DE102006001797A1

DE102006001797A1 - Air flow controlling device for cooling internal combustion engine, has cover unit partially and selectively openable for providing air outlet, where cover unit comprises movable flaps that are arranged in perpendicular manner

Info

Publication number: DE102006001797A1
Application number: DE102006001797A
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl.-Ing. Harich; Eberhard Dr.-Ing. Dr. Pantow; Michael Dipl.-Ing. Spieth (Ba)
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 2006-01-12
Filing date: 2006-01-12
Publication date: 2007-07-19

Abstract

The device has a fan unit that is arranged over a part of a heat exchange surface of a heat exchanger. A cover unit (5) is arranged over another part of the heat exchange surface. The cover unit is partially and selectively openable for providing an air outlet. The cover unit comprises a set of movable flaps (6a, 6b, 6c, 6d) that are arranged in a perpendicular manner. An exhaust arrangement is arranged in the fan unit.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regulierung eines Luftstroms zur Motorkühlung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a device for regulating an air flow for engine cooling according to the preamble of claim 1.

Beim Bau von Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotoren besteht die Problematik, dass der Luftdurchsatz durch einen gegebenen Hauptkühler des Fahrzeugmotors in sämtlichen Fahrsituationen ausreichend sein muss. Im Zuge der Gewichtsersparnis und insbesondere im Zuge von Forderungen eines verbesserten Fußgänger-Aufprallschutzes wird allgemein die Verkleinerung von Hauptkühlern unter Beibehaltung der Wärmetauscherleistung angestrebt. Dies erfordert eine Optimierung der Luftdurchströmung der Tauscherfläche bei möglichst allen Betriebszuständen. Hierzu ist bekannt, eine Oberfläche des Wärmetauschers mit einer Lüfterhaube abzudecken, wobei in einem Bereich der Lüfterhaube ein elektrisch angetriebener Lüfter und in einem anderen Bereich der Lüfterhaube öffnungsfähige Klappen vorgesehen sind. Die öffnungsfähigen Klappen können je nach Ausführung als Staudruckklappen oder als aktiv betätigbare Klappen ausgebildet sein. In dem Fall, in dem keinerlei Klappen vorgesehen sind, wird die Luftströmung bei höheren Geschwindigkeiten behindert, da ein Überblasen des laufenden Lüfters stattfindet und kein zusätzlicher Luftmassenstrom durch Staudruckbeaufschlagung stattfinden kann. Bei Vorsehen von -zumeist horizontal angeordneten- Staudruckklappen ergibt sich zumindest im teilgeöffneten Betrieb ein hoher Widerstand, wobei Rückströmungen bzw. Rezirkulationen von erwärmter Luft in den Ansaugbereich des Lüfters zumindest teilweise vorhanden sind. Solche Rezirkulationen verringern grundsätzlich den Wirkungsgrad des Wärmetauschers. Sowohl im Falle passiver Staudruckklappen als auch im Falle aktiv gesteuerter Klappen sind daher regelmäßig Limitierungen des Wirkungsgrades durch starke Effekte von Rezirkulationen gegeben.At the Construction of motor vehicles with internal combustion engines is the problem that the air flow through a given main cooler of the Vehicle engine in all Driving situations must be sufficient. In the course of weight saving and especially in the wake of demands for improved pedestrian impact protection is generally the reduction of main coolers while maintaining the heat exchanger performance sought. This requires an optimization of the air flow of the exchanger surface if possible all operating states. For this purpose, it is known a surface of the heat exchanger with a fan cover cover, wherein in an area of the fan cover an electrically driven Fan and in another area of the fan cover openingable flaps are provided. The openable flaps can ever after execution designed as dynamic pressure flaps or as actively operable flaps be. In the case where no flaps are provided, the airflow at higher Speeds hindered as there is an over-blowing of the running fan and no additional Air mass flow can take place by Staudruckbeaufschlagung. at Provision of mostly horizontally arranged dynamic pressure flaps at least partially open Operation a high resistance, with backflow or recirculation of warmed up Air in the suction area of the fan at least partially present. Such recirculations basically reduce the Efficiency of the heat exchanger. Both in the case of passive dynamic pressure valves and in the case of active controlled flaps are therefore regularly limited by the efficiency given strong effects of recirculations.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Regulierung eines Luftstroms zur Motorkühlung anzugeben, bei der ein verbesserter Wirkungsgrad des Wärmetauschers in zumindest einem Betriebszustand eines Kraftfahrzeugs vorliegt.It The object of the invention is a device for regulation an air flow for engine cooling specify at which improved efficiency of the heat exchanger is present in at least one operating state of a motor vehicle.

Diese Aufgabe wird für eine eingangsgenannte Vorrichtung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.These Task is for an input device according to the invention with the characterizing features of claim 1.

Durch das selektierbare Öffnen des ersten Öffnungsabschnitts, der von dem Lüfterelement beabstandet ist, ist es möglich in einem Teillastbereich eine fahrtwindbedingte zusätzliche Durchströmung des Wärmetauschers zu erreichen, wobei zugleich die Gefahr von Rezirkulationen der durch diesen ersten Öffnungsabschnitt geströmten Luft in das Lüfterelement hinein erheblich verringert ist. Zugleich wird aufgrund der Möglichkeit der selektierbaren Öffnung des zweiten Öffnungsabschnitts eine dem Stand der Technik entsprechende, einem höheren Lastbereich wie etwa Volllast zugeordnete großflächigere Durchströmung ermöglicht. Insgesamt ist der Wirkungsgrad des Wärmetauschers daher bei gemittelter Betrachtung über sämtliche Betriebszustände durch die erfindungsgemäße Vorrichtung verbessert.By the selectable opening the first opening section, that of the fan element it is possible in a part load range, a drag related additional Flow through the heat exchanger At the same time the risk of recirculation of the through this first opening section brimmed Air in the fan element is considerably reduced. At the same time, due to the possibility the selectable opening of the second opening portion a prior art, a higher load range such as about full load associated larger area flow allows. Overall, the efficiency of the heat exchanger is therefore averaged Consideration over all operating conditions by the device according to the invention improved.

Zur Optimierung des Bauraums und der Luftströmung ist das Lüfterelement bevorzugt in saugender Anordnung anbringbar.to Optimization of the installation space and the air flow is the fan element preferably attachable in a sucking arrangement.

In einer ersten bevorzugten Ausführungsform weist das Abdeckelement eine Mehrzahl von separat ansteuerbaren Klappen auf, so dass die Öffnung der verschiedenen Öffnungsabschnitte in Stufen erfolgen kann, zum Beispiel indem jede der Klappen einer Stufe entspricht.In a first preferred embodiment the cover member has a plurality of separately controllable Flaps on, leaving the opening the different opening sections can be done in stages, for example by placing each of the flaps one Level corresponds.

Im Interesse einer mechanisch sicheren und aerodynamisch vorteilhaften Ausbildung sind die Klappen dabei jeweils als zweiteilige Faltklappen ausgebildet.in the Interest in a mechanically safe and aerodynamically advantageous Training the flaps are each designed as two-piece folding flaps.

Zur Anpassung an die bei der Mehrzahl der modernen Kraftfahrzeuge vorhandenen niedrigen Bauräume sind die Klappen dabei vorteilhaft seitlich neben dem Lüfterelement angeordnet, wobei die Bewegungsachsen der Klappen jeweils im Wesentlichen senkrecht orientiert sind.to Adaptation to the existing in the majority of modern motor vehicles low installation spaces the flaps are advantageous side next to the fan element arranged, wherein the axes of movement of the flaps each substantially are oriented vertically.

Weiterhin bevorzugt ist zwischen einem dem Lüfterelement abgewandten Ende der Tauscherfläche und dem ersten Öffnungsabschnitt ein permanenter luftdurchlässiger Abschnitt vorgesehen, um die Anpassung an einen Teillastbetrieb zu optimieren. Besonders bevorzugt ist hierbei im Bereich des permanent luftdurchlässigen Abschnitts ein Luftleitelement zur Verringerung einer Rezirkulation vorgesehen. Dieses kann etwa ein Richtungsleitblech und/oder ein sperrendes Leitblech sein. Solche Luftleitelemente können auch ganz allgemein zwischen der Tauscherfläche und den Klappenelementen angeordnet sein.Farther preferred is between an end facing away from the fan element the exchanger surface and the first opening portion a permanent air permeable Section provided to adapt to a part-load operation to optimize. Particularly preferred is in the field of permanent air-permeable Section an air guide to reduce recirculation intended. This can be about a Richtungsleitblech and / or a be blocking baffle. Such air guide elements can also quite generally between the exchanger surface and the flap elements be arranged.

Zur Erlangung einer besonders guten Anpassung an verschiedene Fahrzustände beträgt die Anzahl der separat ansteuerbaren Klappen mindestens drei.to Achieving a particularly good adaptation to different driving conditions is the number the separately controllable flaps at least three.

In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Abdeckelement ein insbesondere stufenlos verschiebbares, im Wesentlichen flächiges Element. Insbesondere vorteilhaft ist das Abdeckelement ein elastisches Rollo, welches bevorzugt in horizontaler Richtung bewegbar ist. Insgesamt ist durch das Vorsehen eines solchen im allgemeinen stufenlos verstellbaren Rollos als Abdeckelement eine besonders genaue Anpassung der Freigabe der Tauscherfläche in Abhängigkeit verschiedener Fahrzustände ermöglicht. Zweckmäßig ist derjenige Bereich, in dem das Rollo zuerst die Tauscherfläche freigibt, maximal von dem Lüfterelement entfernt, um die Gefahr der Rezirkulation, die insbesondere bei niedrigen Geschwindigkeiten besteht, gering zu halten.In a second preferred embodiment of the device according to the invention, the cover element is an in particular continuously displaceable, substantially flat element. Particularly advantageously, the cover is an elastic roller blind, which is preferably movable in the horizontal direction. Overall, by providing such a generally infinitely variable blinds as cover a particularly accurate Adaptation of the release of the exchanger surface depending on various driving conditions allows. Expediently, that region in which the roller blind firstly releases the exchanger surface is maximally removed from the fan element in order to minimize the risk of recirculation, in particular at low speeds.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst zumindest ein Teil des Abdeckelements eine Mehrzahl von bewegbaren Klappen, wobei der erste Öffnungsabschnitt von zumindest einer ersten der Klappen ausgebildet ist, und wobei zumindest zwei der Klappen über eine gemeinsame Steuermechanik zueinander verzögert öffnungsfähig sind. Hierdurch wird auf einfache und kostengünstige Weise die Anzahl erforderlicher Krafteinleitungseinheiten verringert.at a further preferred embodiment At least a part of the cover element comprises a plurality of movable flaps, wherein the first opening portion of at least a first of the flaps is formed, and wherein at least two the flaps over a common control mechanism delayed each other are openable. This will open simple and inexpensive way reduces the number of required force introduction units.

Bevorzugt sind dabei die Mehrzahl von Klappen als insbesondere separate bauliche Einheit in einem Rahmen aufgenommen, wodurch das Abdeckelement zumindest teilweise als separates Modul ausbildbar ist.Prefers are the majority of flaps in particular as separate structural Unit received in a frame, whereby the cover at least partly as a separate module can be formed.

Weiterhin bevorzugt umfaßt die Steuermechanik eine Schiene mit zumindest zwei unterschiedlich ausgeformten Kulissenführungen, wobei jede der Kulissenführungen einer der Klappen zugeordnet ist. Die unterschiedlichen Kulissenführungen ermöglichen eine einfache, zuverlässige und flachbauende Möglichkeit der Realisierung einer geeigneten Steuermechanik.Farther preferably comprises the control mechanism a rail with at least two different molded gate guides, with each of the slide guides one of the flaps is assigned. The different scenery tours enable a simple, reliable and flat-building possibility the realization of a suitable control mechanism.

Besonders bevorzugt ist eine Antriebskraft zur Bewegung der Klappen dabei auf nur einer Endseite der Klappen einleitbar, wodurch eine aufwendige Mechanik zur Übertragung der Kraft auf die andere Endseite oder eine weitere separate Krafteinleitungseinheit obsolet ist.Especially Preferably, a driving force for moving the flaps is included einleitbar on only one end side of the flaps, creating a complex Mechanics for transmission the force on the other end side or another separate force introduction unit is obsolete.

Die Aufgabe der Erfindung wird zudem durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst. Durch die im wesentlichen senkrechte Anordnung der Klappen ist eine größere Flexibilität bei der Anpassung an die gegebenen Bauräume und Luftöffnungen von modernen Kraftfahrzeugen ermöglicht. Zudem kann durch die zumindest annähernde Ausrichtung der Klappen in Richtung der Schwerkraft eine Ausbalancierung der Gewichtskräfte der Klappen erzielt werden. Hierdurch kann die aerodynamische Formgebung der Klappen eine größere Flexibilität aufweisen und eine einfachere Antriebsmechanik für eine Klappenverstellung verwendet werden.The The object of the invention is also achieved by a device with the Characteristics of claim 16 solved. Due to the substantially vertical arrangement of the flaps is a greater flexibility in the Adaptation to the given installation spaces and air openings enabled by modern motor vehicles. In addition, by the at least approximate orientation of the flaps in the direction of gravity balancing the weight forces of the Flaps are achieved. This allows the aerodynamic shaping the flaps have greater flexibility and a simpler drive mechanism used for a flap adjustment become.

Hinsichtlich der Merkmale der abhängigen Ansprüche 17 bis 28 wird auf die obigen korrespondierenden vorstehenden Vorteile Bezug genommen.Regarding the features of dependent claims 17 to 28 will be attained to the above corresponding above advantages Referenced.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie aus den abhängigen Ansprüchen.Further Advantages and features will become apparent from the following embodiments as well as from the dependent ones Claims.

Nachfolgend werden drei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben und anhand der anliegenden Zeichnungen näher erläutert.following become three embodiments a device according to the invention described and explained in more detail with reference to the accompanying drawings.

1 zeigt eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung von oben, wobei ausgehend von einem vollständig geschlossenen Abdeckelement mehrere Zustände zunehmender Öffnung des Abdeckelements dargestellt sind. 1 shows a schematic view of a device according to the invention from above, wherein starting from a completely closed cover member several states of increasing opening of the cover are shown.

2 zeigt eine Abwandlung der Vorrichtung aus 1. 2 shows a modification of the device 1 ,

3 zeigt eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung von oben. 3 shows a schematic view of a second embodiment of a device according to the invention from above.

4 zeigt die Vorrichtung aus 3 von vorne. 4 shows the device 3 from the front.

5 zeigt eine räumliche Ansicht eines Abdeckelements eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. 5 shows a spatial view of a cover of a third embodiment of a device according to the invention.

6 zeigt das Abdeckelement aus 5 aus einer anderen Perspektive. 6 shows the cover 5 from a different perspective.

7 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Steuerschiene des Abdeckelements aus 5. 7 shows a schematic plan view of a control rail of the cover 5 ,

8 zeigt eine räumliche Ansicht einer einzelnen Klappe des Abdeckelements aus 5. 8th shows a three-dimensional view of a single flap of the cover 5 ,

1 zeigt einen Wärmetauscher 1, der eine Tauscherfläche 2 hat, wobei der Wärmetauscher 1 lediglich über die Tauscherfläche 2 von Luft durchströmbar ist. Im Bereich dieser Durchströmung bzw. der tauscherfläche sind die (nicht dargestellten) Tauscherrohre angeordnet, welche ausgehend von seitlichen Sammelbereichen 3 von einer Kühlmittelflüssigkeit durchströmt werden, so dass die Wärme der Kühlmittelflüssigkeit an die durchströmende Luft abgegeben wird. 1 shows a heat exchanger 1 , which is an exchanger surface 2 has, where the heat exchanger 1 only over the exchanger surface 2 can be flowed through by air. In the region of this flow or the exchanger surface, the (not shown) exchanger tubes are arranged, which starting from lateral collecting areas 3 be traversed by a coolant liquid, so that the heat of the coolant liquid is discharged to the air flowing through.

Ein elektrisch angetriebenes Lüfterelement 4 ist in einem seitlichen Bereich der Tauscherfläche 2 saugend vor dem Wärmetauscher 1 angeordnet. In Querrichtung des Wärmetauschers 1 erstreckt sich das Lüfterelement 4 in etwa über ein Drittel der Länge der Tauscherfläche 2.An electrically driven fan element 4 is in a lateral area of the exchanger surface 2 sucking in front of the heat exchanger 1 arranged. In the transverse direction of the heat exchanger 1 extends the fan element 4 in about more than a third of the length of the exchanger surface 2 ,

Neben dem Lüfterelement 4 ist ein Abdeckelement 5 vorgesehen, welches den Teil der Tauscherfläche 2, der nicht von dem Lüfterelement 4 überdeckt ist, abdeckt. Insbesondere hält das Abdeckelement 5 das Lüfterelement 4 in einer entsprechenden Ausnehmung nach Art einer an sich bekannten Lüfterhaube.Next to the fan element 4 is a cover element 5 provided, which is the part of the exchanger surface 2 that is not from the fan element 4 above covers, covers. In particular, holds the cover 5 the fan element 4 in a corresponding recess in the manner of a known fan cover.

Das Abdeckelement 5 hat vier Klappen 6a, 6b, 6c und 6d, die jeweils nach Art einer zweiteiligen, eine Klappachse 7 umfassenden Faltklappe ausgebildet sind, wobei die Klappachse 7 sich in die Zeichnungsebene hinein und somit bezüglich der Einbaulage der Vorrichtung in senkrechter Richtung erstreckt. Jede der Klappen 6a-6d kann separat geöffnet werden. Dies erfolgt auf an sich bekannte Weise mittels jeweiliger Aktuatoren bzw. Stellglieder. Es kann auch eine Steuermechanik vorgesehen sein, die lediglich von einem Aktuator betätigt wird und mehrere Klappen wie dargestellt sequentiell nacheinander öffnet.The cover element 5 has four flaps 6a . 6b . 6c and 6d , each in the manner of a two-piece, a folding axis 7 comprehensive folding flap are formed, wherein the folding axis 7 extends into the plane of the drawing and thus with respect to the mounting position of the device in the vertical direction. Each of the flaps 6a - 6d can be opened separately. This is done in a known manner by means of respective actuators or actuators. It can also be provided a control mechanism which is actuated only by an actuator and a plurality of flaps as shown sequentially opens successively.

Die Erfindung funktioniert hinsichtlich der mehreren in 1 sequentiell von oben nach unten dargestellten Öffnungszustände des Abdeckelements 5 wie folgt:
In geschlossener Position sämtlicher der Klappen 6a-6d (obere Abildung) saugt der Lüfter 4 Luft durch den Wärmetauscher 1, wobei durch die im wesentlichen vollständige Überdeckung der Tauscherfläche 2 weitgehend ausgeschlossen ist, dass von dem Lüfter 4 austretende, erwärmte Luft ihren Weg zurück in den Lüftereintritt findet. Eine wirkungsgradsenkende Rezirkulation von Luft ist daher weitgehend vermieden. Die vollständig geschlossene Position des Abdeckelements 5 liegt zumeist in einem Leerlaufzustand des Fahrzeugs vor, in dem kein Fahrtwind auftritt, so dass der gesamte Luftdurchsatz von dem Lüfterelement 4 geleistet wird.The invention works with respect to the several in 1 sequentially from top to bottom illustrated opening states of the cover 5 as follows:
In closed position, all of the flaps 6a - 6d (upper picture) sucks the fan 4 Air through the heat exchanger 1 , Wherein by the substantially complete coverage of the exchanger surface 2 is largely excluded that from the fan 4 exiting, heated air finds its way back into the fan inlet. An efficiency-reducing recirculation of air is therefore largely avoided. The fully closed position of the cover 5 is usually in an idle state of the vehicle, in which no wind occurs, so that the entire air flow from the fan element 4 is done.

Wird in einem Teillastbereich des Fahrzeugsmotors bei gewisser, im allgemeinen geringer Fahrtgeschwindigkeit eine höhere Tauscherleistung erforderlich, so wird zunächst das gemäß 1 maximal von dem Lüfterelement 4 entfernte erste Klappenelement 6a geöffnet, wobei aufgrund der Ausbildung der Klappenelemente die Öffnung auch eine nur teilweise sein kann. Durch die Öffnung des ersten Klappenelements 6a wird ein erster Öffnungsabschnitt der Tauscherfläche für den Luftdurchtritt freigegeben, wobei dieser erste Öffnungsabschnitt im Vergleich zu den anderen Klappenelementen 6b-6d die größte Entfernung von dem Lüfterelement 4 hat. In diesem Betriebszustand ist das Lüfterelement 4 zumeist noch eingeschaltet, so dass die Vermeidung einer Rezirkulation gewünscht ist. Durch den größeren Abstand des ersten Klappenelements 6a im Vergleich zu den weiteren Klappenelementen 6b-6d ist eine Rezirkulation verhindert oder besonders klein gehalten.If, in a part load range of the vehicle engine, a higher heat exchanger performance is required at a certain, generally low driving speed, then the first step according to FIG 1 maximum of the fan element 4 removed first flap element 6a opened, due to the formation of the flap elements, the opening can also be only partially. Through the opening of the first flap element 6a a first opening portion of the exchanger surface is released for the passage of air, said first opening portion compared to the other flap elements 6b - 6d the greatest distance from the fan element 4 Has. In this operating state is the fan element 4 usually still switched on, so that the avoidance of recirculation is desired. Due to the greater distance of the first flap element 6a in comparison to the other flap elements 6b - 6d is a recirculation prevented or kept very small.

Bei weiter zunehmender Last, die zumeist mit zunehmender Fahrtgeschwindigkeit einher geht, werden sukzessiv auch die weiteren Klappenelemente 6b-6d geöffnet, was in der Zeichnung 1 lediglich bis zu einer Teilöffnung des zweiten Klappenelements 6b dargestellt ist.As the load increases, which is usually accompanied by increasing driving speed, the other flap elements will successively also be added 6b - 6d open what's in the drawing 1 only up to a partial opening of the second flap element 6b is shown.

2 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform aus 1, wobei zwischen einem Rand 2a der Tauscherfläche 2 und einer ersten, maximal von dem Lüfterelement 4 beabstandeten Faltklappe 6a' ein permanent luftdurchlässiger Abschnitt 8 vorgesehen ist und wobei insgesamt nur drei Faltklappen 6a', 6b', 6c' vorgesehen sind. Dies kann zur Feinanpassung oder auch zur Vermeidung einer übermäßig großen Anzahl von Klappen gewünscht sein. 2 shows a modification of the embodiment 1 , being between an edge 2a the exchanger surface 2 and a first, maximum of the fan element 4 spaced folding flap 6a ' a permanently air permeable section 8th is provided and wherein a total of only three folding flaps 6a ' . 6b ' . 6c ' are provided. This may be desirable for fine tuning or to avoid an excessively large number of flaps.

Vorliegend reicht der gegebene Abstand des ersten Klappenelements 6a' von dem Lüfterelement 4 aus, um bei einem ausschließlichen Öffnen des ersten Klappenelements 6a' im Zuge eines Teillastbetriebs eine zumindest erhebliche Reduzierung einer Rezirkulation zu bewirken. Zur weiteren Verbesserung ist vorliegend zudem eine Trennwand 9 vorgesehen, die sich von der Tauscherfläche 2 bis zu einem dem Lüfterelement 4 abgewandten Ende des Klappenelements 6a' erstreckt, so dass bei geschlossenen Klappenelementen 6a'-6c' in Verbindung mit der Trennwand 9 ein weitgehend geschlossenes und nur über das Lüfterelement 4 zugängliches Volumen 10 zwischen Abdeckelement 5 und Tauscherfläche 2 vorhanden ist. Eine zu der Trennwand 9 ergänzende oder alternative Maßnahme zur Verringerung einer möglichen Rezirkulation sind Luftleitelemente 10, 11 im Ausgangsbereich des permanent luftdurchlässigen Abschnitts 8. Diese Luftleitelemente lenken die durch den Bereich 8 strömende Luft von dem Lüfterelement 4 weg.In the present case, the given distance of the first flap element is sufficient 6a ' from the fan element 4 out to at an exclusive opening of the first flap element 6a ' in the course of a partial load operation to effect an at least significant reduction in recirculation. To further improve the present invention also has a partition 9 provided, extending from the exchanger surface 2 up to a fan element 4 opposite end of the flap element 6a ' extends, so with closed flap elements 6a ' - 6c ' in connection with the partition 9 a largely closed and only on the fan element 4 accessible volume 10 between cover element 5 and exchanger surface 2 is available. One to the partition 9 Additional or alternative measures for reducing possible recirculation are air-guiding elements 10 . 11 in the exit area of the permanently air-permeable section 8th , These air guiding elements guide the people through the area 8th flowing air from the fan element 4 path.

Bei dem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel gemäß 3 und 4 ist das Abdeckelement 5 nicht als diskrete Anzahl von starren Klappenelementen ausgebildet, sondern als Rollo mit einer flächigen und elastischen Bahn 13, die um eine Rolle 14 aufwickelbar ist. Die Rolle 14 ist dabei angrenzend an das Lüfterelement 4 angeordnet, so dass ein Ende 15 der elastischen Bahn 13 in einem vollständig geschlossenen Rollozustand (nicht dargestellt) einen maximalen Abstand von dem Lüfterelement 4 aufweist. Eine Freigabe der Tauscherfläche 2 mittels des Rollos ist stufenlos möglich. In den Abbildungen 3 und 4 befindet sich das Rollo jeweils in einem teilweise geöffneten Zustand, in dem ein erster Öffnungsabschnitt 16 freigegeben ist, so dass der gezeigte Zustand einem Teillastbereich des Fahrzeugmotors bei zumeist geringem Fahrtwind entspricht. Dadurch, dass der erste Öffnungsabschnitt 16 bedingt durch die zwischen ihm und dem Lüfterelement 4 noch vorhandene Restfläche des Rollos einen Mindestabstand von dem Lüfterelement 4 aufweist, ist eine Rezirkulation von Luft, die den Bereich 16 durchströmt hat, in das Lüfterelement 4 hinein weitgehend vermieden. Ein zweiter Öffnungsabschnitt zur weiteren, insbesondere vollständigen Freigabe der Tauscherfläche 2 kann durch ein z. B. vollständiges Aufrollen des Rollos erreicht werden. Auf diese Weise kann auch ein optimaler Luftdurchtritt etwa für einen Volllastbereich erzielt werden.In the second embodiment according to the invention 3 and 4 is the cover element 5 not formed as a discrete number of rigid flap elements, but as a roller blind with a flat and elastic web 13 that's about a role 14 is windable. The role 14 is adjacent to the fan element 4 arranged so that one end 15 the elastic web 13 in a fully closed blind state (not shown) a maximum distance from the fan element 4 having. A release of the exchanger surface 2 By means of the roller blind is infinitely possible. In the pictures 3 and 4 the blind is in each case in a partially open state, in which a first opening portion 16 is released, so that the state shown corresponds to a partial load range of the vehicle engine at mostly low airstream. As a result, the first opening section 16 due to the between him and the fan element 4 remaining area of the roller blind a minimum distance from the fan element 4 has, is a recirculation of air, which is the area 16 has flowed through, in the fan element 4 down a largely avoided. A second opening section for further, in particular complete release of the exchanger surface 2 can by a z. B. complete rolling of the blinds can be achieved. In this way, an optimal air passage can be achieved approximately for a full load range.

Im Falle des dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels gemäß 5 bis 8 ist ein Abdeckelement 305 dargestellt, welches als bauliche Einheit oder als Modul aufgebaut ist. Ein weiteres Abdeckelement im Sinne der Patentansprüche kann etwa ein angrenzender Rahmen für den (nicht dargestellten) Lüfter sein.In the case of the third preferred embodiment according to 5 to 8th is a cover element 305 represented, which is constructed as a structural unit or as a module. Another covering element in the sense of the claims may be, for example, an adjoining frame for the fan (not shown).

Das Abdeckelement des dritten Ausführungsbeispiels umfaßt fünf jeweils bewegbare Klappen 306a-306e, die parallel zueinander in einem starren Rahmen 302 über jeweils endseitige Drehzapfen 308 (siehe 8) drehbar gelagert sind. Je nach Drehstellung liegt somit eine geöffnete, teilweise geöffnete oder geschlossene Stellung der Klappe in dem Rahmen 302 vor. Jede der Klappen hat auf der einen Endseite einen zu dem Drehzapfen 308 versetzten Betätigungszapfen 309, über den eine kraftunterstützte Verstellung der jeweiligen Klappe erfolgen kann.The cover member of the third embodiment comprises five respective movable flaps 306a - 306e that are parallel to each other in a rigid frame 302 via each end pivot 308 (please refer 8th ) are rotatably mounted. Depending on the rotational position is thus an open, partially open or closed position of the flap in the frame 302 in front. Each of the flaps has on the one end side to the pivot 308 offset actuating pin 309 , via which a power-assisted adjustment of the respective flap can take place.

Auf der Rahmenseite des Betätigungszapfens 309 ist eine Steuerschiene 303 in Führungsblöcken 303a linear verschiebbar in dem Rahmen 302 geführt. Endseitig der Schiene 303 ist diese über ein Gestänge mit einem nicht dargestellten, in einer Halterung 307 festlegbaren linearen Aktuator verbunden, mittels dessen sich eine Stellung der Schiene 303 relativ zu dem Rahmen 302 einstellen läßt. Als Aktuator sind dabei sämtliche bekannte und geeignete Antriebsvorrichtungen denkbar.On the frame side of the actuating pin 309 is a control rail 303 in guide blocks 303a linearly displaceable in the frame 302 guided. End of the rail 303 This is a linkage with a not shown, in a holder 307 fixable linear actuator connected by means of which a position of the rail 303 relative to the frame 302 can be adjusted. As an actuator all known and suitable drive devices are conceivable.

Die Steuerschiene 303 hat fünf Durchbrechungen 304a, 304b, 304c, 304d, 304e (siehe 7), die einen gewundenen Verlauf nach Art einer Kulissenführung aufweisen. In jede der Kulissenführungen 304a-304e greift einer der Betätigungszapfen 309 der fünf Klappen 306a-306e ein.The control rail 303 has five openings 304a . 304b . 304c . 304 d . 304e (please refer 7 ), which have a tortuous course in the manner of a slotted guide. In each of the slide tours 304a - 304e engages one of the actuating pin 309 the five flaps 306a - 306e one.

Aus der maßstabsgerechten Darstellung der Kulissen in 7 ist ersichtlich, dass jede der Kulissen 304a-304e insgesamt die gleiche Länge in Bewegungsrichtung der Schiene und die gleiche Breite senkrecht zur Bewegungsrichtung der Schiene aufweist. Dagegen besteht ein jeweiliger Unterschied zwischen den Kulissen darin, dass ein kurviger Teil auf jeweils unterschiedlicher relativer Position in Längsrichtung vorgesehen ist.From the scale representation of the scenes in 7 It can be seen that each of the scenes 304a - 304e Overall, the same length in the direction of movement of the rail and the same width perpendicular to the direction of movement of the rail. In contrast, there is a respective difference between the scenes in that a curvy part is provided in each case different relative position in the longitudinal direction.

Ausgehend von der gezeigten geöffneten Position der Klappen 306a-306e wird zum Zwecke des Schließen des Abdeckelements 305 die Schiene 303 kraftunterstützt in ihrer Längsrichtung verschoben. Hierdurch wird zunächst die Klappe 306e geschlossen, wogegen die übrigen Klappen sich im Moment der ersten Bewegung der Schiene 303 noch nicht bewegen. Noch im Zuge der Schließbewegung der Klappe 303e wird dann bedingt durch die Ausformung der Kulisse 304d die Klappe 306d bewegt, bis zuletzt die erste Klappe 306a geschlossen wird. Entsprechend wird ausgehend von der (nicht dargestellten) geschlossenen Stellung zuerst die Klappe 306a teilweise geöffnet, bevor die Bewegung der nächsten Klappe 306b beginnt.Starting from the opened position of the flaps shown 306a - 306e is for the purpose of closing the cover 305 the rail 303 Power assisted shifted in their longitudinal direction. This will be the first flap 306e closed, whereas the other flaps at the moment of the first movement of the rail 303 not move yet. Still in the course of the closing movement of the flap 303e is then due to the shape of the backdrop 304 d the flap 306d moved until last the first flap 306a is closed. Accordingly, starting from the (not shown) closed position first, the flap 306a partially open before the movement of the next flap 306b starts.

Jede der Kulissen 304a-304e hat einen parallel zu der Längsrichtung der Schiene 303 verlaufenden Abschnitt, der einer unveränderten Stellung der jeweiligen Klappe während einer Bewegung der Schiene 303 zugeordnet ist. Dieser Leerweg kann zum Beispiel bei 18 mm Gesamtweg der Steuerschiene 6 mm betragen. Es sind jedoch auch andere Verhältnisse von Leerweg zu Gesamtweg denkbar, je nachdem, wie stark die Bewegung der einzelnen Klappen zueinander verzögert sein soll.Each of the scenes 304a - 304e has a parallel to the longitudinal direction of the rail 303 extending portion of an unchanged position of the respective flap during movement of the rail 303 assigned. This free travel can be 6 mm, for example, at 18 mm total travel of the control rail. However, other ratios of free travel to total travel are conceivable, depending on how much the movement of the individual flaps should be delayed to each other.

Im vorliegenden Beispiel sind die Klappen jeweils baugleich. In einer weiteren Optimierung des Abdeckelements können sie jedoch auch jede für sich in Abhängigkeit von ihrer Position aerodynamisch optimiert sein. Die Klappen 306a-306e sind als Staudruckklappen ausgebildet und senkrecht orientiert. Durch die senkrechte Orientierung fällte die Massenwirkung weg. Der Staudruck kompensiert den Saugdruck eines bevorzugt saugend angeordneten Lüfters zunehmend mit der Fahrtgeschwindigkeit, so dass im geeigneten Moment des Öffnens zumeist nur eine geringe Kraft aufgewendet werden muß, um im wesentlichen die Reibungskräfte der Steuermechanik 301 zu überwinden.In the present example, the flaps are identical. In a further optimization of the cover, however, they can also be optimized aerodynamically individually depending on their position. The flaps 306a - 306e are designed as dynamic pressure flaps and oriented vertically. Due to the vertical orientation precipitated the mass effect away. The dynamic pressure increasingly compensates for the suction pressure of a preferably suction-mounted fan with the travel speed, so that only a small force has to be expended at the appropriate moment of opening in order to substantially reduce the frictional forces of the control mechanism 301 to overcome.

Aus dem genannten Grund ist es mit geringem Aufwand möglich, die Mechanik so leichtgängig auszulegen, dass die Steuermechanik wie dargestellt nur an einer Endseite der Klappen angreifen muß. Dies ermöglicht einen einfachen Aufbau mit nur einem einzigen Aktuator und insbesondere ohne eine zusätzliche Mechanik zur Kraftübergabe auf die gegenüberliegende Seite.Out For this reason, it is possible with little effort, the To design the mechanism so smoothly that the control mechanism as shown only at one end of the Flaps must attack. This allows a simple structure with only a single actuator and in particular without an additional Mechanics for power transfer on the opposite Page.

In günstiger aerodynamischer Ausgestaltung weisen die Klappen zudem Rippen 310 auf, die einer verbesserten Leitung der die Klappen umströmenden Luft und gegebenenfalls einer Geräuschminderung dienen.In a favorable aerodynamic design, the flaps also have ribs 310 on, which serve an improved management of the air flowing around the flaps and possibly a noise reduction.

Claims

Device for regulating an air flow for engine cooling, comprising a part of an exchanger surface ( 2 ) of an air-flowable heat exchanger ( 1 ) arranged fan element ( 4 ), and one over another part of the exchanger surface ( 2 ) arranged cover element ( 5 ), wherein the cover element ( 5 ) from the fan element ( 4 ) to one end of the exchanger surface ( 2 ) and wherein the cover element ( 5 ) is at least partially selectable for the passage of air, characterized in that a first opening portion ( 6a . 6a ' . 16 ) of the cover element ( 5 ) is selectively openable, which to avoid excessive recirculation a minimum distance from the fan element ( 4 ), and that at least a second opening portion ( 6b - 6d . 6b ' . 6c ' ) is selectively openable, which is substantially to the fan element ( 4 ) adjoins.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the fan element ( 4 ) is arranged in sucking arrangement.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the cover element ( 5 ) a plurality of separately controllable flaps ( 6a - 6d . 6a ' - 6c ' ).

Device according to claim 3, characterized in that the flaps ( 6a - 6d . 6a ' - 6c ' ) are formed as two-piece folding flaps.

Device according to one of claims 3 or 4, characterized in that the flaps ( 6a - 6d . 6a ' - 6c ' ) laterally next to the fan element ( 4 ) are arranged, wherein movement axes ( 7 ) of the flaps are each oriented substantially vertically.

Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that between a the fan element ( 4 ) facing away from the end of the exchanger surface ( 2 ) and the first opening section ( 6a ' ) a permanently air-permeable section ( 8th ) is provided.

Apparatus according to claim 6, characterized in that in the region of the permanently air-permeable portion ( 8th ) an air guiding element ( 9 . 10 . 11 ) is provided to reduce recirculation.

Device according to one of claims 3 to 7, characterized in that the number of separately controllable flaps ( 6a - 6d . 6a ' - 6c ' ) is at least three.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the cover element ( 5 ) an in particular continuously displaceable, substantially flat element ( 13 ).

Device according to claim 9, characterized in that the cover element ( 5 ) is an elastic blind.

Apparatus according to claim 9 or 10, characterized in that the roller blind ( 5 ) is movable substantially in the horizontal direction.

Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the cover ( 305 ) a plurality of movable flaps ( 306a . 306b . 306c . 306d . 306e ), wherein the first opening portion of at least a first of the flaps ( 306a ), and wherein at least two of the flaps via a common control mechanism ( 301 ) are mutually delayed opening.

Apparatus according to claim 12, characterized in that the plurality of flaps ( 306a . 306b . 306c . 306d . 306e ) as, in particular, a separate structural unit within a framework ( 302 ) are included.

Apparatus according to claim 12 or 13, characterized in that the control mechanism ( 301 ) a rail ( 303 ) with at least two differently shaped slide guides ( 304a . 304b . 304c . 304 d . 304e ), wherein each of the slotted guides of one of the flaps ( 306a . 306b . 306c . 306d . 306e ) assigned.

Device according to one of claims 12 to 14, characterized in that a driving force for moving the flaps ( 306a . 306b . 306c . 306d . 306e ) can be introduced on only one end side of the flaps.

Device for regulating an air flow for engine cooling, comprising a part of an exchanger surface ( 2 ) of an air-flowable heat exchanger ( 1 ) arranged fan element ( 4 ), and one over another part of the exchanger surface ( 2 ) arranged cover element ( 5 . 305 ), wherein the cover element ( 5 . 305 ) is at least partially selectable for the passage of air, and wherein the cover element ( 305 ) a plurality of movable flaps ( 6a - 6d . 6a ' - 6c ' . 306a - 306e ), characterized in that the flaps ( 6a - 6d . 6a ' - 6c ' . 306a - 306e ) are arranged substantially vertically.

Apparatus according to claim 16, characterized in that the fan element ( 4 ) is arranged in sucking arrangement.

Apparatus according to claim 16 or 17, characterized in that at least some of Flaps ( 6a - 6d . 6a ' - 6c ' . 306a - 306e ) are each separately controllable.

Device according to one of claims 16 to 18, characterized in that the flaps ( 6a - 6d . 6a ' - 6c ' ) are formed as two-piece folding flaps.

Device according to one of claims 16 to 19, characterized in that the flaps ( 6a - 6d . 6a ' - 6c ' . 306a - 306e ) laterally next to the fan element ( 4 ) are arranged, wherein movement axes ( 7 ) of the flaps are each oriented substantially vertically.

Device according to one of claims 16 to 20, characterized in that between a the fan element ( 4 ) facing away from the end of the exchanger surface ( 2 ) and the first opening section ( 6a ' ) a permanently air-permeable section ( 8th ) is provided.

Apparatus according to claim 21, characterized in that in the region of the permanently air-permeable portion ( 8th ) an air guiding element ( 9 . 10 . 11 ) is provided to reduce recirculation.

Device according to one of claims 16 to 22, characterized in that the number of separately controllable flaps ( 6a - 6d . 6a ' - 6c ' ) is at least three.

Device according to one of claims 16 to 23, characterized in that a first opening portion ( 6a . 6a ' . 16 ) of the cover element ( 5 ) is selectively openable, which to avoid excessive recirculation a minimum distance from the fan element ( 4 ), and that at least a second opening portion ( 6b - 6d . 6b ' . 6c ' ) is selectively openable, which is substantially to the fan element ( 4 ) adjoins.

Device according to one of claims 16 to 24, characterized in that at least two of the flaps via a common control mechanism ( 301 ) are mutually delayed opening.

Device according to one of claims 16 to 25, characterized in that the plurality of flaps ( 306a . 306b . 306c . 306d . 306e ) as, in particular, a separate structural unit within a framework ( 302 ) are included.

Device according to one of claims 16 to 26, characterized in that a control mechanism ( 301 ) a rail ( 303 ) with at least two differently shaped slide guides ( 304a . 304b . 304c . 304 d . 304e ), wherein each of the slotted guides of one of the flaps ( 306a . 306b . 306c . 306d . 306e ) assigned.

Device according to one of claims 16 to 27, characterized in that a driving force for moving the flaps ( 306a . 306b . 306c . 306d . 306e ) can be introduced on only one end side of the flaps.