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Die Erfindung betrifft ein Luftregelsystem für ein Kraftfahrzeug mit Lamellen, die jeweils zur Drehung um eine Drehachse gelagert sind, um einen Luftdurchlass durch das Luftregelsystem zu regeln. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Luftregelsystem.
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Aus der
EP 2 716 483 A1 ist ein gattungsgemäßes Luftregelsystem bekannt, welches quer zu einer Haupterstreckungsrichtung des Luftregelsystems verlaufende Lamellen aufweist und welches im Wesentlichen gerade ist.
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Aus der
DE 10 2008 023 560 A1 ist ein System zum Regulieren des Volumenstroms eines gasförmigen Kühlmediums bei Fahrzeugen bekannt, bestehend aus einer Vielzahl von drehbar gelagerten Lamellen, wobei die Rotationsbewegung der Lamellen über ein Getriebe veranlasst wird und die Lamellen so ausgebildet sind, dass diese im geschlossenen Zustand das Einströmen des gasförmigen Kühlmediums im Wesentlichen verhindern und im geöffneten Zustand das Einströmen des gasförmigen Kühlmediums im Wesentlichen nicht behindern. Hierdurch soll insbesondere die Kaltstartphase eines Verbrennungsmotors reduziert werden.
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Aus der
DE 10 2011 089 272 A1 ist eine Luftzufuhreinstellvorrichtung aufweisend eine Vielzahl von Luftklappen bekannt, die jeweils derart drehbar sind, dass in einer ersten Stellung der Luftklappen die Luftzufuhreinstellvorrichtung geöffnet ist und einer zweiten Stellung der Luftklappen die Luftzufuhreinstellvorrichtung geschlossen ist, wobei die Luftklappen jeweils ein erstes Luftleitelement und ein zweites Luftleitelement aufweisen, die in einem Abstand zueinander angeordnet sind und sich beim Drehen der Luftklappe um eine gemeinsame Drehachse drehen.
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Die aus dem Stand der Technik bekannten Luftregelsysteme weisen oftmals den Nachteil auf, dass bei einem geschlossenen oder leicht geöffneten Luftregelsystem an der Fahrzeugfront aufgrund einer durch die Außenumströmung aufgeprägten Luftverteilung zwischen Kühlermaske und Dichtebene des Luftregelsystems eine unerwünschte, aufwärts gerichtete Sekundärströmung entsteht, die in einem oberen Bereich der Kühlermaske austritt und auf der Motorhaube eine Strömungsablösung erzeugt, die zu einem erhöhten Strömungswiderstand des Fahrzeugs führt.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für ein Luftregelsystem der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzugeben, die insbesondere den aus dem Stand der Technik bekannten Nachteil überwindet.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die zu einem erhöhten Strömungswiderstand an einem Kraftfahrzeug führende, unerwünschte und aufwärts gerichtete Sekundärströmung durch zumindest eine im Wesentlichen horizontal verlaufende Schottwand vorzugsweise zu unterbinden. Das erfindungsgemäße Luftregelsystem für ein Kraftfahrzeug besitzt in dabei in bekannter Weise Lamellen, die jeweils um eine Drehachse drehbar gelagert sind. Durch eine Verdrehung der einzelnen Lamellen kann ein Luftdurchlass durch das Luftregelsystem geregelt werden, wobei die Lamellen quer zur Strömungsrichtung der Luft durch das Luftregelsystem verlaufen. Erfindungsgemäß ist nun zumindest eine solche im Wesentlichen horizontal verlaufende Schottwand vorgesehen, die eine unerwünschte und aufwärts gerichtete Sekundärströmung zumindest reduziert, vorzugsweise sogar gänzlich unterbindet. Durch eine derartige Schottwand kann die in einem oberen Bereich einer Kühlermaske austretende Sekundärströmung verhindert werden, so dass diese auch nicht zu einem erhöhten Strömungswiderstand aufgrund von Luftwirbeln auf der Motorhaube führen kann. Die erfindungsgemäß vorgesehene Schottwand ist dabei fertigungstechnisch äußerst einfach herzustellen und hinsichtlich ihrer Effizienz höchst wirksam. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Schottwand kann nicht nur der Strömungswiderstand des Fahrzeugs reduziert, sondern darüber auch gleichzeitig der Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs minimiert werden.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung sind die Lamellen stehend angeordnet. Die stehend angeordneten Lamellen sind an einem Längsende oder mittig über ein entsprechendes Koppelglied mit einem Aktuator verbunden und über diesen simultan verstellbar. Sind die Lamellen dabei geöffnet, strömt der Luftstrom durch das Luftregelsystem, ohne dass hierbei die zuvor beschriebene, aufwärts gerichtete Sekundärströmung entsteht. Wird jedoch weniger Kühlleistung gefordert, so werden die Lamellen entweder geschlossen oder zumindest weitestgehend geschlossen, so dass der Luftstrom auf den Lamellen wandartig aufprallt. In diesem Fall verhindert die zumindest eine erfindungsgemäß vorgesehen Schottwand ein Umlenken des Luftstroms nach oben und ein Austreten desselben als Sekundärströmung im oberen Bereich der Kühlermaske. Durch die im Wesentlichen horizontale Schottwand wird der auf die geschlossenen oder zumindest teilweise geschlossenen Lamellen treffende Luftstrom zur Seite oder nach unten umgelenkt und kann derart umgelenkt strömungsgünstig abgeführt werden.
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Alternativ zu einer stehenden Anordnung der Lamellen können diese selbstverständlich auch liegend angeordnet sein oder wiederum alternativ in der Art eines Rollladens bzw. einer Jalousie. Unabhängig von der Orientierung der einzelnen Lamellen verhindert die zumindest eine Schottwand jedoch die unerwünscht nach oben gerichtete Sekundärströmung, die zu den den Strömungswiderstand erhöhenden Luftwirbeln auf der Motorhaube führt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung sind zwei im Wesentlichen parallel verlaufende Schottwände vorgesehen. Bei einer derartigen Ausführungsform kann beispielsweise eine der beiden Schottwände an einem oberen Ende und die andere mittig in Bezug auf die Lamellen angeordnet sein. Selbstverständlich können auch drei oder mehr derartiger Schottwände vorgesehen werden, wobei jedoch zumindest die am oberen Ende bei stehend angeordneten Lamellen angeordnete Schottwand vorhanden sein muss, um die unerwünschte und am oberen Bereich der Kühlermaske austretende Sekundärströmung wirkungsvoll zu unterbinden, zumindest aber zu reduzieren.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung verläuft die zumindest eine Schottwand quer zur unerwünscht aufwärts gerichteten Sekundärströmung. Rein theoretisch ist durch die in den vorherigen Absätzen beschrieben Orientierung zumindest einen Schottwand als ”im Wesentlichen horizontal” nicht unbedingt exakt horizontal gemeint, so dass diese beispielsweise auch leicht geneigt angeordnet sein können.
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Zweckmäßig ist die zumindest eine Schottwand aus Kunststoff oder aus Metall, insbesondere aus Blech ausgebildet. Bereits diese nicht schließende Aufzählung lässt erahnen, welche mannigfaltige Möglichkeiten bezüglich der Fertigung und Materialauswahl der Schottwand zur Auswahl stehen, so kann beispielsweise eine aus Metall ausgebildete Schottwand, insbesondere sofern diese aus Aluminium ausgebildet ist, aufgrund ihrer hohen Festigkeit mit sehr kleinem Querschnitt ausgebildet werden. Diese bringt insbesondere Vorteile hinsichtlich des Gewichts. Alternativ ist auch denkbar, dass die zumindest eine Schottwand aus Kunststoff insbesondere als kostengünstiges und qualitativ hochwertiges Kunststoffspritzgussteil, ausgebildet ist. Derartige Kunststoffspritzgussteile weisen dabei den großen Vorteil auf, dass diese fertigungstechnisch einfach und kostengünstig in hohen Stückzahlen herstellbar sind und zudem ein geringes Gewicht aufweisen, was sich insbesondere während der Lebensdauer des Kraftfahrzeugs positiv auf dem Kraftstoffverbrauch und das Emissionsverhalten auswirkt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist die zumindest eine Schottwand in Strömungsrichtung vor den Lamellen angeordnet. Selbstverständlich ist alternativ auch eine Anordnung oberhalb der Lamellen denkbar, sofern sich die Schottwand zumindest bei geschlossenen Lamellen entgegen der Strömungsrichtung über die Lamellen hinaus erstreckt. Die zumindest eine Schottwand kann dabei direkt hinter einer Kühlmaske angeordnet sein und insbesondere einen Bestandteil derselben bilden oder aber als separates Einbauteil an dieser befestigt werden. Rein theoretisch ist selbstverständlich auch eine hinsichtlich ihrer Stellung verstellbare Schottwand denkbar, die in eine die aufwärts gerichtete Sekundärströmung zumindest behindernde Stellung ausschließlich dann verstellt wird, sofern diese zu einem erhöhten Strömungswiderstand auf der Motorhaube führen würde.
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Die vorliegende Erfindung beruht weiter dem allgemeinen Gedanken, ein Kraftfahrzeug mit einem solchen in den vorherigen Absätzen beschriebenen Luftregelsystem auszustatten und dadurch dessen Strömungswiderstand sowie den Kraftstoffverbrauch und die Emissionen zu reduzieren.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei zeigen, jeweils schematisch:
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1 eine Ansicht auf ein Kraftfahrzeug im Bereich einer Motorhaube mit mittels des erfindungsgemäßen Luftregelsystems vorhandenen Strömungsturbulenzen auf der Motorhaube,
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2 eine Schnittdarstellung durch ein erfindungsgemäßes Luftregelsystem mit einer Schottwand,
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3 eine Ansicht von schräg vorne auf das Luftregelsystem ohne Kühlermaske.
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Entsprechend den 2 und 3 weist ein erfindungsgemäßes Luftregelsystems 1 für ein Kraftfahrzeug 2 mehrere Lamellen 3 auf, die jeweils um eine Drehachse, hier um eine Hochachse drehbar sind, um einen Luftdurchlass durch das Luftregelsystem 1 zu regeln. Die Lamellen 3 sind dabei bei den gezeigten Luftregelsystemen 1 im Wesentlichen stehend angeordnet, können jedoch selbstverständlich auch liegend angeordnet sein oder beispielsweise in der Art einer Jalousie geführt werden.
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Betrachtet man nun die 1 und 2, so kann man erkennen, dass bei geschlossenen oder zumindest teilweise geschlossenen Lamellen 3 eine unerwünschte, aufwärts gerichtete Sekundärströmung 4 auftritt, die in einem oberen Bereich einer Kühlermaske 5 austritt und auf einer Motorhaube 6 (vgl. die 1 und 2) eine Strömungsablösung 7 erzeugt, die zu einem erhöhten Strömungswiderstand des Kraftfahrzeugs 2 führt. Mit dem erhöhten Strömungswiderstand erhöht sich auch der Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs 2 und selbstverständlich auch dessen Schadstoffemissionen.
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Um eine derartige Strömungsablösung 7 nun zuverlässig verhindern zu können, ist zumindest eine im Wesentlichen horizontal verlaufende Schottwand 8 vorgesehen, die die unerwünscht aufwärts gerichtete Sekundärströmung 4 zumindest reduziert vorzugsweise gar gänzlich eliminiert, wodurch sich das Problem der Strömungsablösung 7 auf der Motorhaube 6 auflöst. In der 2 ist zwar eine derartige Schottwand 8 dargestellt, trotzdem sind zur Verdeutlichung der Strömungsverhältnisse sowohl die unerwünschte Sekundärströmung 4 als auch die Strömungsablösung 7 auf der Motorhaube 6 eingezeichnet. Die Sekundärströmung 4 tritt selbstverständlich beim Vorsehen der zumindest einen, erfindungsgemäßen Schottwand 8 nicht oder nur in stark reduziertem Umfang auf.
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Betrachtet man die 2 und 3, so kann man erkennen, dass die zumindest eine Schottwand 8 im Bereich eines oberen Endes der Lamellen 3 angeordnet ist und den ohne Schottwand 8 offenen Durchgang zwischen den Lamellen 3 und der Kühlermaske 5 vorzugsweise zumindest teilweise verschließt. Zusätzlich kann selbstverständlich zumindest eine weitere Schottwand 8' vorgesehen sein, die unterhalb der Schottwand 8 angeordnet und im Wesentlichen auf der halben Höhe der Lamelle 3 angeordnet ist. Die beiden Schottwände 8 oder 8' verlaufen dabei vorzugsweise im Wesentliche parallel. Beide Schottwände 8, 8' verhindern oder behindern zumindest die bei geschlossenem oder zumindest teilweise geschlossenen Lamellen 3 auftretende Sekundärströmung 4, die bei einem Austritt zu der unerwünschten Strömungsablösung 7 auf der Motorhaube 6 führt. Die zumindest eine Schottwand 8, 8' ist dabei in Strömungsrichtung 9 vor den Lamellen 3 angeordnet und bewirkt daher bei geschlossenen Lamellen 3 die Strömungsumlenkung zur Seite bzw. nach unten hin.
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Generell können dabei sämtliche Lamellen 3 eine identische Länge aufweisen und dadurch die Teilevielfalt reduzieren helfen, wobei auch vorstellbar ist, dass zumindest zwei Lamellen 3, 3' mit unterschiedlicher Länge vorgesehen sind und wobei an einem Außenrand des Luftregelsystems 1 kürzere Lamellen 3' angeordnet sind. Eine solche Ausführungsform ist beispielsweise in 3 dargestellt und ermöglicht durch die Abstufung in z-Richtung eine optimale Öffnungsgeometrie im Frontmodul, womit eine gesteigerte Leistung eines Kühlers einhergeht oder aber ein leistungsschwächerer Kühler verbaut werden kann, da dieser aufgrund der größeren Anströmfläche einen verbesserten Wärmetausch ermöglicht. Das gemäß der 3 dargestellte Luftregelsystem 1 weist dabei nur zwei unterschiedlich lange Lamellen 3, 3' auf, wobei selbstverständlich auch ein Luftregelsystem 1 denkbar ist, welches auf einer Seite keine Lamellen 3, 3' gleicher Länge aufweist und dadurch eine mehrfach gestufte oder eine kontinuierlich nach außen abnehmende Höhe aufweist.
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Die zumindest eine Schottwand 8 oder 8' kann aus Kunststoff, insbesondere als Kunststoffspritzgussteil, ausgebildet sein und dadurch nicht nur qualitativ hochwertig, sondern auch kostengünstig hergestellt werden. Alternativ ist selbstverständlich auch denkbar, dass die zumindest eine Schottwand 8, 8' aus Metall, insbesondere aus Aluminium oder als Blechteil, ausgebildet ist und dadurch ebenfalls kostengünstig und fertigungstechnisch einfach hergestellt werden kann. Eine Befestigung der zumindest einen Schottwand 8, 8' kann beispielsweise an einem Seitenteil 10 eines Rahmens 11 erfolgen oder aber direkt an der Kühlermaske 5, wobei sogar vorstellbar ist, dass die zumindest eine Schottwand 8, 8' einen integralen Bestandteil der Kühlermaske 5 bildet.
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Mit zumindest einer erfindungsgemäßen Schottwand 8, 8' kann die bislang für eine Strömungsablösung 7 auf der Motorhaube 6 verantwortliche Sekundärströmung 4 verhindert, zumindest aber behindert, werden, wodurch es möglich ist, den Strömungswiderstand des Kraftfahrzeugs 2 zu senken, ebenso wie dessen Kraftstoffverbrauch bzw. dessen Schadstoffemission.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2716483 A1 [0002]
- DE 102008023560 A1 [0003]
- DE 102011089272 A1 [0004]
