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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Strömungsleitmechanismus,
der ein Trägerbauteil mit einer ersten Seite und mit einer der
ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite umfasst. Dabei weist
das Trägerbauteil eine es durchsetzende Durchgangsöffnung
auf. Der Strömungsleitmechanismus umfasst weiterhin eine
Luftleiteinrichtung, welche derart relativ zum Trägerbauteil
bewegbar ist, dass sie zwischen einer Schließstellung und
einer von dieser verschiedenen Öffnungsstellung verstellbar
ist. Dann, wenn sich die Luftleiteinrichtung in der Schließstellung
befindet, strömt entlang der ersten Seite des Trägerbauteils bei
in Vorwärtsfahrtrichtung bewegtem Kraftfahrzeug eine stärkere
Luftströmung in einer Strömungsrichtung als entlang
der zweiten Seite des Trägerbauteils. Dann, wenn sich die
Luftleiteinrichtung in der Öffnungsstellung befindet, weist
die Durchgangsöffnung einen von Luft durchströmten
oder durchströmbaren Strömungsabschnitt auf und
ein im Bereich der Durchgangsöffnung vorgesehener Stauabschnitt
der Luftleiteinrichtung steht auf der ersten Seite des Trägerbauteils
stärker von diesem weg ab als dann, wenn sich die Luftleiteinrichtung
in der Schließstellung befindet.
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Im
Stand der Technik sind Kraftfahrzeuge mit verschiedenartigen Strömungsleitmechanismen
bekannt, wobei die Strömungsleitmechanismen dazu dienen,
Bauteilen des Kraftfahrzeugs im Fahrbetrieb Kühlluft zuzuleiten.
Dabei wird bevorzugt die das Kraftfahrzeug im Fahrbetrieb umströmende
Luft als Kühlluft verwendet.
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Aus
der Druckschrift
DE
42 08 999 C2 ist ein Kraftfahrzeug mit Lufteinlässen
im Frontbereich bekannt.
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Weiterhin
zeigt die Druckschrift
DE
10 2007 002 679 A1 ein Kraftfahrzeug mit einer in der Unterbodenverkleidung
angeordneten Lüftungsöffnung, wobei einem im Bereich
der Lüftungsöffnung angeordneten, zu kühlenden
Bauteil des Kraftfahrzeugs Kühlluft über stationäre,
d. h. im Bezug auf das Kraftfahrzeug ortsfeste und unbewegliche,
Luftführungsrampen zugeleitet wird.
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Aus
der Druckschrift
DE
10 2006 014 443 A1 ist ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem
im Bereich des Unterbodens eine Lüftungsöffnung
vorgesehen ist und bei dem an einem in Fahrtrichtung betrachtet
hinteren Längsende der Lüftungsöffnung
eine stationäre Staulippe so nach unten von der Unterbodenverkleidung
weg absteht, dass aufgrund des statischen Drucks im Fahrbetrieb
zu kühlenden Komponenten des Kraftfahrzeugs oberhalb der
Unterbodenverkleidung über die Lüftungsöffnung
Kühlluft zugeleitet wird.
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Ein
Nachteil der bisher beschriebenen Lüftungsöffnungen,
insbesondere in Kombination mit weiteren stationären strömungsleitenden
Bauteilen wie der oben angesprochenen Staulippe oder den Luftführungsrampen
ist das im Fahrbetrieb unvermeidliche Auftreten von Luftverwirbelungen,
die die Aerodynamik des Fahrzeugs verschlechtern und somit den Treibstoffverbrauch
des Kraftfahrzeugs erhöhen. Es ist daher vorteilhaft, verstellbare
Luftleiteinrichtungen an Strömungsleitmechanismen vorzusehen,
die entsprechend einem Kühlungsbedarf von Komponenten des
Kraftfahrzeugs zumindest zwischen einer Öffnungsstellung
und einer Schließstellung verstellbar sind.
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Während
den zu kühlenden Komponenten in der Öffnungsstellung
einer solchen Luftleiteinrichtung Kühlluft zugeleitet wird,
kann in der Schließstellung die Aerodynamik des Kraftfahrzeugs
verbessert und der Kraftstoffverbrauch damit gesenkt werden.
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So
ist es bekannt, lamellenförmige Luftklappensysteme im Frontbereich
eines Kraftfahrzeuges anzuordnen. Diese Vorrichtungen sind aufgrund
der hohen Kräfte, die auf die direkt angeströmten
Luftklappensysteme wirken, mechanisch aufwändig und entsprechend
teuer in der Herstellung.
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Die
Druckschrift
DE
10 2006 008 224 A1 zeigt ein gattungsgemäßes
Kraftfahrzeug mit einem Strömungsleitmechanismus bei dem
sich über eine Klappe eine Öffnung im Unterboden
als Luftauslass öffnen lässt. Als Lufteinlass
ist bei diesem Strömungsleitmechanismus in der Klappe noch
eine weitere Öffnung vorgesehen, in welcher zum Ansaugen von
Kühlluft ein zusätzlicher Lüfter angebracht
ist. Nachteilig an dem aus der D1 bekannten Strömungsleitmechanismus
ist insbesondere, dass die Klappe in ihrer Öffnungsstellung
die Öffnung gegen Luft abschirmt, die im Fahrbetrieb des
Kraftfahrzeugs entlang des Unterbodens strömt, weswegen
der zusätzliche Lüfter zum Ansaugen von Kühlluft
erforderlich ist.
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Daher
ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftfahrzeug mit
einem verbesserten Strömungsleitmechanismus bereitzustellen, über
den zu kühlenden Bauteilen des Kraftfahrzeugs bedarfsweise
Kühlluft zugeführt werden kann ohne die Aerodynamik
des Fahrzeugs unnötig zu verschlechtern, und der konstruktiv
einfacher und damit günstiger in der Herstellung ist als
bekannte Strömungsleitmechanismen.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
dass bei einem gattungsgemäßen Kraftfahrzeug der
Strömungsabschnitt wenigstens teilweise, vorzugsweise vollständig,
auf einer entgegen die Strömungsrichtung weisenden Seite
des Stauabschnitts gelegen ist.
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Unter
einer entgegen die Strömungsrichtung weisenden Seite des
Stauabschnitts wird dabei eine Seite des Stauabschnitts verstanden,
für die gilt, dass die Oberfläche des Stauabschnitts
auf dieser Seite eine Flächennormale mit einer zu Strömungsrichtung
entgegengesetzt gerichteten Komponente aufweist.
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Auf
diese Weise wird dann, wenn sich die Luftleiteinrichtung in der Öffnungsstellung
befindet, durch den sich, in Strömungsrichtung betrachtet,
vor dem Stauabschnitt bildenden Staudruck Kühlluft durch
den Strömungsabschnitt der Durchgangsöffnung hindurch
geleitet. Dieser Effekt wird im folgenden kurz als Stau- bzw. Ansaugeffekt
bezeichnet.
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Je
stärker der Stauabschnitt von dem Trägerbauteil
auf der ersten Seite weg absteht, je weiter er also in den im Fahrbetrieb
luftumströmten Bereich einragt, desto größer
ist der Stau- bzw. Ansaugeffekt, d. h. die Strömungsgeschwindigkeit
der durch den Strömungsabschnitt strömenden Kühlluft
wird erhöht, wodurch, zumindest bei gleichbleibendem Strömungsquerschnitt
des Strömungsabschnitts, mehr Luft pro Zeiteinheit durch
den Strömungsabschnitt der Durchgangsöffnung geleitet
wird.
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Da
in der Öffnungsstellung der Luftleiteinrichtung die Kühlluft
aufgrund des Staueffekts durch den Strömungsabschnitt hindurch
geleitet wird, kann auf einen zusätzlichen Lüfter
zum Ansaugen von Kühlluft in diesem Fall verzichtet werden.
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In
der Schließstellung steht der Stauabschnitt auf der ersten
Seite des Trägerbauteils, also auf der Seite, entlang welcher
im Fahrbetrieb Luft in der Strömungsrichtung strömt,
weniger stark von dem Trägerbauteil ab als in der Öffnungsstellung, was
die aerodynamischen Eigenschaften des Kraftfahrzeugs in der Schließstellung
der Luftleiteinrichtung gegenüber der Öffnungsstellung
verbessert. Bevorzugt steht der Stauabschnitt gar nicht von dem Trägerbauteil
ab bzw. ist bündig mit dem Trägerbauteil angeordnet,
wenn sich die Luftleiteinrichtung in der Schließstellung
befindet.
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Da
die Luftleiteinrichtung üblicherweise dann in die Schließstellung
bewegt wird, wenn keine Kühlung von Komponenten des Kraftfahrzeugs
erforderlich ist, ist es aus Gründen der Aerodynamik bevorzugt,
dass die Luftleiteinrichtung derart relativ zum Trägerbauteil
bewegbar angeordnet ist, dass der Strömungsabschnitt dann,
wenn sich die Luftleiteinrichtung in der Öffnungsstellung
befindet, einen größeren Strömungsquerschnitt
aufweist, als dann, wenn sich die Luftleiteinrichtung in der Schließstellung
befindet. Insbesondere kann die Durchgangsöffnung dann,
wenn sich die Luftleiteinrichtung in der Schließstellung
befindet, weitgehend oder sogar vollständig verschlossen
sein, so dass der Strömungsquerschnitt in der Schließstellung
der Luftleiteinrichtung auch Null sein kann, bevorzugt sogar Null
ist.
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Als
Kompromisslösung zwischen möglichst guter Kühlung
einerseits und möglichst guter Aerodynamik des Kraftfahrzeugs
andererseits ist es vorteilhaft, je nach Bedarf den zu kühlenden
Komponenten nur so viel Kühlluft pro Zeiteinheit zuzuführen,
wie benötigt wird. Dazu kann vorgesehen sein, dass die Luftleiteinrichtung
in wenigstens eine zwischen der Schließstellung und der Öffnungsstellung
gelegene und von diesen verschiedene Zwischenstellung verstellbar
ist, wobei in der Zwischenstellung der Luftleiteinrichtung der Stauabschnitt
stärker von dem Trägerbauteil weg absteht als
in deren Schließstellung, jedoch der Stauabschnitt weniger
stark von dem Trägerbauteil weg absteht als in deren Öffnungsstellung.
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Alternativ
oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Luftleiteinrichtung
in wenigstens eine zwischen der Schließstellung und der Öffnungsstellung
gelegene und von diesen verschiedene Zwischenstellung verstellbar
ist, wobei in der Zwischenstellung der Luftleiteinrichtung der Strömungsabschnitt
einen größeren Strömungsquerschnitt aufweist
als in deren Schließstellung, jedoch der Strömungsabschnitt
einen kleineren Strömungsquerschnitt aufweist, als in der Öffnungsstellung
der Luftleiteinrichtung. Durch Vergrößung des
Strömungsquerschnitts lässt sich bei gleichbleibender
Position des Stauabschnitts, also gleichbleibender Stau- bzw. Ansaugwirkung,
ebenfalls die Menge der pro Zeiteinheit durch den Strömungsabschnitt
geleiteten Kühlluft erhöhen.
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Besonders
bevorzugt werden die beiden gerade beschriebenen Weiterbildungen
kombiniert, so dass der Strömungsquerschnitt des Strömungsabschnitts
mit einem zunehmenden Abstehen des Stauabschnitts von dem Trägerbauteil
ebenfalls zunimmt.
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Um
die Stellung der Luftleiteinrichtung gut an verschiedene Kühlbedürfnisse
und Fahrbedingungen anpassen zu können, ist die Luftleiteinrichtung
bevorzugt kontinuierlich, also stufenlos verstellbar.
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Konstruktiv
lässt sich eine Luftleiteinrichtung, die, wie oben beschrieben,
zumindest zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung,
gegebenenfalls zusätzlich in eine oder mehrere Zwischenstellungen
verstellbar ist, dadurch realisieren, dass die Luftleiteinrichtung
eine Luftklappe umfasst, die um eine im Wesentlichen parallel zur
ersten Seite des Trägerbauteils und senkrecht zur Strömungsrichtung
orientierte erste Schwenkachse relativ zum Trägerbauteil
schwenkbar an diesem vorgesehen ist, wobei die Luftklappe den Stauabschnitt
umfasst.
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Unter
dem Begriff der Schwenkachse wird dabei in der vorliegenden Anmeldung
die Rotationsachse nicht im gegenständlichen, sondern im
theoretisch-mathematischen Sinne verstanden, also die gedachte Gerade,
um die die Luftklappe oder allgemein ein Bauteil drehbar bzw. schwenkbar
ist.
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Damit
wird der Stauabschnitt durch Schwenken der Luftklappe um die erste
Schwenkachse in den im Fahrbetrieb von Luft umströmten
Bereich geschwenkt, dem die erste Seite des Trägerbauteils
zugewandt ist.
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Grundsätzlich
ist es möglich, dass die erste Schwenkachse ortsfest bezüglich
des Trägerbauteils ist. In diesem Fall ändert
sich für verschiedene Öffnungswinkel der Luftklappe,
d. h. für verschiedene Zwischenstellungen sowie für
die Öffnungsstellung, der Strömungsquerschnitt
des Strömungsabschnittes ab einem deutlich von Null verschiedenen Öffnungsgrad
im Wesentlichen nicht.
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Bevorzugt
ist die erste Schwenkachse jedoch ortsfest bezüglich der
Luftklappe, da diese Gestaltung der Luftleiteinrichtung die Möglichkeit
bietet, auch den Strömungsquerschnitt des Strömungsabschnitts
verändern zu können.
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Dazu
kann vorgesehen sein, dass die Luftklappe längs einer Verlagerungsbahn
mit einer zur ersten Seite des Trägerbauteils parallelen
Verlagerungskomponente senkrecht zur ersten Schwenkachse relativ
zum Trägerbauteil verlagerbar ist. Damit wird die Luftklappe
bei einer Verstellung sowohl um die erste Schwenkachse gedreht als
auch längs der Verlagerungsbahn verlagert.
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Bevorzugt
ist also die erste Schwenkachse bezüglich der Luftklappe
ortsfest und relativ zum Trägerbauteil verlagerbar.
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Konstruktiv
lässt sich einfach realisieren, dass die erste Schwenkachse
vorzugsweise parallel zur ersten Seite des Trägerbauteils
und senkrecht zur ersten Schwenkachse verlagerbar oder verschiebbar
ist.
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Um
die Verlagerung der Luftklappe relativ zum Trägerbauteil
auch unter verschiedenen Bedingungen, etwa verschiedenen Fahrgeschwindigkeiten,
reproduzierbar durchführen zu können, können an
einem Bauteil aus Trägerbauteil und Luftklappe Führungsmittel
und an dem jeweils anderen Bauteil Führungsgegenmittel
vorgesehen sein, welche mit den Führungsmitteln zur Führung
einer Relativbewegung von Trägerbauteil und Luftklappe
zusammenwirken.
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Eine
solche Führung der Relativbewegung von Luftklappe und Trägerbauteil
bei einer gleichzeitigen Verkippung der Luftklappe um die erste Schwenkachse
lässt sich auf besonders einfache Weise konstruktiv realisieren,
indem die einen der Mittel aus Führungsmitteln und Führungsgegenmitteln
wenigstens eine Führungsschiene umfassen, und die jeweils
anderen Mittel wenigstens einen Wellenzapfen umfassen, der mit der
Führungsschiene in Wechselwirkung steht. Dabei ist der
wenigstens eine Wellenzapfen vorzugsweise entlang der ersten Schwenkachse
vorgesehen.
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Der
Begriff des Wellenzapfens wird hier sowohl für einen Zapfen
verwendet, der sich bei der Schwenkbewegung der Luftklappe mitdreht,
etwa wenn der Zapfen an der Luftklappe vorgesehen ist, als auch
für einen Zapfen, der sich bei der Schwenkbewegung der
Luftklappe nicht mitdreht, etwa wenn der Zapfen an dem Trägerbauteil
vorgesehen ist.
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Um
ein Verkanten der Luftklappe bei ihrer Verlagerungs- und Schwenkbewegung
zu vermeiden, kann weiterhin vorgesehen sein, dass die einen der
Mittel aus Führungsmittel und Führungsgegenmittel
zwei parallel zueinander und einander gegenüberliegenden
Führungsschienen umfassen, und die jeweils anderen Mittel
wenigstens zwei Wellenzapfen umfassen, wobei jeder Wellenzapfen
mit jeweils einer Führungsschiene in Wechselwirkung steht.
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In
dem bevorzugten Fall, dass die erste Schwenkachse ortsfest bezüglich
der Luftklappe ist, ist es zweckmäßig, wenn die
Führungsschiene am Trägerbauteil, der Wellenzapfen
an der Luftklappe vorgesehen ist.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen
sein, dass die Luftleiteinrichtung weiterhin einen Verbindungslenker
aufweist, der, in Strömungsrichtung betrachtet, hinter
der Luftklappe um eine parallel zur ersten Schwenkachse verlaufende
zweite Schwenkachse schwenkbar an dem Trägerbauteil angeordnet
ist, wobei die Luftklappe und der Verbindungslenker über eine
parallel zur ersten und zur zweiten Schwenkachse verlaufende Gelenkachse
gelenkig miteinander verbunden sind. Ein solcher Verbindungslenker,
der mit der Luftklappe in der Art einer Kniegelenkverbindung verbunden
ist, ermöglicht eine stabile und einfach antreibbare Schwenk-
und Verlagerungsbewegung der Luftklappe.
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Bevorzugt
ist dabei die zweite Schwenkachse ortsfest bezüglich des
Trägerbauteils. Auf diese Weise bewirkt ein Schwenken des
Verbindungslenkers um die zweite Schwenkachse aufgrund der gelenkigen
Verbindung mit der Luftklappe bei geeigneter Zusammenwirkung mit
den oben angesprochenen Führungsmitteln und Führungsgegenmitteln,
ein die Einragtiefe des Stauabschnitts veränderndes Schwenken
der Luftklappe um die erste Schwenkachse und gleichzeitig eine den
Strömungsquerschnitt des Strömungsabschnitts verändernde
Verlagerungsbewegung der Luftklappe.
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Es
kann vorgesehen sein, dass der Verbindungslenker in Form einer Verbindungsplatte
ausgebildet ist. In diesem Fall können Luftklappe und Verbindungsplatte
in der Schließstellung der Luftleiteinrichtung die Durchgangsöffnung
vollständig oder weitgehend verschließen, bevorzugt
unter bündiger Anordnung der Luftklappe und ggf. auch des
Verbindungslenkers mit dem die Durchgangsöffnung unmittelbar
umgebenden Abschnitt des Trägerbauteils, so dass sich in
der Schließstellung möglichst wenige aerodynamisch
ungünstige Luftverwirbelungen bilden.
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Bevorzugt
umfasst der Strömungsleitmechanismus weiterhin Schwenkantriebsmittel,
die zum mittelbaren oder unmittelbaren Antreiben einer Schwenkbewegung
der Luftklappe um die erste Schwenkachse ausgebildet sind. Diese
sind zur Vermeidung aerodynamischer Störungen der Luftströmung
auf der ersten Seite bevorzugt auf der zweiten Seite des Trägerbauteils
angeordnet.
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Grundsätzlich
ist es denkbar, dass der Strömungsleitmechanismus Einrichtungen
zum Halten der Luftleiteinrichtung in ihrer Öffnungsstellung
oder Schließstellung oder in ihrer Zwischenstellung umfasst.
Es ist jedoch bevorzugt, dass dieses Halten der Luftleiteinrichtung
durch die Schwenkantriebsmittel selbst realisiert wird, dass also
die Schwenkantriebsmittel weiter dazu ausgebildet sind, die Luftleiteinrichtung
in ihrer Öffnungsstellung, vorzugsweise auch in ihrer Schließstellung
und/oder in ihrer Zwischenstellung zu halten.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sind die
Schwenkantriebsmittel dazu ausgebildet, unmittelbar eine Schwenkbewegung
des Verbindungslenkers um die zweite Schwenkachse anzutreiben. Wie
weiter oben beschrieben, kann auf diese Weise gleichzeitig die Schwenkbewegung
der Luftklappe und im Zusammenwirken mit den Führungsmitteln
und Führungsgegenmitteln die Verlagerungsbewegung der Luftklappe
angetrieben werden.
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Um
gleichzeitig eine optimale Kühlung der zu kühlenden
Komponenten als auch möglichst gute aerodynamische Eigenschaften
des Kraftfahrzeugs zu erreichen, kann vorgesehen sein, dass der
Strömungsleitmechanismus Steuerungsmittel umfasst, die
dazu ausgebildet sind, eine Verstellung der Luftleiteinrichtung
in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter
des Kraftfahrzeugs anzusteuern, insbesondere in Abhängigkeit
einer Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs oder/und in Abhängigkeit von
einer Temperatur eines Kraftfahrzeugbereichs. Auf diese Weise ist
es möglich, die Luftleiteinrichtung nur dann in Richtung
der aerodynamisch ungünstigeren Öffnungsstellung
zu verstellen, wenn entsprechender Kühlbedarf vorliegt.
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Um
die in der Öffnungsstellung oder einer Zwischenstellung
der Luftleiteinrichtung aufgrund des auf der ersten Seite von dem
Trägerbauteil weg abstehenden Stauabschnitts durch den
Strömungsabschnitt der Durchgangsöffnung geleitete
Kühlluft gezielt den zu kühlenden Komponenten
zuzuleiten, kann vorgesehen sein, dass die Luftleiteinrichtung, vorzugsweise
die Luftklappe, wenigstens eine Luftleitgeometrie umfasst, die zur
Lenkung von den Strömungsabschnitt durchströmender
Luft ausgebildet ist.
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In
besonders einfacher Weise kann dies dadurch realisiert werden, dass
die Luftklappe neben dem Stauabschnitt auch einen Rampenabschnitt
umfasst, wobei beim Schwenken der Luftklappe in die Öffnungsstellung,
wenn also der Stauabschnitt auf der ersten Seite des Trägerbauteils
von diesem wegsteht, der Rampenabschnitt der Luftklappe auf der zweiten
Seite des Trägerbauteils von diesem weg absteht, so dass
der Luftstrom entlang dieses Rampenabschnitts gelenkt wird. Die
Form des Rampenabschnitts lässt sich der Position der zu
kühlenden Komponenten im Kraftfahrzeug anpassen.
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Weiterhin
ist alternativ oder zusätzlich möglich, dass an
der Luftklappe spezielle Luftleitgeometrien vorgesehen sind, über
die Kühlluft gezielt gelenkt wird, so dass beispielsweise
auch ein Umlenken oder ein Aufteilen des Kühlluftstroms
in zwei oder mehrere Teilströme ermöglicht wird.
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Bevorzugt
ist der Strömungsleitmechanismus an einem Unterboden des
Kraftfahrzeugs angeordnet. Dadurch lässt sich auf einfache
Weise auch solchen Komponenten des Kraftfahrzeugs gezielt Kühlluft
zuleiten, die, in Strömungsrichtung betrachtet, weiter
hinten liegen, z. B. Komponenten im Heckbereich des Kraftfahrzeugs,
was bei Strömungsleitmechanismen, die im Frontbereich des
Kraftfahrzeugs angeordnet sind, deutlich schwieriger ist.
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Nachfolgend
wird die vorliegende Erfindung anhand eines besonders bevorzugten
Ausführungsbeispiels in den beiliegenden 1 bis 3 näher erläutert:
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1 zeigt
in perspektivischer Darstellung einen wesentlichen Ausschnitt eines
Strömungsleitmechanismus an einem erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiel eines Kraftfahrzeugs, wobei sich die Luftleiteinrichtung
des Strömungsleitmechanismus in der Schließstellung
befindet.
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2 zeigt
den Strömungsleitmechanismus aus 1, wobei
sich die Luftleiteinrichtung in einer Zwischenstellung befindet.
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3 zeigt
eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts des erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiels des Kraftfahrzeugs von schräg
unten betrachtet.
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In 1 sind
wesentliche Ausschnitte eines Strömungsleitmechanismus 10 eines
in den 1 und 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit
nicht weiter dargestellten erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1 (vgl. 3)
dargestellt, wobei die Figur in perspektivischer Darstellung einen
Blick auf die zweite Seite 12b eines Fahrzeugunterbodens
als ein Trägerbauteil 12 des Strömungsleitmechanismus 10 zeigt.
Das Trägerbauteil 12 ist dabei in den 1 und 2 nur
ausschnittsweise dargestellt.
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Die
der zweiten Seite 12b entgegengesetzte erste Seite 12a des
Trägerbauteils 12 ist einem Außenbereich
des Kraftfahrzeugs 1 zugewandt, die zweite Seite 12b des
Trägerbauteils 12 einem Innenbereich des Kraftfahrzeugs 1.
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Wird
das Kraftfahrzeug 1 in Vorwärtsfahrtrichtung V
bewegt, so strömt entsprechend der Fahrtgeschwindigkeit
des Kraftfahrzeugs 1 Luft in Strömungsrichtung
S entlang der ersten Seite 12a des Trägerbauteils 12.
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Das
Trägerbauteil 12 ist von einer im Wesentlichen
rechteckigen Durchgangsöffnung 14 durchsetzt.
Im Bereich der Durchgangsöffnung 14 ist die Luftleiteinrichtung 16 angeordnet,
die eine Luftklappe 18 und einen Verbindungslenker 20 umfasst. Die
Luftklappe 18 ist dabei um eine erste Schwenkachse 22 schwenkbar
und parallel zur ersten Seite 12a des Trägerbauteils 12 in
und entgegen der Strömungsrichtung S verschiebbar an dem
Trägerbauteil 12 vorgesehen. Sie umfasst einen
Stauabschnitt 18a, der, in Strömungsrichtung S
betrachtet, vor der ersten Schwenkachse 22 liegt, und einen
Rampenabschnitt 18b, der, in Strömungsrichtung
S betrachtet, hinter der ersten Schwenkachse 22 liegt.
Der Stauabschnitt 18a der Luftklappe ist insbesondere auch
der Stauabschnitt 16a der Luftleiteinrichtung 16.
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Die
Luftklappe 18 ist über das Gelenk 34 gelenkig
mit dem Verbindungslenker 20 verbunden, wobei die Gelenkachse 36 des
Gelenks 34 parallel zur ersten Schwenkachse 22 verläuft.
Anstelle der hier dargestellten mechanischen Gelenkverbindung ist auch
eine gelenkige Verbindung von Luftklappe 18 und Verbindungslenker 20 z.
B. über einen elastischen Verbindungsabschnitt möglich.
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Der
Verbindungslenker 20, hier in Form einer Verbindungsplatte 25 ausgebildet,
ist wiederum über eine zweite Schwenkachse 38 schwenkbar
an dem Trägerbauteil 12 angeordnet, wobei die
zweite Schwenkachse 38 ortsfest bezüglich des
Trägerbauteils 12 ist und parallel zur ersten
Schwenkachse 22 sowie zur Gelenkachse 36 verläuft.
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Weiterhin
ist ein Hebelarm 40 drehfest an dem Verbindungslenker 20 und
um die zweite Schwenkachse 38 schwenkbar an dem Trägerbauteil 12 angeordnet,
wobei der Hebelarm 40 als Schwenkantriebsmittel 41 zum
Antreiben einer Schwenkbewegung des Verbindungslenkers 20 um
die zweite Schwenkachse 38 und, wie weiter unten näher
erläutert, damit mittelbar zum Antreiben einer Schwenkbewegung
der Luftklappe 18 um die erste Schwenkachse 22 dient.
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Zur
Führung der Relativbewegung der Luftklappe 18 in
Bezug auf das Trägerbauteil 12 sind am Trägerbauteil 12 Führungsmittel 26 in
Form von Führungsschienen 28 vorgesehen, die in
Wechselwirkung mit in Verlängerung der ersten Schwenkachse 22 an
der Luftklappe 18 angebrachten Wellenzapfen 30 als
Führungsgegenmittel 32 stehen. Genauer sind die
Wellenzapfen 30 drehbar und verlagerbar in den Führungsschienen 28 aufgenommen.
Die Länge und Position der Führungsschienen 28 sowie
die Position der ersten Schwenkachse 22 in Bezug auf die
Luftklappe 18 geben dabei die Verlagerungsbahn T vor, also
die Strecke, um die die Luftklappe 18 senkrecht zur ersten
Schwenkachse 22 und parallel zur ersten Seite 12a des
Trägerbauteils 12 verschoben werden kann.
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Die
erste Schwenkachse 22 liegt näher an dem in Strömungsrichtung
S nachlaufenden Längsende der Luftklappe 18 als
an derem in Strömungsrichtung S vorauseilenden Längsende,
was für günstige Hebelverhältnisse beim
Verstellen und Halten der Luftklappe 18 sorgt.
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In 1 ist
die Luftleiteinrichtung 16 in ihrer Schließstellung
gezeigt. In dieser Schließstellung sind die Luftklappe 18,
die Verbindungsplatte 25 und das Trägerbauteil 12 weitgehend
bündig und in einer Ebene angeordnet, wobei Luftklappe 18 und
Verbindungsplatte 25 die Durchgangsöffnung 14 des
Trägerbauteils 12 weitgehend verschließen.
In diesem Zustand entstehen auch bei bewegtem Kraftfahrzeug 10 auf
der ersten Seite 12a des Trägerbauteils 12 wenig
Luftverwirbelungen, was die Aerodynamik des Kraftfahrzeugs 1 günstig
beeinflusst.
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Wird,
ausgehend von der in 1 gezeigten Schließstellung,
die Verbindungsplatte 25, angetrieben durch den Hebelarm 40,
gegen den Uhrzeigersinn um die zweite Schwenkachse 38 gedreht,
so wird damit die Luftklappe 18 aufgrund der gelenkigen Verbindung
zwischen Luftklappe 18 und Verbindungsplatte 24 und
dem Zusammenwirken von Führungsschienen 28 und
Wellenzapfen 30 im Uhrzeigersinn um die erste Schwenkachse 22 gedreht
und gleichzeitig in Strömungsrichtung S parallel zur ersten
Seite 12a des Trägerbauteils 12 verschoben.
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Wie 2 zeigt,
entsteht damit ein Strömungsabschnitt 24 der Durchgangsöffnung 14,
der auf der entgegen die Strömungsrichtung S weisenden
Seite 18a1 des Stauabschnitts 18a der Luftklappe 18 gelegen
ist. Diese Seite 18a1 ist hier identisch mit der entgegen
die Strömungsrichtung S weisenden Seite 16a1 des
Stauabschnitts 16a der Luftleiteinrichtung 16.
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Der
Strömungsabschnitt 24 wird durch einen in 2 durch
eine strichpunktierte Linie angedeuteten Rand 24a berandet,
der zum einen von einem Teil des Randes 14a der Durchgangsöffnung 14 gebildet ist,
zum Teil von einem der ersten Schwenkachse 22 nahen Bereich
der Luftklappe.
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In 2 ist
die Luftleiteinrichtung 16 in einer Zwischenstellung dargestellt.
Dabei ist die Luftklappe 18, ausgehend von der in 1 gezeigten Schließstellung,
um einen Winkel α im Uhrzeigersinn gegenüber dem
Trägerbauteil 12 verkippt, die Verbindungsplatte 24 um
einen Winkel β gegen den Uhrzeigersinn. Der Stauabschnitt 18a der
Luftklappe 18 steht dabei auf der ersten Seite 12a des
Trägerbauteils 12 von diesem weg ab, der Rampenabschnitt 18b steht auf
der zweiten Seite 12b des Trägerbauteils 12 von diesem
weg ab. Genauer gesagt steht der Stauabschnitt 18a der
Luftklappe 18 bzw. der Stauabschnitt 16a der Luftleinrichtung 16 im
Bereich eines, in Strömungsrichtung S betrachtet, hinteren
Längsendes 24b des Strömungsabschnitts 24 von
der ersten Seite 12a des Trägerbauteils 12 ab.
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Luft,
die im Vorwärtsfahrbetrieb des Kraftfahrzeugs 10 in
Strömungsrichtung S entlang der ersten Seite 12a des
Trägerbauteils 12 strömt, wird also von
dem Stauabschnitt 18a angestaut und durch den auf der entgegen
die Strömungsrichtung S weisenden Seite 18a1 des
Stauabschnitts 18a liegenden Strömungsabschnitt 24 der
Durchgangsöffnung 14 den Rampenabschnitt 18b entlang
auf die zweite Seite 12b des Trägerbauteils 12 und
damit in einen Innenbereich des Kraftfahrzeugs 1 geleitet.
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Der
Verlauf der durch den Strömungsabschnitt geleiteteten Luftströmung
im Innenbereich des Kraftfahrzeugs 1 lässt sich
durch eine oder mehrere an der Luftleiteinrichtung 16,
vorzugsweise an der Luftklappe 18 vorgesehene Luftleitgeometrien beeinflussen,
so dass die Luftströmung gezielt bestimmten Komponenten
des Kraftfahrzeugs 1 zugeleitet werden kann. Der Rampenabschnitt 18b der Luftklappe 18 ist
beispielsweise eine solche Lufleitgeometrie. Es ist jedoch auch
möglich, zusätzliche Luftleitgeometrien an der
Luftleiteinrichtung vorzusehen.
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In
den 1 und 2 ist eine solche zusätzliche
Luftleitgeometrie 35 durch eine gestrichelte Linie angedeutet.
Die Luftleitgeometrie 35 ist hier im Bereich des der Gelenkachse 36 benachbarten Längsendes
der Luftklappe 18 vorgesehen, also an dem, in Strömungsrichtung
S vorauseilenden Längsende der Luftklappe 18.
Insbesondere kann die Luftleitgeometrie 35 auch einstückig
mit der Luftklappe 18 ausgebildet sein. Die durch die Formgebung
der Luftleitgeometrie 35 beeinflusste Strömungsbahn
der Kühlluft in der in 2 dargestellten
Zwischenstellung der Luftleiteinrichtung 16 ist in 2 durch
einen Pfeil L angedeutet.
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Die
maximale Einragtiefe, mit der der Stauabschnitt 18a von
der ersten Seite 12a des Trägerbauteils 12 weg
abstehen kann, ist unter anderem durch die Position der ersten Schwenkachse 22 auf der
Luftklappe 18, insbesondere die Ausdehnung E des Stauabschnitts 18a senkrecht
zur ersten Schwenkachse 22 sowie durch die Länge
und die Position der Führungsschienen 28 auf dem
Trägerbauteil 12 bestimmt.
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Mit
dem Strömungsleitmechanismus des in den 1–3 dargestellten
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels
ist eine stufenlose Verstellung der Luftleiteinrichtung 16 von
der in 1 gezeigten Schließstellung über
Zwischenstellungen, in denen der Schwenkwinkel β der Verbindungsplatte 25 um die
zweite Schwenkachse 38, und damit der Schwenkwinkel α der
Luftklappe 18 um die ersten Schwenkachse 22 kontinuierlich
zunimmt, bis hin zur in den Figuren nicht gezeigten Öffnungsstellung möglich,
in der sich die Wellenzapfen 32 an den in Strömungsrichtung
S vorauseilenden Längsenden 28b der Führungsschienen 28 befinden.
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Mit
zunehmendem Schwenkwinkel α der Luftklappe 18 um
die erste Schwenkachse 22, wächst zum einen die
Einragtiefe, mit der der Stauabschnitt 18a von der ersten
Seite 12a des Trägerbauteils 12 weg absteht,
zum anderen wächst aufgrund der gleichzeitigen Verlagerung
der Luftklappe 18 in Strömungsrichtung S auch
der Strömungsquerschnitt des Strömungsabschnitts 24,
so dass im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs 1 mit zunehmendem
Schwenkwinkel α sowohl der Staueffekt erhöht als
auch der dadurch durch den Strömungsabschnitt 24 geleiteten Kühlluft
ein größerer Strömungsquerschnitt zur
Verfügung gestellt werden kann.
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Aufgrund
der Kniegelenkverbindung zwischen Verbindungsplatte 25 und
Luftklappe 18 in Kombination mit dem Zusammenwirken von
den an der Luftklappe 18 vorgesehenen Wellenzapfen 30 und
den am Trägerbauteil 12 angebrachten Führungsschienen 28 werden
nicht unterschiedliche Antriebe zum einen für die Schwenkbewegung
der Luftklappe 18 und zum anderen für die Verlagerungsbewegung
der Luftklappe 18 benötigt, sondern es reicht der
Schwenkantrieb durch den Hebelarm 40.
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Bei
Betrachtung des Strömungsleitmechanismus 10 in
Richtung B senkrecht zur ersten 12a oder zweiten 12b Seite
des Trägerbauteils 12 verdeckt die Luftleiteinrichtung 16 (Luftklappe 18 und Verbindungsplatte 25)
auch in ihrer Zwischen- oder Öffnungsstellung die Durchgangsöffnung 14 mit
Ausnahme des Strömungsabschnitts 24 weitgehend.
Dadurch lässt sich der Effekt unterdrücken, dass
im Fahrbetrieb aufgrund der Luftströmung entlang der ersten
Seite 12a des Trägerbauteils 12 Luft
aus dem Innenbereich des Kraftfahrzeugs 1 durch die Durchgangsöffnung 14 hindurch
in den Außenbereich des Kraftfahrzeugs gesaugt und die
gewünschte Zuleitung von Kühlluft in den Innenbereich
des Kraftfahrzeugs damit vermindert wird.
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3 zeigt
einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1,
betrachtet von schräg unten, so dass ein Blick auf die
erste Seite 12a des Trägerbauteils 12 gezeigt
wird. Dabei wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit
auf die Darstellung einiger Komponenten des Kraftfahrzeugs 1,
insbesondere der Räder, verzichtet. In dieser Darstellung
ist zu erkennen, dass der Strömungsleitmechanismus 10 an
einem Unterboden 42 des Kraftfahrzeugs 1 nahe
der Fahrzeugfront 44 angebracht ist. Die Luftleiteinrichtung 16 befindet
sich in der bereits in 1 gezeigten Schließstellung,
wobei die Durchgangsöffnung 14 fast vollständig
von Luftklappe 18 und Verbindungsplatte 25 verschlossen
ist.
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Weiterhin
sind in dieser Darstellung auch einige Komponenten 46 des
Kraftfahrzeugs 1 zu erkennen, denen im Fahrbetrieb des
Kraftfahrzeugs 1 Kühlluft zugeleitet wird, wenn
sich die Luftleiteinrichtung 16 in der Öffnungsstellung
oder einer Zwischenstellung befindet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4208999
C2 [0003]
- - DE 102007002679 A1 [0004]
- - DE 102006014443 A1 [0005]
- - DE 102006008224 A1 [0009]