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Beschrieben wird ein Kraftfahrzeug mit einer Umgebungsluftreinigungsvorrichtung.
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Kraftfahrzeuge mit Umgebungsluftreinigungsvorrichtungen der eingangs genannten Art sind im Stand der Technik bekannt.
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Aufgrund der fortschreitenden Urbanisierung besteht vor allem in Ballungszentren das Problem, dass die Umgebungsluft durch Industrieabgase, Straßenverkehr und private Feuerstätten vor allem bei widrigen Wetterlagen, z.B. ausbleibender Regen, Inversionswetter, etc., Grenzwerte für Feinstaub und/oder Gase wie Ozon, Stickoxide, Kohlenmonoxid um ein Vielfaches überschritten werden können. Die Umgebungsluft in Innenstädten ist des Weiteren oft stark mit Staub belastet. Der Verkehr trägt durch Aufwirbelung von Straßenstaub dazu bei.
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Um verkehrsbezogenen Emissionen entgegenzuwirken, wurde in den letzten Jahren angedacht, für bestimmte Kraftfahrzeuggruppen, insbesondere Diesel-PKW, Fahrverbote in Zonen besonders starker Luftverschmutzung zu verhängen; dies in erster Linie, aber nicht hierauf beschränkt, aufgrund deren PM 2,5-Partikelemission (Feinstaub).
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Es ist ein bereits im Stand der Technik dokumentierter Ansatz, Kraftfahrzeuge als mobile Umgebungsluftreiniger einzusetzen.
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Aus der
DE 10 2017 011 313 A1 ist ein Kraftfahrzeug bekannt, insbesondere ein Straßenfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, Bus, Lastkraftwagen oder Schienenfahrzeug, insbesondere Triebzug, Lokomotive, das in einem Frontbereich zumindest eine Lufteintrittsöffnung aufweist, hinter der eine Umgebungsluftreinigungsvorrichtung angeordnet ist, die insbesondere zur Entfernung von Partikeln, insbesondere Feinstaub, und/oder Gasen aus der Umgebungsluft ausgebildet ist. Die Umgebungsluftreinigungsvorrichtung weist zumindest ein Filterelement auf, das zumindest ein zu zumindest einem Filterbalg gefaltetes Filtermedium aufweist, wobei das Filterelement eine Mehrzahl Faltenstabilisierungsmittel aufweist, die den Filterbalg stützen und in einem lateralen Abstand von nicht mehr als 150 mm zueinander vorliegen.
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Des Weiteren sind Kühlerjalousien bekannt, welche einen Kühler verschließen, wenn keine Kühlleistungsanforderungen seitens des Motors vorliegt. Dadurch wird der Luftwiderstand des Kraftfahrzeuges und damit der Kraftstoffverbrauch verbessert.
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Nachteilig an der in der
DE 10 2017 011 313 A1 offenbarten Lehre ist, dass die Lufteintrittsöffnung nicht verschlossen werden kann, ohne die Umgebungsluftreinigungsvorrichtung zu inaktivieren.
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Somit stellt sich die Aufgabe, Kraftfahrzeuge der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass eine Umgebungsluftreinigungsvorrichtung unabhängig von einer Kühlleistungsanforderung eines Motors einsetzbar ist.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 1. Weiterführende Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Beschrieben wird ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Lufteintrittsöffnung, hinter der ein Kühler zum Abführen von Abwärme des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, wobei eine Umgebungsluftreinigungsvorrichtung vorgesehen ist, die insbesondere zur Entfernung von Partikeln und/oder Gasen aus der Umgebungsluft ausgebildet ist, wobei die Umgebungsluftreinigungsvorrichtung zumindest ein Filterelement aufweist, wobei eine Kühlluftstromabsperreinrichtung zum Sperren eines den Kühler anströmenden Luftstroms vorgesehen ist, wobei die Kühlluftstromabsperreinrichtung zumindest zwischen einer offenen Stellung, in der der Kühler anströmbar ist, und einer geschlossenen Stellung, in der der Luftstrom zum Kühler überwiegend gesperrt ist, schaltbar ist, wobei Kühlluftstromabsperreinrichtung, Kühler und Umgebungsluftreinigungsvorrichtung derart angeordnet sind, dass die Umgebungsluftreinigungsvorrichtung bei geschlossener Kühlluftstromabsperreinrichtung mit Umgebungsluft anströmbar ist.
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Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich um ein Personenkraftfahrzeug oder ein Nutzfahrzeug handeln. Das Kraftfahrzeug kann für den privaten oder den gewerblichen Einsatz vorgesehen sein. Mögliche Kraftfahrzeuge können zum Beispiel PKWs, LKWs, Busse, Transporter oder Spezialfahrzeuge sein.
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Das Kraftfahrzeug kann einen Antriebsmotor aufweisen, der als Verbrennungsmotor oder als alternativer Antrieb wie beispielsweise Elektroantrieb ausgebildet ist. Die Abwärme kann beispielsweise durch den Antrieb und/oder durch eine Klimaanlage erzeugt werden, die beispielsweise einen Fahrgastraum oder eine Kühlkammer klimatisiert. Die Abwärme wird mithilfe des Kühlers an die Umgebung abgegeben. Der Kühler kann ein üblicher Wärmetauscher sein.
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Die Umgebungsluftreinigungsvorrichtung kann zur Reinigung der Umgebungsluft durch Filtration, also zur mechanischen Filterung von Staub aus der Umgebungsluft, und/oder durch katalytische Luftreinigung, also zur chemischen Umwandlung von Gasen, ausgebildet sein. Dadurch kann die Umgebungsluftreinigungsvorrichtung während des Betriebs des Kraftfahrzeugs die Umgebungsluft reinigen. Dadurch wird die Staubbelastung und gegebenenfalls Belastung mit schädlichen Gasen reduziert.
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Das entsprechende Filterelement kann demnach zur Filterung und/oder Katalyse ausgebildet sein. Für herausgefilterten Staub kann eine Auffang- und/oder Speichervorrichtung vorgesehen sein, die entleerbar oder entsorgbar sein kann.
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Mithilfe der verstellbaren Kühlluftstromabsperreinrichtung kann die Aerodynamik des Kraftfahrzeugs verbessert werden, wenn keine Kühlleistung angefordert wird, beispielsweise während einer Aufwärmphase des Motors, während einer Rollphase (Segeln) oder bei kalten Umgebungsbedingungen. In einer weiterführenden Ausgestaltung kann die Kühlluftstromabsperreinrichtung derart ausgestaltet sein, dass sie auch in Zwischenpositionen positionierbar ist, sodass nur ein geringerer Luftstrom den Kühler anströmt.
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Dadurch, dass die Umgebungsluftreinigungsvorrichtung auch in einer abgesperrten Stellung der Kühlluftstromabsperreinrichtung zwangsdurchströmt wird, kann die Umgebungsluftreinigungsvorrichtung auch dann aktiv sein, wenn zur Verbesserung der Aerodynamik die Kühlluftstromabsperreinrichtung ganz oder teilweise geschlossen ist. Die Umgebungsluft kann somit auch während des aufwärmen des Kraftfahrzeugs, während Rollphasen oder bei niedrigeren Temperaturen gereinigt werden, sodass die Umgebungsluft einerseits aufgrund der verbesserten Aerodynamik mit weniger Schadstoffen belastet wird und andererseits effizienter gefiltert werden kann.
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In einer ersten weiterführenden Ausgestaltung kann ein Lüfter vorgesehen sein, wobei der Lüfter zur Anströmung der Umgebungsluftreinigungsvorrichtung eingerichtet ist.
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Hierdurch kann die Umgebungsluftreinigungsvorrichtung auch bei niedrigen Geschwindigkeiten, stehendem Kraftfahrzeug und/oder geschlossener Kühlluftstromabsperreinrichtung mit zu reinigender Luft angeströmt werden und mehr Umgebungsluft reinigen.
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In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Kühlluftstromabsperreinrichtung verschwenkbare Lamellen aufweist, die luftdurchlässig ausgebildet sind.
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Die verschwenkbaren Lamellen können motorisch betrieben werden. Durch die Verschwenkung der Lamellen von einer geöffneten zu einer geschlossenen Stellung wird die betreffende Lufteintrittsöffnung im Wesentlichen versperrt, sodass sich die Aerodynamik des Kraftfahrzeugs verbessert. Dadurch, dass die Lamellen luftdurchlässig ausgebildet sind, ist es möglich, die Umgebungsluftreinigungsvorrichtung stromabwärts zu den Lamellen anzuordnen und mit Umgebungsluft zu versorgen, wobei der Luftstrom zu dem Kühler weitestgehend unterbunden ist. Es wurde gefunden, dass zur effektiven Luftreinigung ein wesentlich geringerer Luftstrom erforderlich ist als zur Kühlung von Aggregaten, Passagierräumen oder Kühlkammern von Kraftfahrzeugen.
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In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Umgebungsluftreinigungsvorrichtung in die Lamellen integriert ist.
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Hierdurch lässt sich die Umgebungsluftreinigungsvorrichtung kompakt und ohne großen konstruktiven Aufwand in ein bestehendes Kraftfahrzeugkonzept integrieren.
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In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Filterelement wenigstens ein Filterpapier aufweist.
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Das Filterpapier kann zur mechanischen Filterung der Luft dienen und dadurch Staub herausfiltern. Das Filterpapier kann wasserfest sein.
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In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Lüfter stromabwärts zur Umgebungsluftreinigungsvorrichtung angeordnet ist.
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Hierdurch wird an der Umgebungsluftreinigungsvorrichtung stromabwärts ein Unterdruck erzeugt, der Umgebungsluft in die Umgebungsluftreinigungsvorrichtung hineinsaugt.
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In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Lüfter stromaufwärts zur Umgebungsluftreinigungsvorrichtung angeordnet ist.
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Hierdurch wird an der Umgebungsluftreinigungsvorrichtung stromaufwärts ein Überdruck erzeugt, der die Umgebungsluft in die Umgebungsluftreinigungsvorrichtung hineinbläst.
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In einer weiteren weiterführenden Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Lufteintrittsöffnung in einem Frontbereich angeordnet ist.
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In einem Frontbereich des Kraftfahrzeugs, also in Fahrtrichtung nach vorne weisend, kann eine verschließbare Lufteintrittsöffnung einen großen Einfluss auf die aerodynamische Effizienz des Kraftfahrzeugs haben.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen schematisch:
- 1 eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer Lufteintrittsöffnung, einer, Umgebungsluftreinigungsvorrichtung und einer Kühlluftstromabsperreinrichtung in einer ersten Stellung, sowie
- 2 eine Seitenansicht des Kraftfahrzeugs aus 1 mit einer Kühlluftstromabsperreinrichtung in einer zweiten Stellung.
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1 zeigt eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs 2.
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An einer Fahrzeugfront 4 des Kraftfahrzeugs 2 ist eine Lufteintrittsöffnung 6 angeordnet. Die Lufteintrittsöffnung 6 ist mit einer Kühlluftstromabsperreinrichtung 8 (gestrichelt umrahmt) ausgerüstet. Mithilfe der Kühlluftabsperreinrichtung 8 kann die Lufteintrittsöffnung 6 geöffnet oder geschlossen werden. Bei geringem Kühlbedarf wird die Lufteintrittsöffnung 6 mithilfe der Kühlluftabsperreinrichtung 8 geschlossen, um die aerodynamische Effizienz des Kraftfahrzeugs 2 zu steigern und dadurch den Energieverbrauch zu senken.
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Die Kühlluftstromabsperreinrichtung 8 weist verstellbare Lamellen 10 auf, die mithilfe eines Antriebs 12 um eine Achse verschwenkbar sind, die den Betrachtungsrichtung, also in Fahrzeugquerrichtung zeigt.
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Stromabwärts der Lufteintrittsöffnung 6 ist ein Lüfter 14 angeordnet, der zur Erzeugung eines Zwangsluftstroms durch einen Kühler 16 dient. Der Kühler 16 dient zum Kühlen eines Verbrennungsmotors 18, der Abwärme erzeugt.
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In der in 1 dargestellten Situation fährt das Kraftfahrzeug in Fahrtrichtung x nach vorne und es besteht Kühlbedarf. Demnach ist die Kühlluftstromabsperreinrichtung 8 in einer ersten, offenen Position positioniert, durch die ein großer Luftstrom 20 den Kühler 16 durch den Lüfter 14 angeströmt.
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In die Lamellen 10 ist jeweils ein Filter 22 integriert, der als Umgebungsluftreinigungsvorrichtung dient. Die Filter 22 erlauben eine mechanische Filterung von Staub aus dem Luftstrom 20, der aus der Umgebungsluft stammt. Die Umgebungsluft enthält daher nach dem Passieren der Lufteintrittsöffnung 6 durch die Filterung mithilfe des Filters 22 weniger Partikel als vorher. Der Filter 22 kann ein Papierfilter sein, der wasserfest und austauschbar ist.
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2 zeigt das Kraftfahrzeug 2 aus 1 mit geschlossener Lufteintrittsöffnung 6.
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Durch den stromabwärts positionierten, drehenden Lüfter 14 wird an den sich in einer zweiten, geschlossenen Stellung befindlichen Lamellen 10 rückseitig ein Unterdruck erzeugt, der einen Luftzug durch die Filter 22 erzeugt.
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Der Luftstrom 20 hinter den Lamellen 10 ist wesentlich geringer als vor den Lamellen 10. Der Kühler 16 wird daher nicht mehr effektiv angeströmt und ist damit gesperrt, wohingegen die Filter 22 weiterhin effektiv Umgebungsluft filtern können.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen, beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente, vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa einer weitergehenden Erläuterung in der Beschreibung, definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017011313 A1 [0006, 0008]
