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Die Erfindung betrifft ein Gehäuse, insbesondere im Bereich eines Radkastens eines Kraftfahrzeugs.
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In einigen Anwendungsfällen ist es notwendig, Kühlmedium wie Luft im Bedarfsfall in ein Gehäuse einströmen zu lassen, während im Regelfall das Gehäuse geschlossen gehalten wird. Insbesondere beim Radkasten eines Kraftfahrzeugs kann dies von Vorteil sein, wenn beispielsweise die Radbremse bei hoher Belastung gekühlt werden soll, während bei normaler Fahrt zur Verringerung des Luftwiderstands der Radkasten so weit wie möglich geschlossen sein soll. Bekannte Verschlussmechanismen, bei denen Lüftungsklappen am Radkasten zum Öffnen und Schließen von Lüftungsöffnungen linear verschiebbar sind, werden dabei als nachteilig empfunden, da das Verschieben der Lüftungsklappen viel Platz beansprucht.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Gehäuse zu entwickeln, bei dem ein durch Wandöffnungen in quer zueinander angeordneten Gehäusewänden verlaufender Strömungskanal mit einem kompakt bauenden Verschlussmechanismus ausgestattet ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Gehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, sowohl die erste Wandöffnung in der ersten Gehäusewand, als auch die zweite Wandöffnung in der zweiten Gehäusewand mit einer Klappe verschließbar auszugestalten, wobei jede der Klappen einerseits um eine gehäusefeste Schwenkachse verschwenkbar ist und andererseits mit der jeweils anderen Klappe beweglich verbunden ist. Dabei kann die erste Gehäusewand als Bodenwand des Gehäuses bzw. des Radkastens ausgebildet sein und im wesentlichen horizontal angeordnet sein, während die zweite Gehäusewand von der ersten Gehäusewand nach oben verläuft. Aufgrund der beweglichen Verbindung der beiden Klappen miteinander erfolgt beim Öffnen des Strömungskanals eine Relativbewegung der beiden Klappen, die einer Faltung ähnelt und somit Platz spart. Zudem wird in den meisten Anwendungsfällen nur ein Aktuator benötigt, um die beiden beweglich miteinander verbundenen Klappen gemeinsam zu bewegen.
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Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist die zweite Klappe zweiteilig ausgebildet mit einem um die zweite Schwenkachse verschwenkbaren ersten Teil und einem mit der ersten Klappe verbundenen, gegenüber der ersten Klappe um eine dritte Schwenkachse verschwenkbaren zweiten Teil, wobei der erste Teil und der zweite Teil um eine vierte Schwenkachse gegeneinander schwenkbar sind. Dabei wird bevorzugt, dass beim Öffnen der Wandöffnungen das Verschwenken des ersten Teils um die zweite Schwenkachse sowie das Verschwenken der ersten Klappe gegenüber dem zweiten Teil in einer ersten Schwenkrichtung erfolgt, während das Verschwenken der ersten Klappe um die erste Schwenkachse sowie das Verschwenken des zweiten Teils gegenüber dem ersten Teil in einer der ersten Schwenkrichtung entgegengesetzten zweiten Schwenkrichtung erfolgt. Mit anderen Worten erfolgt eine Faltung der ersten Klappe sowie der beiden Teile der zweiten Klappe nach dem Leporello-Prinzip, wobei der erste Teil und der zweite Teil so gegeneinander verschwenkt werden, bis sie nahezu flächig aufeinander aufliegen und wobei der zweite Teil gegenüber der ersten Klappe so verschwenkt wird, bis er nahezu flächig auf der ersten Klappe aufliegt.
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Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel weist die zweite Klappe mindestens ein Führungselement auf, das in einer Linearführung an der ersten Klappe geführt ist. Dabei erstreckt sich die Linearführung im wesentlichen parallel zu einer planen Oberfläche der ersten Klappe quer zur ersten Schwenkachse. Auch durch diese Maßnahme ergibt sich beim Öffnen eine Art Faltung, bei der die Klappen gegeneinander bewegt werden, bis sie flächig aufeinander aufliegen oder die Bewegung kurz vor dem flächigen Aufliegen gestoppt wird.
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Der Aktuator kann an der ersten Klappe oder an der zweiten Klappe angreifen oder an der Verbindungsstelle, an der beide Klappen oder die beiden Teile der zweiten Klappe beweglich miteinander verbunden sind. Es wird jedoch bevorzugt, dass eine fest mit der ersten Klappe oder fest mit der zweiten Klappe verbundene Antriebswelle vorhanden ist, deren Längsmittelachse mit der ersten bzw. mit der zweiten Schwenkachse zusammenfällt, und die mittels des Aktuators drehbar ist. Zweckmäßig steht von der Antriebswelle ein Betätigungshebel radial ab, an dessen der Antriebswelle abgewandtem Ende der Aktuator angreift. Die Hebelwirkung erleichtert das Bewegen der beiden Klappen. Der Aktuator kann dabei ein Motor sein, insbesondere ein Elektromotor, der nicht nur zwei Endstellungen, sondern auch beliebige Zwischenstellungen der Klappen anfahren kann. Der Aktuator kann vorteilhaft auch eine Unterdruckdose sein, die einerseits zuverlässig ist und andererseits günstig herzustellen ist, in ihrer einfachsten Ausgestaltung aber nur zwei Schaltstellungen verwirklichen kann, nämlich einerseits „Strömungskanal geöffnet” und andererseits „Strömungskanal geschlossen”.
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Zweckmäßig ist mindestens ein gehäusefestes Anschlagelement vorgesehen, das im Abstand zur ersten Schwenkachse angeordnet ist, und an dem die erste Klappe beim Öffnen zur Anlage kommt, wobei ein weiteres Öffnen durch elastisches Verbiegen der ersten Klappe erfolgt. Durch diese Maßnahme erfolgt das weitere Öffnen, nachdem die erste Klappe am mindestens einen Anschlagelement zur Anlage gekommen ist, entgegen einer zunehmenden elastischen Rückstellkraft. Dadurch wird ein flächiges Anliegen der beiden Klappen aufeinander vermieden und die Klappen sind auch bei geöffnetem Strömungskanal mit Ausnahme der Stelle, an der sie beweglich miteinander verbunden sind, noch in geringem Abstand zueinander angeordnet, so dass ein unerwünschtes Klappern vermieden wird. Dabei wird bevorzugt, dass der Abstand des mindestens einen Anschlagelements von der Verbindung der ersten Klappe mit der zweiten Klappe größer und vorzugsweise mindestens zehnmal so groß ist wie sein Abstand von der ersten Schwenkachse.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand zweier in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen
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1 Ein Teil eines Gehäuses mit geschlossenem Strömungskanal gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel im Schnitt;
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2 Das Gehäuseteil gemäß 1 mit geöffnetem Strömungskanal;
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3 Ein Teil eines Gehäuses mit geschlossenem Strömungskanal gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel im Schnitt und
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4 Das Gehäuseteil gemäß 3 mit geöffnetem Strömungskanal.
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1, 2 zeigen ein Teil eines Gehäuses 10, das eine erste, horizontal verlaufende Gehäusewand 12, in der eine erste Wandöffnung 14 angeordnet ist, und eine zweite, vertikal verlaufende Gehäusewand 16 aufweist, in der eine zweite Wandöffnung 18 angeordnet ist. Die erste Gehäusewand 12 ist dabei Teil des Unterbodens eines Kraftfahrzeugs, die zweite Gehäusewand 16 ist Teil eines Radkastens. Durch die beiden Wandöffnungen 14, 18 verläuft ein Strömungskanal 20, der in 1 geschlossen und in 2 geöffnet dargestellt ist, und der der Zufuhr von Luft zu einer Bremse zum Zwecke von deren Kühlung dient. Zum Verschließen des Strömungskanals 20 sind eine erste Klappe 22 und eine zweite Klappe 24 vorgesehen, wobei die erste Klappe 22 die erste Wandöffnung 14 und die zweite Klappe 24 die zweite Wandöffnung 18 verschließt. Wenn die Bremse gekühlt werden muss, werden die Wandöffnungen 14, 18 zur Freigabe des Strömungskanals 20 geöffnet, während sie im Regelfall geschlossen gehalten werden, um den Luftwiderstand des Kraftfahrzeugs niedrig zu halten. Die Richtung der Luftströmung ist dabei stets mittels eines Pfeils 21 angegeben.
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Die erste Klappe 22 ist zum Öffnen und Schließen der ersten Wandöffnung 14 um eine gehäusefeste erste Schwenkachse 26 verschwenkbar, während die zweite Klappe 24 um eine gehäusefeste zweite Schwenkachse 28 verschwenkbar ist. An ihren der jeweiligen Schwenkachse 26, 28 abgewandten Enden sind die Klappen 22, 24 miteinander verbunden, indem sie um eine dritte Schwenkachse 30 gegeneinander verschwenkbar sind. Die zweite Klappe 24 weist zwei Teile 32, 34 auf, wobei der erste Teil 32 gegenüber der zweiten Gehäusewand 16 um die zweite Schwenkachse 24 verschwenkbar ist, während der zweite Teil 34 mit der ersten Klappe 22 verbunden und um die dritte Schwenkachse 30 gegenüber dieser verschwenkbar ist. Der erste Teil 32 und der zweite Teil 34 sind schließlich um eine vierte Schwenkachse 36 gegeneinander verschwenkbar, so dass die Klappen 22, 24 beim Öffnen des Strömungskanals 20 nach Art eines Leporello gefaltet werden, wie in 2 gezeigt. Dabei wird in der Darstellung gemäß 1, 2 der erste Teil 32 gegenüber der zweiten Gehäusewand 16 im Uhrzeigersinn, der zweite Teil 34 gegenüber dem ersten Teil 32 entgegen dem Uhrzeigersinn, die erste Klappe 22 gegenüber dem zweiten Teil 34 im Uhrzeigersinn und die erste Klappe 22 gegenüber der ersten Gehäusewand 12 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt.
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Das Bewegen der Klappen 22, 24 beim Öffnen und Schließen des Strömungskanals 20 erfolgt mittels eines Aktuators, der im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Unterdruckdose 38 ist. Diese greift mit ihrem Stößel am freien Ende eines in der Zeichnung nicht dargestellten Hebels an, welcher radial von einer Antriebswelle 40 absteht, deren Längsmittelachse mit der zweiten Schwenkachse 28 zusammenfällt. Des weiteren ist nahe der ersten Schwenkachse 26 gehäusefest mindestens ein Anschlagelement 42 angeordnet, an dem die erste Klappe 22 beim Öffnen zur Anlage kommt. Ein weiteres Öffnen der ersten Wandöffnung 14 erfolgt dann durch elastisches Verbiegen der ersten Klappe 22 um eine durch das bzw. die Anschlagelement(e) definierte Biegelinie.
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Dadurch wird zum einen eine scharfe Kante am Eingang des Strömungskanals 20 vermieden, so dass die Luftströmung weniger Turbulenzen aufweist. Zum anderen werden die Klappen 22, 24, wie in 2 gezeigt, nicht bis zum flächigen Aufeinanderliegen gefaltet, und die elastische Rückstellkraft der ersten Klappe 22 wirkt einer weiteren Annäherung der Klappen 22, 24 bzw. der beiden Teile 32, 34 entgegen, so dass ein unerwünschtes Klappern weitgehend vermieden wird.
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Das Gehäuse 110 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel (3, 4) unterscheidet sich vom Gehäuse 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel nur in einigen Details. Gleiche Bauteile sind daher mit gleichen Bezugszeichen versehen, wobei die Darstellung gemäß 3, 4 noch weiter schematisiert ist. So wurde insbesondere die Darstellung der Gehäusewände weggelassen.
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Auch beim zweiten Ausführungsbeispiel wird die erste Wandöffnung 14 durch eine erste Klappe 22 verschlossen, während die zweite Wandöffnung 18 durch eine zweite Klappe 24 verschlossen wird. Die erste Klappe 22 ist um eine gehäusefeste erste Schwenkachse 26 verschwenkbar, während die zweite Klappe 24 um eine gehäusefeste zweite Schwenkachse 28 verschwenkbar ist. Die Verbindung der beiden Klappen 22, 24 im Abstand zu den Schwenkachsen 26, 28 wird durch eine Linearführung 44 an der ersten Klappe 22 sowie ein in der Linearführung 44 linear verschiebliches Führungselement 46 an der zweiten Klappe 24 gebildet. Es versteht sich von selbst, dass auch mehrere nebeneinander liegende Linearführungen möglich sind, die jede ein Führungselement oder alle dasselbe Führungselement aufnehmen. Die Linearführung 44 erstreckt sich parallel zu einer planen Oberfläche 48 der ersten Klappe 22 ein Stück weit auf die erste Schwenkachse 26 zu. Wird die zweite Klappe 24 um die zweite Schwenkachse 28 verschwenkt, beispielsweise indem wie beim ersten Ausführungsbeispiel eine Unterdruckdose zum Drehen einer Antriebswelle vorgesehen ist, so nimmt sie die erste Klappe 22 mit. Ebenso nimmt die erste Klappe 22 die zweite Klappe mit, wenn sie um die erste Schwenkachse 26 verschwenkt wird. Die Unterdruckdose kann in beiden Ausführungsbeispielen mit einer Lagerückmeldung ausgestattet sein, die anzeigt, in welcher Position sie sich befindet.
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Zu beiden Ausführungsbeispielen ist zu bemerken, dass eine Verbesserung des Luftwiderstands bereits durch Verschließen der ersten Wandöffnung 14 mittels der ersten Klappe 22 erfolgen kann. Die zweite Klappe 24 dient in erster Linie dazu, mittels Verschließen der zweiten Wandöffnung 18 zu verhindern, dass Gegenstände wie kleine Steine vom Rad in den Strömungskanal 20 geschleudert werden und dort beispielsweise an der Mechanik der ersten Klappe 22 Schaden anrichten.
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Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung betrifft ein Gehäuse 10, 110 mit einer ersten Gehäusewand 12 und einer quer zur ersten Gehäusewand 12 verlaufenden zweiten Gehäusewand 16, mit einem durch eine erste Wandöffnung 14 in der ersten Gehäusewand 12 und durch eine zweite Wandöffnung 18 in der zweiten Gehäusewand 16 verlaufenden Strömungskanal 20, mit einer ersten Klappe 22 zum Verschließen der ersten Wandöffnung 14, mit einer zweiten Klappe 24 zum Verschließen der zweiten Wandöffnung 18 und mit einem Aktuator 38 zum Öffnen und Schließen der Wandöffnungen 14, 18, wobei die erste Klappe 22 um eine gehäusefeste erste Schwenkachse 26 und die zweite Klappe 24 um eine gehäusefeste zweite Schwenkachse 28 verschwenkbar ist und wobei die erste Klappe 22 und die zweite Klappe 24 im Abstand zu den Schwenkachsen 26, 28 beweglich miteinander verbunden sind.
