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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftregeleinrichtung zur aktiven Kühlluftführung für ein Kraftfahrzeug mit einer Mehrzahl bewegbarer Lamellen zum Öffnen und wenigstens teilweisem Verschließen eines Lufteinlasses.
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Im Stand der Technik sind Luftregelsysteme für Kraftfahrzeuge bekannt geworden, welche schwenkbare Lamellen aufweisen. Da in der Regel jede einzelne Lamelle gezielt gedreht werden muss, sind solche Systeme aufwendiger in der Umsetzung und häufig auch störanfälliger, z. B. gegenüber Verschmutzungen.
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Andere Luftregelsysteme verwenden zum Verschließen bzw. Öffnen des Lufteinlasses Jalousien. Dabei ist das Abrollen der Jalousie oft auch störanfällig.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Luftregeleinrichtung zur Verfügung zu stellen. Insbesondere soll die Luftregeleinrichtung unaufwendig umsetzbar sein und eine zuverlässige Funktion bieten.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Luftregeleinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung des Ausführungsbeispiels.
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Die erfindungsgemäße Luftregeleinrichtung dient zur aktiven Kühlluftführung für ein Kraftfahrzeug. Die Luftregeleinrichtung umfasst eine Mehrzahl bewegbarer Lamellen zum Öffnen und wenigstens teilweisem Verschließen eines Lufteinlasses für Kühlluft. Dabei sind die Lamellen durch eine translatorische Bewegung wenigstens teilweise übereinander fahrbar.
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Die erfindungsgemäße Luftregeleinrichtung bietet viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil ist, dass die Lamellen translatorisch bewegt und übereinander gefahren werden können. Ein solches Öffnen bzw. Verschließen des Lufteinlasses kann konstruktiv sehr unaufwendig umgesetzt werden. Zudem bietet ein translatorisches Verfahren der Lamellen eine hohe Betriebssicherheit und somit eine zuverlässige Funktion unter den zu erwartenden Betriebsbedingungen eines Kraftfahrzeugs.
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Insbesondere sind die Lamellen translatorisch verschiebbar. Insbesondere umfasst die Luftregeleinrichtung wenigstens einen translatorischen Antrieb. Insbesondere sind die Lamellen durch den translatorischen Antrieb verfahrbar.
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Die Lamellen sind vorzugsweise wenigstens teilweise überlappend angeordnet. Insbesondere ist ein Maß für eine Überlappung der Lamellen bei einem geöffneten Lufteinlass größer als bei einem geschlossenen Lufteinlass.
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Besonders bevorzugt sind die Lamellen entlang der Haupterstreckungsrichtung der Luftregeleinrichtung translatorisch verfahrbar. Insbesondere erfolgt die translatorische Bewegung entlang der Haupterstreckungsrichtung der Luftregeleinrichtung. Bevorzugt ist die Haupterstreckungsrichtung der Luftregeleinrichtung quer zur Strömungsrichtung der einzulassenden Kühlluft. Dadurch ist die Luftregeleinrichtung besonders vorteilhaft auch unter beengten Verhältnissen in Kraftfahrzeugen einsetzbar.
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Vorzugsweise ist nur eine Lamelle der Mehrzahl von Lamellen angetrieben. Besonders bevorzugt ist nur eine innerste Lamelle angetrieben. Möglich ist auch, dass nur eine äußerste Lamelle angetrieben ist. Die Bezeichnungen Innerste bzw. Äußerste beziehen sich insbesondere auf die Position der angetriebenen Lamelle, wenn die Lamellen teilweise übereinander gefahren bzw. in einer überlappenden Anordnung sind. Die innerste bzw. äußerste Lamelle kann auch die erste bzw. letzte Lamelle bei einer seitlichen Aneinanderreihung der Lamellen sein. Der Antrieb nur einer einzelnen Lamelle ermöglicht eine besonders unaufwendige Anbindung an eine Antriebseinrichtung. Möglich ist auch, dass zwei oder drei Lamellen angetrieben sind. Es können auch alle Lamellen angetrieben sein.
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4Vorzugsweise sind die übrigen Lamellen der Mehrzahl von Lamellen durch die angetriebene Lamelle mitnehmbar. So können beispielsweise alle Lamellen verfahren werden, ohne dass aufwendige und störanfällige Antriebsmöglichkeiten für jede einzelne Lamelle notwendig wären.
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Insbesondere weist wenigstens ein Teil der Lamellen jeweils wenigstens ein Mitnehmerelement auf. Das Mitnehmerelement und die Lamelle sind vorzugsweise einstückig ausgebildet. Das Mitnehmerelement einer Lamelle ist insbesondere durch wenigstens ein Mitnehmerelement wenigstens einer anderen Lamelle mitnehmbar. Insbesondere ist das Mitnehmerelement einer Lamelle dazu geeignet und ausgebildet, wenigstens eine andere Lamelle während der translatorischen Bewegung mitzunehmen. Beispielsweise erfolgt die Mitnahme durch ein formschlüssiges Aneinanderliegen der jeweiligen Mitnehmerelemente.
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Die translatorische Bewegung der Lamellen erfolgt insbesondere über wenigstens einen Riemenantrieb und vorzugsweise über wenigstens zwei Riemenantriebe. Insbesondere sind zwei gegenüberliegende Riemenantriebe vorgesehen. Insbesondere sind die Riemenantriebe an gegenüberliegenden Seiten der Lamellen angeordnet, beispielsweise oben und unten. Ein solcher Riemenantrieb ist wirtschaftlich umsetzbar und betriebssicher. Die angetriebene Lamelle ist insbesondere an einen Trum des Riemens angebunden, sodass die Lamelle der Bewegungsrichtung des Trums folgt. Der Riemenantrieb ist vorzugsweise als ein Zahnriemenantrieb mit wenigstens einem Zahnriemen ausgebildet.
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Der Riemenantrieb ist insbesondere durch einen Aktuator betreibbar. Vorzugsweise sind die beiden Riemenantriebe durch einen gemeinsamen Aktuator betreibbar. Die beiden Riemenantriebe sind insbesondere über eine Getriebeeinrichtung mit dem gemeinsamen Aktuator wirkverbunden. Möglich sind auch separate Aktuatoren. Der Aktuator ist insbesondere als ein elektrischer Antriebsmotor ausgebildet oder umfasst wenigstens einen solchen.
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In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass die Lamellen entlang einer Führungseinrichtung mit wenigstens einer Führungsschiene und vorzugsweise mit wenigstens zwei Führungsschienen geführt sind. Insbesondere sind zwei gegenüberliegende Führungsschienen vorgesehen. Die Führungsschienen sind insbesondere an gegenüberliegenden Seiten der Lamellen angeordnet, beispielsweise oben und unten. Eine solche Führung der Lamellen gewährt ein besonders verlässliches Öffnen bzw. Schließen des Lufteinlasses.
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Die Führungseinrichtung kann gebogen ausgestaltet sein, sodass die Lamellen durch die translatorische Bewegung entlang einer gekrümmten Bahn verfahrbar sind. Besonders bevorzugt ist die Führungseinrichtung entlang der Haupterstreckungsrichtung der Luftregeleinrichtung gebogen. Vorzugsweise ist die wenigstens eine Führungsschiene gebogen ausgestaltet. Dabei dienen die Führungseinrichtung und insbesondere die Führungsschienen vorzugsweise als Trajektorien bzw. Bahnkurven für die Bewegung der Lamellen. Insbesondere weist die gesamte Luftregeleinrichtung eine Biegung bzw. Krümmung entlang ihrer Haupterstreckungsrichtung auf. Eine solche Ausgestaltung eignet sich besonders gut für die Anordnung der Luftregeleinrichtung hinter einer gekrümmten Bugverkleidung.
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Insbesondere sind auch die Lamellen gebogen ausgestaltet. Möglich und bevorzugt ist aber auch, dass die Lamellen planar bzw. eben ausgestaltet sind. Es kann ein definiertes Spiel der Lamellen in der Führungseinrichtung vorgesehen sein, um eine Bewegung ebener Lamellen in einer gekrümmten Führungseinrichtung zu erleichtern.
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Es ist möglich und bevorzugt, dass wenigstens ein Teil der Lamellen eine Mehrzahl von beabstandeten Führungselementen aufweist. Die Führungselemente sind insbesondere in der Führungseinrichtung geführt. Dadurch kann Verschmutzungen in der Führungseinrichtung besonders gut entgegengewirkt werden. Die Führungselemente sind insbesondere als Führungszähne ausgebildet. Insbesondere sind die Führungszähne eckig oder abgerundet ausgebildet. Die Führungszähne können beispielsweise länglich bzw. rechteckig ausgebildet sein. Die Führungselemente sind insbesondere derart beabstandet, dass zwischen ihren Auflagebereichen in der Führungseinrichtung Abstände sind.
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Möglich ist aber auch, dass wenigstens ein Teil der Lamellen nur ein Führungselement aufweist. Möglich ist auch, dass wenigstens ein Teil der Lamellen zwei oder mehr nicht beabstandete Führungselemente aufweist.
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In einer vorteilhaften und bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Luftregeleinrichtung wenigstens ein Verkleidungsbauteil. Insbesondere rahmt das Verkleidungsbauteil den Lufteinlass wenigstens teilweise ein. Insbesondere sind die Lamellen bei einem wenigstens teilweise geöffneten Lufteinlass hinter dem Verkleidungsbauteil angeordnet. Die Lamellen sind vorzugsweise bei einem geöffneten Lufteinlass in einem betriebsgemäßen Einbauzustand der Luftregeleinrichtung in einem Kraftfahrzeug nicht sichtbar hinter dem Verkleidungsbauteil angeordnet. So kann vermieden werden, dass die Luftregeleinrichtung den optischen Gesamteindruck oder die Aerodynamik des Kraftfahrzeugs stört. Das Verkleidungsbauteil ist beispielsweise eine Bugverkleidung.
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In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass die Luftregeleinrichtung zum Verschließen und Öffnen eines seitlichen Lufteinlasses eines Kraftfahrzeugs geeignet und ausgebildet ist.
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Es ist möglich, dass die Luftregeleinrichtung wenigstens ein Rahmenbauteil umfasst. An dem Rahmenbauteil sind insbesondere wenigstens die Lamellen und/oder eine Führungseinrichtung und/oder wenigstens ein Riemenantrieb und vorzugsweise zwei gegenüberliegende Riemenantriebe montiert. So können diese Komponenten gemeinsam als ein Modul verbaut werden. Insbesondere sind die zuvor beschriebene Führungseinrichtung und der zuvor beschriebene Riemenantrieb an dem Rahmenbauteil montiert. Vorzugsweise sind der Aktuator und/oder die Getriebeeinrichtung an dem Rahmenbauteil montiert. Das ermöglicht einen besonders wirtschaftlichen und zeitsparenden Einbau der Luftregeleinrichtung in einem Kraftfahrzeug.
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Besonders bevorzugt umfasst die Luftregeleinrichtung drei Lamellen. Insbesondere umfasst die Luftregeleinrichtung eine innere Lamelle und eine äußere Lamelle sowie eine dazwischen angeordnete mittlere Lamelle. Eine Ausgestaltung mit drei Lamellen ermöglicht zum einen den unaufwendigen Aufbau der Luftregeleinrichtung und zum anderen einen guten Regelbereich für die Kühlluft. Dabei ist insbesondere die innere Lamelle angetrieben. Insbesondere sind die äußere und die mittlere Lamelle durch die innere Lamelle mitnehmbar.
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Die Anmelderin behält sich vor, ein Kraftfahrzeug zu beanspruchen, welches wenigstens eine wie zuvor beschriebene Luftregeleinrichtung umfasst.
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Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus dem Ausführungsbeispiel, welches im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert wird.
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In den Figuren zeigen:
- 1 eine rein schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Luftregeleinrichtung in einer perspektivischen Ansicht;
- 2 die Luftregeleinrichtung in einer Explosionsdarstellung; und
- 3 eine Lamelle der Luftregeleinrichtung in drei unterschiedlichen perspektivischen Ansichten.
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Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Luftregeleinrichtung 1, welche beispielsweise zum Verschließen und Öffnen eines seitlichen Lufteinlasses 3 eines Kraftfahrzeugs dient.
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Die Luftregeleinrichtung 1 umfasst hier drei Lamellen 2. Die Lamellen 2 befinden sich hier in einer Stellung, bei welcher der Lufteinlass 3 geschlossen ist. Die Lamellen 2 umfassen hier eine innere Lamelle 12, eine mittlere Lamelle 22 und eine äußere Lamelle 32.
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Vor den Lamellen 2 ist hier ein Verkleidungsbauteil 7 angeordnet, welches den Lufteinlass 3 einrahmt und beispielsweise als eine Bugverkleidung ausgeführt ist. Das Verkleidungsbauteil 7 ist stark schematisch und zur besseren Übersichtlichkeit transparent dargestellt. Zudem ist hier nur ein Teil des Verkleidungsbauteils 7 eingezeichnet.
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Die Lamellen 2 sind teilweise überlappend angeordnet und können durch eine translatorische Bewegung nach rechts hinter das Verkleidungsbauteil 7 gefahren werden. Dabei öffnet sich der Lufteinlass 3 und die Lamellen 2 werden zu einem großen Teil oder auch vollständig übereinander gefahren. Zum Schließen des Lufteinlasses 3 werden die Lamellen 2 translatorisch wieder nach links bewegt.
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Die Luftregeleinrichtung 1 wird nun mit Bezug auf die Figuren 1-3 näher beschrieben.
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Zum Verfahren der Lamellen 2 ist hier nur die innerste Lamelle 12 angetrieben. Die übrigen Lamellen 22, 32 werden durch die angetriebene Lamelle 12 mitgenommen. Die Bewegung der Lamellen 2 erfolgt hier über zwei gegenüberliegende Riemenantriebe 4, 14, welche über einen Aktuator 54 angetrieben werden. Die Riemenantriebe 4, 14 umfassen jeweils zwei Zahnriemenräder 24 und jeweils eine Spannrolle 34.
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Der Aktuator 54 dient hier zum Antrieb beider Riemenantriebe 4, 14. Dazu treibt der Aktuator 54 über eine Antriebswelle 84 ein Kegelradgetriebe 74 an. Über das Kegelradgetriebe 74 wird eine Antriebsachse 64 angetrieben. Die Antriebsachse 64 treibt wiederum jeweils ein Zahnriemenrad 24 der beiden Riemenantriebe 4, 14 an.
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Das jeweils andere Zahnriemenrad 24 der Riemenantriebe 4, 14 ist auf einer nicht angetriebenen Antriebsachse 64 aufgenommen. Zur drehbaren Lagerung der Antriebsachsen 64 bzw. der Zahnriemenräder 24 sind hier entsprechende Achslager 94 vorgesehen. Die Achslager 94 sind über entsprechende Anbindungsteile 38 an dem Rahmenbauteil 8 montiert.
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Um eine leichtgängige und zuverlässige Bewegbarkeit der Lamellen 2 zu ermöglichen, ist hier eine Führungseinrichtung 5 mit zwei gegenüberliegenden Führungsschienen 15, 25 vorgesehen. Die Lamellen 2 weisen an ihrem oberen und unteren Ende Führungselemente 6 auf, welche in ein entsprechendes Profil der jeweiligen Führungsschiene 15, 25 eingreifen. Der Sitz der Führungselemente 6 in der Führungsschiene 15, 25 verhindert zugleich eine unerwünschte Bewegung der Lamellen 2 quer zur translatorischen Bewegungsrichtung.
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Die Führungselemente 6 sind in der 3 am Beispiel der mittleren Lamelle 22 näher dargestellt. Solche Führungselemente 6 sind vorzugsweise auch an den anderen Lamellen 12, 32 vorgesehen.
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Die Lamellen 2 weisen hier eine Mehrzahl von beabstandeten Führungselementen 6 auf. An einem unteren Ende einer Lamelle 2 sind hier drei länglich bzw. rechteckig ausgebildete Führungselemente 6 angeordnet. An einem oberen Ende der Lamellen 2 sind die Führungselemente 6 hier als abgerundete Führungszähne ausgebildet. So ergibt sich im Abstand der Führungselemente 6 bzw. Führungszähne eine punktförmige Auflage der Lamelle 2 in der jeweiligen Führungsschiene 15, 25. Dadurch wird einerseits einer Verschmutzung der Führung entgegengewirkt und andererseits ein zuverlässiger Betrieb auch bei einem bestimmten Verschmutzungsgrad gewährleistet.
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Um eine Mitnahme der Lamellen 2 durch die angetriebene Lamelle 12 zu ermöglichen, sind hier Mitnehmer 9 vorgesehen. In der 3 sind die Mitnehmer 9 am Beispiel der mittleren Lamelle 22 näher dargestellt. Bei der mittleren Lamelle 22 befinden sich sowohl auf der inneren als auch auf der äußeren Seite Mitnehmer 9. Die äußere Lamelle 32 weist vorzugsweise nur auf der inneren Seite und die innere Lamelle 12 nur auf der äußeren Seite Mitnehmer 9 auf.
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Um einen möglichst großen Überlapp bei zusammengeschobenen Lamellen 2 sowie einen möglichst geringen Überlapp bei auseinandergezogenen Lamellen 2 zu ermöglichen, sind die Mitnehmer 9 hier an den jeweiligen Seitenbereichen der Lamellen 2 angeordnet.
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Die Luftregeleinrichtung 1 weist hier eine Krümmung entlang ihrer Haupterstreckungsrichtung auf. Dadurch kann die Luftregeleinrichtung 1 besonders gut hinter gekrümmten Bugverkleidungen 7 bzw. an gekrümmten Fahrzeugbereichen eingesetzt werden. Dazu sind die beiden Führungsschienen 15, 25 hier entsprechend gebogen ausgestaltet. In Abhängigkeit der gewünschten Krümmung der Führungsschienen 15, 24 sind die Lamellen 2 auch entsprechend gekrümmt oder auch eben ausgeführt.
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Ein besonderer Vorteil des Riemenantriebs 4, 14 ist dabei, dass dieser aufgrund seiner Flexibilität ohne einen unvorteilhaften Aufwand auch bei einer gekrümmten Luftregeleinrichtung 1 einsetzbar ist. Um ein Anliegen der Zahnriemen 44 an der gekrümmten Führungsschiene 15, 25 zu verhindern, wird der Zahnriemen 44 mit Hilfe von Spannrollen 34 entsprechend nachgeführt.
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Beim Öffnen des Lufteinlasses 3 wird die innere Lamelle 12 durch ihre Anbindung an die beiden Riemenantriebe 4, 14 in Richtung der anderen beiden Lamellen 22, 32 Verfahren. Erreicht die innere Lamelle 12 mit ihren Mitnehmern 9 die entsprechenden Mitnehmer 9 der mittleren Lamelle 22, wird diese mitgeführt. Treffen die Mitnehmer 9 der mittleren Lamelle 22 auf die entsprechenden Mitnehmer 9 der äußeren Lamelle 32, wird auch diese mitbewegt. Erreichen alle drei Lamellen 2 ihre Position hinter der Bugverkleidung 7, stoppt der Antrieb automatisch. Die Lamellen 2 sind nun im Wesentlichen übereinander gefahren.
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Beim Schließen des Lufteinlasses 3 wird die innere Lamelle 12 durch die Riemenantriebe 4, 14 in die entgegengesetzte Richtung bewegt. Erreichen ihre Mitnehmer 9 die Mitnehmer 9 der mittleren Lamelle 22, wird diese mitgenommen. Erreichen die Mitnehmer 9 der mittleren Lamelle 22 die Mitnehmer 9 der äußeren Lamelle 32, wird auch diese mit bewegt. Ist der Lufteinlass 3 wie gewünscht verschlossen, stoppt der Antrieb. Die Lamellen 2 stehen nun im Wesentlichen nebeneinander und überlappen sich nur noch zu einem sehr geringen Teil an ihren Randbereichen.
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Die gezeigten Komponenten der Luftregeleinrichtung 1 sind hier alle an dem Rahmenbauteil 8 befestigt bzw. durch dieses bereitgestellt. Das Rahmenbauteil wird z. B. durch zwei Längsstreben 28 zum Verbinden der Führungsschienen 15, 25 gebildet. An dieses Rahmenbauteil 8 können dann die weiteren Komponenten montiert werden. Das Verkleidungsbauteil 7 kann separat ausgebildet oder auch an dem Rahmenbauteil 8 befestigt sein.
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Durch die Anordnung der Komponenten an dem Rahmenbauteil 8 kann die Luftregeleinrichtung 1 hier als ein Modul 18 gehandhabt und beispielsweise am Kraftfahrzeug montiert werden. Nach der Montage des Moduls 18 erfolgt beispielsweise die Anbindung an eine Steuereinrichtung des Kraftfahrzeugs, sodass die translatorische Bewegung der Lamellen 2 in Abhängigkeit der gewünschten Kühlluftführung steuerbar bzw. regelbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Luftregeleinrichtung
- 2
- Lamelle
- 3
- Lufteinlass
- 4
- Riemenantrieb
- 5
- Führungseinrichtung
- 6
- Führungselement
- 7
- Verkleidungsbauteil
- 8
- Rahmenbauteil
- 9
- Mitnehmer
- 12
- Lamelle
- 14
- Riemenantrieb
- 15
- Führungsschiene
- 18
- Modul
- 22
- Lamelle
- 24
- Zahnriemenrad
- 25
- Führungsschiene
- 28
- Längstrebe
- 32
- Lamelle
- 34
- Spannrolle
- 38
- Anbindungsteil
- 44
- Zahnriemen
- 54
- Aktuator
- 64
- Antriebsachse
- 74
- Kegelradgetriebe
- 84
- Antriebswelle
- 94
- Achslager
