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Die Erfindung betrifft eine Kühlerjalousie für ein Kraftfahrzeug gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine solche Kühlerjalousie für ein Kraftfahrzeug ist beispielsweise bereits der
DE 10 2008 049 228 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Kühlerjalousie umfasst in Horizontalrichtung nebeneinander angeordnete Klappenreihen, welche jeweils eine Mehrzahl von in Vertikalrichtung benachbarten Klappen aufweisen, die zwischen einer Offenstellung zum Öffnen eines der jeweiligen Klappenreihe zugeordneten Einlassabschnitts eines Hauptlufteinlasses und einer Schließstellung zum Verschließen des Einlassabschnitts verstellbar sind. Der Hauptlufteinlass ist beispielsweise durch einen Tragrahmen einer Kühlergrillanordnung gebildet. Ferner weisen die Klappen beispielsweise jeweils einen Klappenhebel auf, der um eine Klappenschwenkachse der jeweiligen Klappe verschwenkbar gelagert ist. Mithilfe eines bidirektional verstellbaren Schubriegels lassen sich die Klappenhebel zum Verschwenken der Klappen antreiben. Zum Verstellen des Schubriegels ist ein Stellantrieb vorgesehen.
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Eine Kühlergrillanordnung, deren Hauptlufteinlassöffnung verschließbar ist, wird benötigt, um bei Betriebszuständen eines Kraftfahrzeugs mit geringem Wärmeaufkommen oder bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine eine unnötige Kühlung durch Fahrtwind beziehungsweise einen unerwünschten Wärmeaustritt durch die Hauptlufteinlassöffnung zu vermeiden. Darüber hinaus kann insbesondere bei höheren Fahrgeschwindigkeiten das Schließen der Hauptlufteinlassöffnung zu einer signifikanten Verbesserung des Luftwiderstandswerts, das heißt des sogenannten cw-Werts, des Fahrzeugs führen. Gerade bei hohen Fahrgeschwindigkeiten steht ein vergleichsweise hoher Staudruck an den geschlossenen Klappen an, so dass diese sowie ein zugehöriger Verstellmechanismus vergleichsweise hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt sind. Insbesondere für den Stellantrieb, mit dessen Hilfe die Klappen zum Öffnen und Schließen verstellt werden können, kann die Unterbringung beziehungsweise Positionierung an der Kühlergrillanordnung problematisch sein, da nicht jeder Bereich der Kühlergrillanordnung hierfür geeignet ist. Beispielsweise scheiden einige Bereiche aus, in denen der Stellantrieb den Luftstrom bei geöffneter Klappe stark beeinträchtigt. Andere Bereiche scheiden aus, da der Stellantrieb dort der Gefahr einer Beschädigung durch sogenannte Parkrempler, also Kollisionen mit geringen Geschwindigkeiten, wie sie beispielsweise bei Parkvorgängen vorkommen, ausgesetzt ist. Wiederum andere Bereiche scheiden aus, da der Stellantrieb dort die Kühlergrillanordnung zu sehr aussteifen würde und so einem passiven Fußgängerschutz entgegenwirken würde.
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Aus der
DE 199 37 153 C2 geht eine Kühlerjalousie hervor, bei der zum Verschwenken der Klappen Antriebsmittel vorgeschlagen werden, welche Nocken und/oder Kulissen umfassen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kühlerjalousie der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass Luftströmungen besonders vorteilhaft einstellbar sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kühlerjalousie mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Kühlerjalousie der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass Luftströmungen besonders vorteilhaft einstellbar sind, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest ein Teil der beispielsweise dreh- oder schwenkbar gelagerten Klappen der Kühlerjalousie stufenlos verstellbar ist, wodurch gezielt Teilluftströme an gewünschten Stellen realisierbar sind. Dadurch kann beispielsweise ein in fertig hergestelltem Zustand des Kraftfahrzeugs in Fahrzeuglängsrichtung vorzugsweise hinter der Kühlerjalousie angeordneter Kühler besonders bedarfsgerecht mit Luft versorgen, so dass einerseits eine hohe Kühlleistung darstellbar ist, wenn dies erforderlich ist. Andererseits kann eine besonders vorteilhafte Aerodynamik des Kraftfahrzeugs realisiert werden, indem zumindest ein Teil der Klappen geschlossen wird.
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Beispielsweise kann mindestens eine der Klappen voll oder teilweise geöffnet sein, während mindestens eine andere Klappe vollständig geschlossen ist. Außer zur Erzeugung von definierten Teilluftkühlströmen ergeben sich durch die Segmentierung der Kühlerjalousie mehr Möglichkeiten, das Kühlerdesign unabhängig von der Kühlerjalousie zu gestalten. Die genannte Segmentierung ist dadurch realisierbar, indem gemäß einer ersten Ausführungsform der Kühlerjalousie die zumindest eine Klappenreihe mehrere, in einem vertikalen Abstand übereinander angeordnete Klappen aufweist. Gemäß einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kühlerjalousie sind mehrere, vorzugsweise zwei Klappenreihen vorgesehen, welche in Horizontalrichtung beziehungsweise Fahrzeugquerrichtung nebeneinander angeordnet sind, wobei die Klappenreihen jeweils mehrere, in einem vertikalen Abstand übereinander angeordnete Klappen aufweist. Unabhängig von der gewählten Segmentierung der Kühlerjalousie ist es möglich, zumindest einen ersten Teil der Klappen unabhängig von zumindest einem zweiten Teil der Klappen zu bewegen, so dass sich die mindestens eine Klappe in ihrer Offenstellung befinden kann, während sich die mindestens eine andere Klappe in ihrer Schließstellung befinden kann.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mit Hilfe einer speziellen Kinematik, vorzugsweise umfassend wenigstens eine Nockenwelle mit Aktivierungsnocken, eine zeitlich gestaffelte Verschließung beziehungsweise Öffnung der Klappen realisierbar ist. Dies erfolgt im Falle eines Nockenwellen-Stellantriebs durch Verstellung der Nocken und Auslegung der Nocken auf der Antriebswelle beziehungsweise Nockenwelle. Die Kinematik ist diesbezüglich individuell anpassbar. Unter der zeitlich gestaffelten Verschließung beziehungsweise Öffnung der Klappen ist beispielsweise zu verstehen, dass zumindest ein erster Teil der Klappen zeitlich vor oder nach einem vom ersten Teil unterschiedlichen, zweiten Teil der Klappen geöffnet beziehungsweise geschlossen werden kann, so dass beispielsweise die Teile unabhängig voneinander geöffnet und geschlossen werden können. Dadurch ist es beispielsweise möglich, dass der erste Teil der Klappen geöffnet ist, während der zweite Teil der Klappen vollständig oder zumindest teilweise geschlossen ist.
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Zur Realisierung von Teilkühlluftströmen durch eine zeitlich gestaffelte Verschließung der Klappen ist bei einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass mehrere Antriebsmotoren und mehrere Nockenwellen vorgesehen sind. In einfachster Ausführung ist jedoch eine Nockenwelle und ein Antriebsmotor zur Realisierung einer gesteuerten individuellen Bewegung der Klappen ausreichend.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine schematische Perspektivansicht auf eine eine Klappenreihe mit mehreren in Vertikalrichtung in einem Abstand voneinander benachbart angeordneten Klappen, die mittels eines Stellantriebs zwischen einer Offenstellung zum Öffnen eines der Klappenreihe zugeordneten Einlassabschnitts eines Hauptlufteinlasses und einer Schließstellung zum Verschließen des Einlassabschnitts verstellbar sind, wobei zumindest ein Teil der Klappen stufenlos verstellbar ist und wobei in 1 ein erster Zustand der Kühlerjalousie gezeigt ist und
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2 eine weitere schematische Perspektivansicht auf die Kühlerjalousie, welche sich in einem vom ersten Zustand unterschiedlichen, zweiten Zustand befindet.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht eine Kühlerjalousie für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Bug eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug beispielsweise als Kraftwagen, insbesondere Personenkraftwagen, ausgebildet ist. Die Kühlerjalousie ist beispielsweise Bestandteil einer am Bug des Kraftfahrzeugs angeordneten Kühlergrillanordnung, welche beispielsweise einen in 1 nicht gezeigten Tragrahmen aufweist. Der Tragrahmen fasst beispielsweise einen Hauptlufteinlass ein, das heißt also, der Tragrahmen begrenzt den Hauptlufteinlass außenseitig.
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Im fertig hergestellten Zustand des Kraftfahrzeugs ist in Fahrzeuglängsrichtung hinter der Kühlergrillanordnung und somit hinter der Kühlerjalousie wenigstens ein in 1 nicht dargestellter Kühler angeordnet. Der Kühler ist von einem Kühlmedium insbesondere in Form einer Kühlflüssigkeit durchströmbar. Ferner kann – je nach Zustand der Kühlerjalousie – Luft den Kühler umströmen, so dass das den Kühler durchströmende Kühlmedium infolge eines Wärmeübergangs von dem Kühlmedium über den Kühler an die den Kühler umströmende Luft gekühlt werden kann. Die den Kühler umströmende Luft kann beispielsweise durch den Hauptlufteinlass – je nach Zustand der Kühlerjalousie – strömen, wobei die den Hauptlufteinlass durchströmende Luft aus Fahrtwind resultiert, welcher wiederum aus einer Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs resultiert.
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Die Kühlerjalousie umfasst bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl von in Vertikalrichtung übereinander angeordneten Klappenreihen 10, welche jeweils zumindest eine beispielsweise auf Lamellen aufgebrachte Klappe 12 aufweisen, die in Vertikalrichtung benachbart beziehungsweise übereinander angeordnet sind. Dabei fällt die Vertikalrichtung beispielsweise mit der Fahrzeughochrichtung (z-Richtung) zusammen, wobei die Horizontalrichtung mit der Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) zusammenfällt. 1 zeigt dabei in perspektivischer Darstellung einen Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kühlerjalousie mit Blickrichtung auf die im eingebauten Zustand einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs zugewandte Seite. Die jeweiligen Klappen 12 sind jeweilige, separate Bauteile, so dass die Klappen 12 jeweilige Segmente oder Klappensegmente darstellen. Somit ist die Kühlerjalousie segmentiert.
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Die Klappen 12 sind, beispielsweise an dem in den Figuren nicht dargestellten Tragrahmen, dreh- oder schwenkbar gelagert und somit zwischen einer jeweiligen Offenstellung und einer jeweiligen Schließstellung verstellbar. Die Offenstellung ist beispielsweise in 1 gezeigt, wobei die jeweilige Schließstellung beispielsweise in 2 gezeigt ist. 1 zeigt dabei einen sogenannten Design-Modus, welcher ein erster Zustand der Kühlerjalousie ist. Ferner zeigt 2 einen sogenannten Aerodynamik-Modus, welcher ein vom ersten Betriebszustand unterschiedlicher, zweiter Betriebszustand der Kühlerjalousie ist.
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Die Kühlerjalousie umfasst ferner einen Stellantrieb, mittels welchem die Klappen 12 zwischen der jeweiligen Offenstellung und der jeweiligen Schließstellung verstellbar sind. Vorliegend ist der Stellantrieb als Nockenwellen-Stellantrieb ausgebildet und umfasst hierzu wenigstens eine Nockenwelle 14 mit einer Mehrzahl von Aktivierungsnocken 16, welche in axialer Richtung der Nockenwelle 14 hintereinander beziehungsweise aufeinanderfolgend angeordnet sind. Ferner umfasst der Stellantrieb beispielsweise einen in 1 nicht dargestellten Motor, welcher beispielsweise als Elektromotor ausgebildet ist. Mittels des Motors sind die Nockenwelle 14 und somit die Aktivierungsnocken 16 um eine Drehachse drehbar, was in 1 durch einen Pfeil 18 veranschaulicht ist. Durch dieses Drehen der Nockenwelle 14 und somit der Aktivierungsnocken 16 können die Klappen 12 zwischen ihrer jeweiligen Offenstellung und ihrer jeweiligen Schließstellung verstellt, das heißt gedreht beziehungsweise verschwenkt werden. Aus 1 ist erkennbar, dass die Nockenwelle 14 vorliegend in einem in Fahrzeughochrichtung oberen Randbereich der Kühlerjalousie angeordnet ist.
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Die Kühlerjalousie umfasst eine Mehrzahl von Schubstangen 20, welche mittels der Aktivierungsnocken 16 aktivierbar, das heißt bewegbar beziehungsweise verschiebbar sind. Durch Drehen der Nockenwelle 14 und somit der Aktivierungsnocken 16 werden die Schubstangen 20 beispielsweise in Fahrzeughochrichtung nach oben und unten verschoben und dadurch aktiviert. Hierzu sind jeweilige Kipphebel 22 vorgesehen, über welche die Schubstange 20 von den Aktivierungsnocken 16 antreibbar und dadurch verschiebbar sind. Mit anderen Worten wirken die Aktivierungsnocken 16 über die Kipphebel 22 mit den Schubstangen 20 zusammen. Die Schubstangen 20 wiederum steuern über Koppelstangen 24 die Klappen 12 an, so dass durch die Koppelstangen 24 eine Anlenkung der Klappen 12 dargestellt ist. Somit können die Klappen 12 über die Koppelstangen 24, die Schubstangen 20, die Kipphebel 22 und die Aktivierungsnocken 16 beziehungsweise über die Nockenwelle 14 mittels des Motors verstellt werden.
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In der Offenstellung der Klappen 12 ist ein der jeweiligen Klappenreihe 10 zugeordneter Einlassabschnitt des Hauptlufteinlasses geöffnet. Mit anderen Worten geben die Klappen 12 in ihrer Offenstellung den Einlassabschnitt frei. In der Schließstellung ist der Einlassabschnitt verschlossen. Mit anderen Worten ist der Einlassabschnitt in der Schließstellung der Klappen 12 durch diese fluidisch versperrt, so dass keine Luft durch den jeweiligen Einlassabschnitt hindurchströmen und zum Kühler strömen kann. In der Offenstellung jedoch kann Luft durch den freigegebenen Einlassabschnitt hindurchströmen und somit den Kühler anströmen und umströmen. Der jeweilige Einlassabschnitt ist somit beispielsweise eine Luftdurchtrittsöffnung, insbesondere eine schlitzförmige Luftdurchtrittsöffnung, welche per se von Luft durchströmt werden kann. Befinden sich die Klappen 12 in der Schließstellung, so ist die Luftdurchtrittsöffnung verschlossen. In der Offenstellung geben die Klappen 12 die jeweilige Durchtrittsöffnung frei. Werden die Schubstangen 20 beispielsweise ausgehend von der jeweiligen Offenstellung aktiviert, so stellen sich die Klappen 12 auf und verschließen somit eine freie Querschnittsfläche der Luftdurchtrittsöffnung zunehmend. Die Luft, welche zu dem Kühler strömen und den Kühler an- und umströmen kann, ist Kühlluft, da mittels der Kühlluft das den Kühler durchströmende Kühlmedium gekühlt werden kann.
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Durch die kinematische Auslegung des Gesamtsystems ist es möglich, das Schließen der Klappen 12 in eine zeitliche Abfolge zu bekommen. Dafür sind beispielsweise zwei Antriebswellen, insbesondere Nockenwellen, und zwei Motoren, das heißt Stellmotoren, vorgesehen beziehungsweise notwendig. Durch die zeitliche Abfolge ist es möglich, den Kühler nur partiell zu verschließen, je nachdem, wie groß der Bedarf an Kühlluft ist.
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Zudem kann die Kühlerjalousie durch die einzelnen Segmente einer runden Kontur folgen.
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2 zeigt die Klappen 12 in ihrer gegenüber der in 1 dargestellten Position aufgestellten Lage, in welche die vorzugsweise an einem Rahmen, insbesondere dem Tragrahmen, schwenkbeweglich gelagerten Klappen 12 durch eine mittels der Nockenwelle 14 gesteuerte Bewegung der Schubstange 20 gebracht worden sind. Die mittels der Klappen 12 verschließbaren, schlitzförmigen Luftdurchtrittsöffnungen der Kühlerjalousie sind somit verschlossen oder zumindest teilweise verschlossen.
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Wird die Nockenwelle 14 mittels des Motors gedreht, so werden dadurch zunächst über die Aktivierungsnocken 16 die Kipphebel 22 aktiviert. Die Kipphebel 22 verschieben die Schubstange 20 – je nach Drehrichtung der Nockenwelle 14 – nach oben beziehungsweise nach unten. Diese Bewegung wird durch die Anlenkung, das heißt über die Koppelstangen 24, an die als Aerodynamik-Klappen fungierenden Klappen 12 übertragen. Diese sind drehend gelagert und stellen sich beispielsweise auf. Durch die Segmentierung der Klappen 12 und durch die jeweiligen Stellungen der Aktivierungsnocken 16 auf der Nockenwelle 14 ist es möglich, auch nur Teilbereiche zu schließen beziehungsweise zu öffnen, so dass eine zeitlich gestaffelte Verschließung beziehungsweise Öffnung der Klappen 12 darstellbar ist. So ist es beispielsweise möglich, dass sich ein erster Teil der Klappen 12 in der Schließstellung befindet, während sich ein vom ersten Teil unterschiedlicher, zweiter Teil der Klappen 12 sich in der Offenstellung befindet
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Der zweite Zustand ist der genannte Aerodynamik-Modus, da das Kraftfahrzeug insgesamt in dem zweiten Zustand eine vorteilhafte Aerodynamik aufweist. Im Aerodynamik-Modus kann das Kraftfahrzeug besonders vorteilhaft von Fahrtwind beziehungsweise Luft umströmt werden.
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Um dabei Luftströme besonders vorteilhaft und bedarfsgerecht einzustellen, ist es beispielsweise vorgesehen, dass zumindest ein Teil der Klappen 12, insbesondere mittels des Stellantriebs, stufenlos verstellbar ist, wodurch gezielt Teilluftströme an gewünschten Stellen realisierbar sind. Der jeweilige Teilluftstrom ist beispielsweise ein Kühlluftstrom, da er durch die freigegebene Luftdurchtrittsöffnung hindurchströmen und somit den Kühler an- und umströmen kann, wodurch das Kühlmittel mittels des Kühlers gekühlt wird. Durch die Segmentierung und die stufenlose Verstellung der Klappen 12 ist es möglich, eine besonders bedarfsgerechte Versorgung des Kühlers mit Kühlluft zu realisieren, wobei gleichzeitig eine vorteilhafte Aerodynamik des Kraftfahrzeugs dargestellt werden kann.
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Ferner ist es denkbar, dass mehrere Nockenwellen und/oder mehrere Stellmotoren zum Antreiben der Nockenwellen zum Einsatz kommen. Die jeweilige Nockenwelle 14 und die Schubstangen 20 sind Bestandteile einer Kinematik, mittels welcher die Klappen 12 verstellt werden können. Durch Aufstellen der Klappen 12 wird die Kühlerfläche zunehmend verschlossen, so dass eine Fläche, über welche der Kühler mit Luft angeströmt werden kann, zunehmend verringert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008049228 A1 [0002]
- DE 19937153 C2 [0004]
- DE 102011103585 A1 [0005]
