DE102012222258A1

DE102012222258A1 - Luftführung in einer Lüfterhaube

Info

Publication number: DE102012222258A1
Application number: DE102012222258.8A
Authority: DE
Inventors: Brian Havel; Paul McLennan
Original assignee: Magna Electronics Europe GmbH and Co OHG
Current assignee: Hanon Systems EFP Deutschland GmbH
Priority date: 2012-12-04
Filing date: 2012-12-04
Publication date: 2014-06-05
Anticipated expiration: 2032-12-05
Also published as: DE102012222258B4; US20140150914A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Luftführung für bzw. innerhalb einer Lüfterhaube eines Kraftfahrzeuges, wobei die Lüfterhaube (LH) in Richtung der Luftströmung einem Wärmetauscher nachgeordnet ist und die Luftführung (Ö, EF) aus einem Flächenelement (F) besteht bzw. in einem Flächenelement (F) angeordnet ist, mit einer im Wesentlichen als Schlitz gestalteten Öffnung (Ö) in der Fläche (F), dem Flächenelement (F), wobei dem Schlitz eine auf die vom Innenraum der Lüfterhaube (LH) durch die Öffnung nach außen strömenden Luft einwirkende Leitfläche (LF) zugeordnet ist, und die Leitfläche (LF) an dem dem Flächenelement (F) abgewandten Endbereich (EB) einen Abschnitt aufweist, der parallel bzw. nahezu parallel zu der Fläche (F), dem Flächenbereich verläuft, wobei der Abschnitt am Endbereich (EB) der Leitfläche (LF) nicht über die gegenüberliegende Schlitzkante hinausragt, also nicht mit der Fläche (F), dem Flächenbereich überlappt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftführung in einer Lüfterhaube nach der Art von Anspruch 1.
Bei Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor wird die vom Verbrennungsmotor produzierte Abwärme über einen Wärmetauscher – Kühler – an die Umgebungsluft abgegeben. Bei Fahrzeugen mit vorne eingebautem Motor bspw. ist der Wärmetauscher in Fahrtrichtung vorne eingebaut und wird über Kühlergrillöffnungen mit Frischluft versorgt. Die Umgebungsluft wird durch den Fahrtwind dem Wärmetauscher zugeführt. Zusätzlich ist dem Wärmetauscher ein Ventilator nachgeordnet, der einen Luftstrom durch den Wärmetauscher erzeugt. Dies ist gerade bei niedriger Fahrtgeschwindigkeit erforderlich, da die dabei nur mit niedriger Geschwindigkeit zugeführte Frischluft nur eine entsprechend geringe Wärmeabfuhr bedingt.
Bei den beschriebenen Kühlereinrichtungen ist der Ventilator mittels einer Hutze, einer Lüfterhaube dem Wärmetauscher zugeordnet, derart, dass die durch den Wärmetauscher geleitete Luft dem Ventilator zugeführt wird. Die aus Blech bzw. als ein Kunststoffteil gefertigte Lüfterhaube fungiert als Trichter und nimmt einen oder mehrere Ventilatoren auf.
Bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten wird der Luftdurchsatz überwiegend durch den Ventilator erzeugt. Mit zunehmender Fahrtgeschwindigkeit steigt der durch den Fahrtwind bewirkte Anteil. Damit der mit der Geschwindigkeit zunehmende Frischluftanteil hindurchtreten kann, sind in der Hutze, in der Fläche außerhalb des Ventilators, Luftdurchsatzöffnungen vorgesehen. Diese Luftdurchsatzöffnungen, bspw. als Schlitze ausgeführt, ergeben aber auch einen Bypass für die Ventilatorströmung, derart, dass ein bestimmter Anteil der vom Ventilator geförderten Luft nicht durch den Wärmetauscher sondern durch diese Luftdurchsatzöffnungen angesaugt wird.
Die DE 10 2004 018 036 A1 beschreibt Leitbleche in einer Lüfterhaube, wobei die Winkelanordnung der Leitbleche und somit die Ablenkrichtung der Luft in einem Winkel zu der Richtung der einströmenden Luft verläuft. Eine weitere in dieser Schrift beschriebene Ausführung sieht gekrümmt gestaltete Leitlamellen vor.
Die FR 2 816 360 A1 zeigt eine Anordnung von Ventilator, Lüfterhaube und Wärmetauscher, bei der der Ventilator nebst Haube in Fahrtrichtung vor dem Wärmetauscher sitzt. Die Kühlluft wird somit über die Ventilatoröffnung in die Lüfterhaube und dann durch den Wärmetauscher gefördert. Der angetriebene Ventilator zieht bei geringen Geschwindigkeiten die Luft in Richtung Wärmetauscher. Zur Vergrößerung, Verbesserung des Luftdurchsatzes, gerade bei hohen Fahrtgeschwindigkeiten, sind in der Haube gekrümmt und konzentrisch zur Ventilatorachse verlaufende Luftdurchlassschlitze vorgesehen. Deren Anordnung ist dergestalt, dass sie der durch die Fahrgeschwindigkeit anströmenden Luft einen geringen Widerstand entgegensetzen. Die Luftdurchgangschlitze weisen sich überlappende, parallel zueinander verlaufende Abschnitte auf. Die Anordnung, bei der sowohl innen als auch an der Außenseite der Lüfterhaube ein Schlitz in einer ebenen Fläche liegt, ist im Wesentlichen symmetrisch, so dass der Strömungswiderstand in beiden Richtungen gleich ist.
Stauluftöffnungen in einer Lüfterhaube außerhalb des Ventilatorkreises sind aus der DE 34 46 950 C1 bekannt. Diesen sind Stauluftklappen zugeordnet.
Bei der DE 88 06 976 U1 sind zusätzliche Luftöffnungen mit Rückschlagventilen vorgesehen. Diese erlauben einen Luftdurchtritt in eine Richtung. In Gegenrichtung erfolgt ein Sperren. Eine weitere bekannte Lösung sieht eine Ausbildung der Rückschlagventile mittels Gummilappen vor, welche bei hohen Geschwindigkeiten eine Durchströmen der Luftöffnungen in der Haube ermöglichen.
Die DE 11 2005 002 765 T5 zeigt eine Lüfterhaube mit einem Lüfter, wobei zwischen Lüfter und Lüfterhaube ein Austrittsspalt für die durch den Lüfter erzeugte Zentrifugalströmung vorgesehen ist.
Einen Spalt in dem beschriebenen Übergangsbereich zwischen Haube und Ventilator zur Rückführung von Ventilatorluft schlägt die WO 2008 074 307 A1 vor.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Luftführung in einer Lüfterhaube in gegenüber den bekannten Lösungen verbesserter Ausführung vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen:
eine Luftführung für bzw. innerhalb einer Lüfterhaube eines Kraftfahrzeuges, wobei die Lüfterhaube in Richtung der Luftströmung einem Wärmetauscher nachgeordnet ist und die Luftführung aus einem Flächenelement besteht bzw. in einem Flächenelement angeordnet ist,
mit einer im Wesentlichen als Schlitz gestalteten Öffnung in der Fläche, dem Flächenelement,
wobei dem Schlitz eine auf die vom Innenraum der Lüfterhaube durch die Öffnung nach außen strömenden Luft einwirkende Leitfläche zugeordnet ist,
und die Leitfläche an dem dem Flächenelement abgewandten Endbereich einen Abschnitt aufweist, der parallel bzw. nahezu parallel zu der Fläche, dem Flächenbereich verläuft,
wobei der Abschnitt am Endbereich der Leitfläche nicht über die gegenüberliegende Schlitzkante hinausragt, also nicht mit der Fläche, dem Flächenbereich überlappt.
Die Leitfläche, welche sich an eine Kante des Schlitzes anschließt, folgt der Luftströmung vom Innenraum der Lüfterhaube (der Innenraum der Lüfterhaube ist der von Wärmetauscher und Lüfterhaube eingeschlossene Innenraum) nach außen. Entsprechend ist die Leitfläche von der Fläche nach außen verlaufend gestaltet.
Weitebildend ist vorgesehen, dass in dem Flächenelement mehrere, parallel zueinander verlaufende Öffnungen, Öffnungsschlitze angeordnet sind.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Flächenelement mit der bzw. den Luftdurchtrittsöffnungen als ein separates, in einen vorgesehenen Aufnahmebereich der Lüfterhaube einsetzbares Bauteil ist. Hier kann insbesondere eine Verstellbarkeit der Luftführung, des Luftführungselementes vorgesehen sein. Ist das Luftführungselement als eine Flächenelement in Form einer runden Scheibe ausgebildet, so kann die Luftführung durch Drehen der Scheibe eingestellt werden. So lassen sich an einer Lüfterhaube an mehreren Stellen die gleichen Luftführungselemente verwenden – die vorzusehende Luftführung, die Richtung wird durch die Drehorientierung des Luftführungselementes eingestellt. So lassen sich auch kostengünsstig verschiedene Modellvarianten ausstatten.
Vorzugsweise weist das Bauteil der Luftführung Befestigungselemente zur Anbringung an die Lüfterhaube auf. Bei Ausbildung des Luftführungselementes als Scheibe sind dies radiale Einschnitte, mittels denen die Scheibe in eine nach Art eines Bajonettes gestaltete Aufnahme in der Lüfterhaube einsetzbar ist.
Das erfindungsgemäße Design der Luftführung erlaubt es, die Luftdurchgangsöffnungen direkt in der Fläche der Lüfterhaube anzuordnen. Gerade bei einer aus einem Kunststoff in Spritzgusstechnik gefertigten Lüfterhaube sind die erfindungsgemäßen Lüftungsschlitze mit den Leitflächen einfach realisierbar.
Ein bevorzugt ausgebildetes Luftführungselement ist als ein Flächenelement gestaltet, welches mehrere auf einer Fläche, einem Flächenbereich in V-Form verlaufende Luftdurchtrittsschlitze aufweist. Eine Kante der Schlitze ist der vorgesehenen Luftströmung folgend nach unten, unterhalb der Fläche abgewinkelt. Dieser abgewinkelte Bereich, dieser Abschnitt bildet das Leitelement, mit dem die Luft in die vorgesehene Richtung gelenkt wird. Der Übergang von Flächenelement zu Leitelement ist abgerundet. Der unterhalb der Fläche liegende Endbereich des Leitelementes ist als ein parallel zur Fläche verlaufender Abschnitt gestaltet. Vorzugsweise ist die Dimensionierung der Abschnitte insgesamt so, dass in senkrechter Richtung auf das Flächenelement betrachtet keine Sichtbare Öffnung erkennbar ist.
Die erfindungsgemäße Gestaltung der Luftführung ergibt einen guten Luftdurchlass, wobei durch die vorgesehenen Gestaltung gewährleistet ist, dass die aus dem Innenraum der Lüfterhaube strömende Luft einen geringeren Widerstand erfährt als die Luft, die von außen in die Lüfterhaube strömt. Dies ist von besonderer Bedeutung, da bei hohen Fahrtgeschwindigkeiten die durch den Fahrtwind durch den Wärmetauscher in die Lüfterhaube geförderte Luft nicht nur durch den Ventilator abgefördert wird, sich ohne zusätzliche Entlüftungen also ein Luftstau ergäbe, der die Wärmeabfuhr der Wärmetauschers begrenzt.
Andererseits ist der Strömungswiderstand für Luft von außen in den Innenraum der Lüfterhaube hinein deutlich größer, so dass verhindert wird, dass der Ventilator zusätzlich durch die Entlüftung ansaugt, was dann entsprechend die durch den Wärmetauscher angesaugte Luftmenge und damit die Wärmeabfuhr reduziert.
Des Weiteren erfolgt die Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung an Hand der Zeichnungen.
1 zeigt eine flächig ausgebildete Lüfterhaube LH. Diese Lüfterhaube LH ist einem nicht dargestellten Wärmetauscher nachgeordnet. Die Darstellung der Lüfterhaube LH in der 1 ist aus der Luftzufuhrrichtung wiedergegeben, also der Richtung, in der die Luft den Wärmetauscher durchdringt und sodann in den von der Lüfterhaube LH begrenzten Raum (Innenraum) gelangt. Die Lüfterhaube LH ist an ihrem Randbereich über geeignete Dichtungsmittel mit dem Wärmetauscher verbunden.
Die Lüfterhaube LH weist eine Öffnung ÖV für einen Ventilator auf. Der Motor des Ventilators – nicht dargestellt – sitzt einer ringförmigen Aufnahme AV, welche über Stege ST mittig in der Öffnung ÖV der Lüfterhaube LH getragen ist.
Im oberen Bereich der Lüfterhaube LH sind der Ventilatoröffnung ÖV benachbart zwei Entlüftungsbereiche EF angeordnet, welche dem Luftdurchtritt dienende, V-förmig verlaufende, schlitzförmige Öffnungen Ö aufweisen.
Die 2 zeigt den Schnitt A-A, wie dieser in der 1 mit der gestrichelten Linie angedeutet ist. In der Fläche F der Lüfterhaube LH bzw. eines in die Lüfterhaube eingesetzten Flächenelementes sind nebeneinander liegend schlitzförmige Luftdurchtrittsöffnungen Ö angeordnet. Eine der Kanten der Öffnungen Ö geht über eine Abrundung in eine nach unten gerichtete Leitfläche LF über. An die schräg nach unten verlaufende Leitfläche LF schließt sich ein Endbereich EB an, der in Wesentlichen parallel zu der Fläche F, der Innenfläche der Lüfterhaube LH verläuft. Der Endbereich EB der Leitfläche LF endet an der gegenüberliegenden Kante der Öffnung Ö, überlappt nicht mit dem sich an dieser Kante fortsetzenden Fläche F.
Die 3 zeigt eine weitere Gestaltung der Leitflächen LF und der sich anschließenden Endbereiche EB. Der Endbereich EB verläuft bei dieser Ausführung ein vorgegebenes Stück parallel zur Fläche F. Auch hier endet der Endbereich EB an der gegenüberliegenden Kante der Öffnung Ö, so dass sich keine Überlappung des Endbereiches mit der sich an der Kante fortsetzenden Fläche F ergibt.
4 zeigt eine weitere Ausführung einer Öffnung Ö mit sich anschließender Leitfläche LF und diese Leitfläche LF unterhalb der Fläche F abschließenden Endbereich EB. Dargestellt ist mittels der Pfeile die Luftströmung. Erkennbar handelt es sich um eine Strömung vom Innenraum der Lüfterhaube LH nach außen. Die Gestaltung der Öffnung Ö nebst Leitfläche LF und Endbereich EB bewirkt, dass die Luft mit relativ geringem Widerstand aus dem Innenraum der Lüfterhaube LH ausströmen kann. Dies verhindert einen Luftstau in der Lüfterhaube LH, der bei hohen Fahrtgeschwindigkeiten auftritt. In dieser Ausführung ist zusätzlich eine senkrecht zur Fläche F orientierte Rippe R unterhalb der Fläche F angeordnet, welche die durch die Öffnung Ö strömende Luft zusätzlich leitet.
Die Rippe R verkleinert die effektive Öffnung für eine Luftströmung in den Innenraum der Lüfterhaube LH. Diese Strömungssituation ist in 5 mit den Pfeilen gezeigt. Gerade bei langsamer Fahrtgeschwindigkeit resultiert der Luftstrom durch den Wärmetauscher überwiegend bzw. ausschließlich durch die Leistung des Ventilators. Durch die dargestellte Ausbildung, die effektiv verkleinerte Öffnung wird die Luft ein einem einfachen Durchtritt gehindert.
Die Ablenkung der Luft durch die Leitflächen erfolgt bevorzugt von dem Ventilator weg. Entsprechend sind die Schlitze, die Öffnungen Ö in der Fläche F orientiert.
Bezugszeichen

LH

Lüfterhaube

ÖV

Öffnung Ventilator

AV

Aufnahme Ventilator, Motor

ST

Steg

EF

Entlüftungsfläche

F

Fläche, Flächenelement

Ö

Öffnung, Luftdurchtritt

LF

Leitfläche

EB

Endbereich

R

Rippe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004018036 A1 [0005]
FR 2816360 A1 [0006]
DE 3446950 C1 [0007]
DE 8806976 U1 [0008]
DE 112005002765 T5 [0009]
WO 2008074307 A1 [0010]

Claims

Luftführung für bzw. innerhalb einer Lüfterhaube eines Kraftfahrzeuges, wobei die Lüfterhaube (LH) in Richtung der Luftströmung einem Wärmetauscher nachgeordnet ist und die Luftführung (Ö, EF) aus einem Flächenelement (F) besteht bzw. in einem Flächenelement (F) angeordnet ist, mit einer im Wesentlichen als Schlitz gestalteten Öffnung (Ö) in der Fläche (F), dem Flächenelement (F), wobei dem Schlitz eine auf die vom Innenraum der Lüfterhaube (LH) durch die Öffnung nach außen strömenden Luft einwirkende Leitfläche (LF) zugeordnet ist, und die Leitfläche (LF) an dem dem Flächenelement (F) abgewandten Endbereich (EB) einen Abschnitt aufweist, der parallel bzw. nahezu parallel zu der Fläche (F), dem Flächenbereich verläuft, wobei der Abschnitt am Endbereich (EB) der Leitfläche (LF) nicht über die gegenüberliegende Schlitzkante hinausragt, also nicht mit der Fläche (F), dem Flächenbereich überlappt.
Luftführung nach Anspruch 1, die Elemente der Luftführung, die Öffnungen (Ö), die Leitflächen (LF), die Endbereiche (EB) sind in der Lüfterhaube (LH) angeordnet und Bestandteil dieser.
Luftführung nach Anspruch 1 oder 2, die Elemente der Luftführung, die Öffnungen (Ö), die Leitflächen (LF), die Endbereiche (EB) sind in einem mit der der Lüfterhaube (LH) verbindbaren separaten Bauteil angeordnet..
nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das Flächenelement (F), die vorgesehene Fläche weist mehrere, parallel zueinander verlaufende Öffnungen (Ö), Öffnungsschlitze auf.
nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das Flächenelement (F), die Fläche weist mehrere in V-Form verlaufende Luftdurchtrittsschlitze auf.