL, 20aR mit
den Querschnitten 1aL , 1aR übereinkommen. Die Fixierung
dieser Abgriffsschachteinrichtung in der Vorderwandstruktur 7 kann über Schnapp-, Rast-,
Steck- oder auch Schraubverbindungen erfolgen.
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5 zeigt
in perspektivischer Darstellung eine untere Abgriffsschachteinrichtung 2,
wie sie insbesondere in Verbindung mit der in 3 dargestellten
Vorderwandstruktur 7 bei einem Kraftfahrzeug zur Abstimmung
des Luftstroms über,
im unteren Frontschürzenbereich
vorgesehene Abgriffsöffnungen
Anwendung finden kann. Die untere Abgriffsschachteinrichtung 2 umfasst, ähnlich wie
bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß 1,
mehrere Schwenkklappen 4, die nach Maßgabe eines hier nicht näher dargestellten,
insbesondere in dem Rahmenvorsprung 22 angeordneten Stelltriebs
angesteuert werden können.
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Die
Abgriffsschachteinrichtung 2 umfasst einen ringartig den
Luftdurchtrittsbereich umschließenden
Rahmen, in welchem die Schwenkklappen 4 schwenkbewegbar
gelagert sind. Die Abgriffsschachteinrichtung 2 ist weiterhin
mit Vertikalstreben 10a, 11a versehen, wobei durch
diese Vertikalstreben 10a, 11a weitere Lagerabschnitte
zur Lagerung der Schwenkklappen 4 bereitgestellt sind.
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In 6 ist
eine Abgriffsschachteinrichtung zur Abstimmung der Luftzuströmung zu
einer linken Vorderachsbremseinrichtung dargestellt. Diese Abgriffsschachtein richtung 30 umfasst
ein erstes Schalenelement 31 und ein zweites Schalenelement 32. Die
Abgriffsschachteinrichtung ist mit einer Schwenkklappe 33 versehen,
die um eine in Einbauposition im wesentlichen vertikal ausgerichtete
Schwenkachse x7 kippbar ist. Über
diese Schwenkklappe 33 kann der zwischen den Schalenelementen 31, 32 gebildete
Kanal definiert eingeengt bzw. blockiert werden. Über diese
Abgriffsschachteinrichtung wird es möglich, aus einem unteren Stoßfänger- oder
Frontschürzenbereich
einen Luftstrom abzugreifen und diesen gezielt in den Bereich thermisch
höher belasteter Komponenten
einer Vorderradaufhängung
zu führen. Die
Abgriffsschachteinrichtung kann so ausgebildet sein, dass der durch
diese geführte
und gerichtet abströmende
Luftstrom in den Umgebungsbereich einer Bremszange oder auch insbesondere
in den Nabenbereich einer innen belüfteten Bremsscheibe gelangt.
Die Ansteuerung der Schwenkklappeneinrichtung 33 erfolgt über ein
vorzugsweise in die Abgriffsschachteinrichtung integrierten Stelltrieb
nach Maßgabe
einer Steuereinrichtung. Es ist möglich, die Ansteuerung der
Schwenkklappe derart abzustimmen, dass eine Kühlluftbeaufschlagung der Brems-
bzw. Radaufhängungskomponenten
erst erfolgt, wenn ein entsprechender Kühlbedarf vorliegt. Das Vorliegen des
entsprechenden Kühlbedarfs
kann über
Wärmesensoren
oder insbesondere auch auf Grundlage einer Errechnung der momentan
an den Fahrzeugbremsen umgesetzten Bremsleistung, insbesondere auf
Grundlage eines Kennfeldes, des Bremsdrucks, der Bremskraft sowie
von Fading-Effekten und unter Berücksichtigung der Umgebungstemperatur
erfolgen. Vorzugsweise erfolgt die Kühlluftbeaufschlagung erst dann,
wenn Bedarf nach einer gezielten Kühlluftzufuhr besteht. Es ist
möglich,
die Ansteuerung der Schwenkklappe 33 so zu bewerkstelligen, dass
diese bei Betätigung
der Fahrzeugbremse in eine Offenstellung schwenkt und damit während des Bremsvorgangs
eine aktive Kühlluftbeaufschlagung der
Bremskomponenten ermöglicht.
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7a zeigt
einen Fahrzeugkühler 30 mit
einem daran angesetzten und durch die Vorderwandstruktur 7 gebildeten
Luftkasten. Der Luftkasten eine obere (geteilte) Abgriffsschachtstruktur
und eine untere Abgriffsschachtstruktur 2. In diese Abgriffsschachtstrukturen 1, 2 sind
Schwenkklappen 3, 4 eingeklipst. Hierzu können Nuten
vorgesehen sein, die in einen erweiterten zylindrischen Lagerabschnitt
enden. Diese Schwenkklappen 3, 4 sind über Aktuatoren 33, 34 ansteuerbar.
Die Aktuatoren 33, 34 sind bei diesem Ausführungsbeispiel
als Druckdosen ausgebildet und an der Vorderwandstruktur 7 befestigt. Es
ist auch möglich,
zur endseitigen Lagerung der Schwenkklappen Zapfenelemente in die
Klappen einzustecken. Es ist möglich,
jeder Schwenkklappe einen eigenen Aktuator zuzordnen.
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Wie
aus 7b ersichtlich, sind die Schwenkklappen 3, 4 in
den jeweiligen Abgriffschachtstrukturen 1, 2 drehbar
angeordnet. Die Schwenkklappen (siehe hierzu untere Schwenkklappen 4)
können
so ausgebildet sein, dass deren Schwenkachsen diese „mittig" teilen. Es ist auch möglich, Die
Schwenkklappen so auszubilden, dass deren Schwenkachsen zum Beaufschlagungskopf hin
versetzt sind (obere Schwenkklappen 3). Über die Schwenkklappen 3, 4 kann
der Hauptbeaufschlagungsort des Kühlwasserwärmetauschers 30 beeinflusst
werden. Hierdurch kann weiterhin Einfluss auf das Wärmetauschverhalten
genommen werden.
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8 veranschaulicht die Lage der dem Kühlluftabgriff
dienenden Abgriffszonen im Bereich der Fahrzeugfront. Die oberen
Abgriffszonen XOI, XOR befinden sich im Bereich eines Frontziergitters zwischen
den Fahrzeugscheinwerfern SL, SR.
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Unterhalb
der oberen Abgriffszonen befindet sich eine untere Hauptabgriffszone
XUM die dem Kühlluftabgriff
zur Beaufschlagung eines Kühlwasserwärmetauschers
dient.
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Im
Seitenbereich der unteren Hauptabgriffszone befinden sich untere
Nebenabgriffszonen XUNOL, XUNOR, XUNUL und XUNUR. Die Nebenabgriffszonen
XUNUL, XUNUR dienen dem gesteuerten Kühlluftabgriff für die Vorderachsbremsen.
Die Nebenabgriffszonen XUNOL, XUNOR dienen dem gesteuerten Kühlluftabgriff
für Nebenkühlaggregate wie
beispielsweise Ölwärmetauscher,
Ladeluftkühlern,
Klimawärmetauschern
oder dgl.
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Durch
den Abgriff der Kühlluft
aus diesen Zonen durch Kanalstrukturen mit darin ausgebildeten Stell-
oder Drosselgliedern wird es möglich,
wie in 8b angedeutet, einen Kühlluftzustrom
in den Motorraum eines Fahrzeuges zu ermöglichen (Pfeilsymbole P1, P2),
oder die anströmende
Luft am Eintritt zu hindern und über
das Fahrzeug seitlich oder nach oben abfließen zu lassen. Auch Zwischenzustände (Teileintritt)
sind realisierbar.
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Wie
in 9a angedeutet, kann das erfindungsgemäße Konzept
zur Abstimmung des Luftabgriffs so realisiert werden, dass hier
im wesentlichen der Luftabgriff über
eine obere Zone XO und einer untere Zone XU abgestimmt wird. Die
Abstimmung kann durch Schwenkklappen erfolgen, die um jeweils horizontale
Achsen kippbar sind.
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Die
Abstimmung kann jedoch auch wie in 9b angedeutet
so erfolgen, dass mit Zunahme des Kühlluftbedarfes, die dem Abgriff
dienenden Zone vom Zentrum aus allmählich erweitert wird. So ist
es möglich,
zunächst
nur eine Abgriff aus der Zone XUM vorzunehmen. Dann die Zone XOZ
hinzuzunehmen, und bei weiterem Kühlluftbedarf die Zonen XOR,
XOL und abschließend
die Zonen XUL, XUR hinzuzunehmen. Die in den jeweiligen Zonen vorgesehenen
Schwenkklappen können
so angeordnet sein, dass durch diese das Konzept der allmählichen Abgriffszonen
Ausweitung unterstützt
wird. (z.B. weiter außen
liegenden Klappen werden später
geöffnet, untere
Klappen schenken beispielsweise links und rechts gegenläufig um
vertikale Achsen).
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Vorzugsweise
wird der Zusammenhang zwischen dem Kühlluftdurchsatz und der Widerstandsbeiwerstsänderung
in Abhängigkeit
vom Öffnungsgrad
der ansteuerbaren Schwenkklappen für eine bestimmte Karosserieform
konstruktionsspezifisch in Form eines Kennfeldes ermittelt. Auf
Grundlage dieses Kennfeldes kann unter Berücksichtigung von Betriebsparametern
eine für
den Betrieb des Fahrzeuges verbrauchs- und emissionsoptimierte Ansteuerung
der Schwenkklappen erfolgen.