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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftzufuhreinrichtung zum Regulieren einer über einen Lufteinlass eines Kraftfahrzeugs zuführbaren Kühlluftmenge. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, das mit einer solchen Luftzufuhreinrichtung versehen ist.
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In einem Kraftfahrzeug kann beispielsweise im Bereich der Motorkühlung usw. eine Kühlluftmenge reguliert werden, indem ein Lufteinlass, der üblicherweise zu einem Kraftfahrzeugkühler oder ähnlichem hin mündet, wahlweise verschlossen oder geöffnet wird.
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Beispielsweise aus der
DE 10 2011 089 265 A1 ist eine Luftzufuhreinrichtung bekannt, bei der eine Vielzahl von Streben um eine Drehachse derart verdrehbar sind, dass in einer ersten Stellung der Streben die Luftzufuhreinrichtung geöffnet ist und in einer zweiten Stellung der Streben die Luftzufuhreinrichtung geschlossen ist. Dementsprechend sind mehrere Drehachsen und Gelenke erforderlich, um die Streben verdrehen zu können. Dies erhöht die Komplexität der Luftzufuhreinrichtung, wobei auch ein Steuerorgan zum Verdrehen der Streben dementsprechend komplex auszuführen ist.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, mit konstruktiv einfachen Mitteln eine möglichst robuste Möglichkeit zum Regulieren einer Kühlluftmenge bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Ein erster Aspekt der Erfindung stellt eine Luftzufuhreinrichtung zum Anbringen an einem Kraftfahrzeug zur Verfügung. Die Luftzufuhreinrichtung ist zum Regulieren einer über einen Lufteinlass eines Kraftfahrzeugs zuführbaren Kühlluftmenge eingerichtet und weist hierzu ein Verschlusselement auf, das wahlweise zwischen einer Verschlussstellung, in der der Lufteinlass durch das Verschlusselement zumindest im Wesentlichen verschlossen ist, und einer Öffnungsstellung hin und her bewegbar ist, in der der Lufteinlass von der Kühlluft in einer Strömungsrichtung durchströmbar ist. Die Luftzufuhreinrichtung weist ferner einen Träger auf, der in Bezug auf den Lufteinlass ortsfest ist. Des Weiteren weist die Luftzufuhreinrichtung einen Anschlag auf, der eine Bewegung des Verschlusselements entgegen einer Strömungsrichtung der Kühlluft begrenzt. Dabei ist das Verschlusselement mit wenigstens einer Seite an dem Träger angelenkt und erstreckt sich in der Verschlussstellung über einen Querschnitt des Lufteinlasses und liegt mit einer freien Seite an dem Anschlag an. Ferner ist zum Überführen des Verschlusselements von der Verschlussstellung in die Öffnungsstellung das freie Ende des Verschlusselements in Abhängigkeit einer gewünschten Kühlluftmenge von dem Anschlag weg entlang der Strömungsrichtung auslenkbar.
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Der Lufteinlass kann vorzugsweise eine zur Fahrzeugfront oder, allgemeiner ausgedrückt, eine entgegen der bestimmungsgemäßen Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs hin gerichtete Öffnung aufweisen und auf einer dazu abgewandten Seite hin zu einem Kraftfahrzeugkühler münden, um diesem Kühlluft zuzuführen, die bei einer Fahrt in Fahrtrichtung durch die Öffnung eintritt. Zwischen der Öffnung des Lufteinlasses und einer Anströmfläche des Kraftfahrzeugkühlers können eine oder mehrere Kühlluftführungen eine Art Kanal für die Kühlluft ausbilden.
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Das Verschlusselement kann aus einem geeigneten Material, insbesondere Kunststoff, geformt sein, das beispielsweise eine geeignete Schlagfestigkeit, Biegsamkeit, elastische Verformbarkeit, usw. aufweisen kann. Optional kann das Material aufgrund unterschiedlicher Bauteildicken, einem Mehrschichtaufbau oder einem geeigneten Faserverlauf eine gezielte elastische Verformbarkeit aufweisen. Unter der plattenförmigen Ausgestaltung kann ein flaches, ebenes Bauteil verstanden werden, das auf zwei sich gegenüberliegenden Seiten eine im Verhältnis zur Dicke ausgedehnte Fläche aufweist.
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Der Anschlag kann insbesondere so ausgebildet und/oder angeordnet sein, dass ein Durchschwingen des Verschlusselements entgegen der bestimmungsgemäßen Fahrtrichtung über den Lufteinlass hinaus unterbunden wird.
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Zwischen der Öffnungsstellung mit im Prinzip vollem Kühlluftdurchsatz und der Verschlussstellung ohne Kühlluftdurchsatz können eine Mehrzahl von Zwischenstellungen möglich sein, die jeweils einem jeweiligen Öffnungsgrad oder Biegezustand zugeordnet werden können.
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Der Träger kann beispielsweise ein Stoßfängerquerträger oder ein anderes geeignetes Bauteil einer Karosserie oder eines Fahrgestells des Kraftfahrzeugs sein.
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Die vorgeschlagene Luftzufuhreinrichtung kann die Komplexität, insbesondere zum Auslenken, der Luftzuführung verringern, indem z.B. die konstruktiv einfach ausgestaltete Platte verwendet wird. Diese ist unempfindlicher gegenüber Umwelteinflüssen, wie etwa Vereisung während der Fahrt des Kraftfahrzeugs, usw. Zudem kann der Lufteinlass fugenarm, glattflächig usw. ausgestaltet bzw. verschlossen werden.
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Gemäß einer Weiterbildung kann das Verschlusselement in Richtung des Anschlags und/oder hin zu der Verschlussstellung mit einer Vorspannung beaufschlagt sein. In anderen Worten, kann das Verschlusselement durch die Vorspannung in die Verschlussstellung gezwungen und dort gehalten werden. In dieser liegt die freie Seite des Verschlusselements an dem Anschlag an. Zum Überführen des Verschlusselements in die Öffnungsstellung kann dieses aktiv, z.B. durch wahlweises Aufbringen einer Kraft, die größer ist als die aus der Vorspannung resultierende Kraft, ausgelenkt werden. Dadurch kann die Komplexität noch weiter verringert werden, da das Verschlusselement quasi selbstschließend ist.
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In einer Weiterbildung kann ein Betrag der Vorspannung durch einen Faserverlauf und/oder einen Dickenverlauf eines Materials des Verschlusselements bestimmt sein. In anderen Worten, kann bereits bei der Herstellung des Verschlusselements, z.B. durch ein Spritzgießverfahren oder ähnliches, die Vorspannung bewerkstelligt werden. So kann eine, vorzugsweise elastische, Verformung in eine bestimmte Richtung und/oder um eine bestimmte Achse des Verschlusselements begünstigt werden, während z.B. eine andere Verformung eingeschränkt wird.
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Gemäß einer Weiterbildung kann das Verschlusselement in der Öffnungsstellung in sich eine Krümmung oder Biegung aufweisen. In anderen Worten, kann das Verschlusselement elastisch verformt werden, wobei die freie Seite ausgelenkt, jedoch die angelenkte Seite weiterhin ortsfest angebunden bleibt.
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In einer Weiterbildung kann der Anschlag an einem oder durch einen Kühlergrill und/oder ein Zierelement eines Kühlergrills ausgebildet sein. Beispielsweise können der Kühlergrill bzw. das Zierelement eine Nierenform oder ähnliches aufweisen und dazu eingerichtet sein, den Lufteinlass bzw. seine Öffnung als eine Art (Zier- und/oder Luftleit-)Blende zu überdecken. Diese Elemente erfüllen dann eine Doppelfunktion, indem sie auch den Anschlag mit ausbilden.
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Gemäß einer Weiterbildung kann das Verschlusselement mittels einer Verstelleinrichtung, insbesondere Zugeinrichtung, in Strömungsrichtung der Kühlluft auslenkbar sein. In anderen Worten, kann das Verschlusselement durch Aufbringen einer ausreichend großen Zugkraft ausgelenkt werden. Hierzu kann das Verschlusselement ein oder mehrere Befestigungsmittel zum Anbringen der Verstelleinrichtung bzw. Zugeinrichtung aufweisen. Die Verstelleinrichtung bzw. Zugeinrichtung kann beispielsweise einen oder mehrere Aktuatoren, wie etwa einen Stellantrieb oder ähnliches, aufweisen. Zudem kann die Zugeinrichtung eine (Zug-)Stange, einen Bowdenzug, optional auch ein Umlenkmittel für den Bowdenzug, ein Getriebe oder ähnliches aufweisen. Die Verstelleinrichtung kann elektronisch ansteuerbar sein, z.B. durch ein elektronisches Steuergerät des Kraftfahrzeugs, wie etwa dem Motorsteuergerät. Dadurch lässt sich der Öffnungs- und/oder Verschlussgrad des Verschlusselements konstruktiv besonders einfach beeinflussen.
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In einer Weiterbildung kann das Verschlusselement ein zentrales Unterelement und eine Mehrzahl von das zentrale Unterelement umgebenden Ringunterelementen aufweisen, und das zentrale Unterelement und die Mehrzahl von Ringunterelementen können unabhängig voneinander auslenkbar sein. Das Unterelement kann beispielsweise eine Plattenform aufweisen. Die Ringunterelemente können in der Verschlussstellung ebenfalls gemeinsam eine Art Plattenform bilden. Zum Überführen in die Öffnungsstellung können die Ringunterelemente dann, ggf. auch einzeln, aufgefächert werden. Dadurch kann die Kühlluftmenge noch genauer reguliert werden.
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Gemäß einer Weiterbildung können das zentrale Unterelement und die Mehrzahl von Ringunterelementen stufenweise auslenkbar sein. Dabei können in einer ersten Stufe zunächst das zentrale Unterelement und in einer oder mehreren weiteren Stufen eines oder mehrere der Ringunterelemente auslenkbar sein. Hierzu kann beispielsweise die Verstelleinrichtung bzw. Zugeinrichtung direkt oder indirekt mit dem zentralen Unterelement und den einzelnen Ringunterelementen so verbunden sein, dass eine Bewegung zunächst nur auf das zentrale Unterelement wirkt und erst danach sukzessive auf die Ringunterelemente wirkt. Dies kann z.B. durch geeignete Umlenkmittel, wie Umlenkrollen, Gelenke, ein Getriebe usw. erreicht werden. Dadurch kann die Kühlluftmenge noch genauer reguliert werden.
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In einer Weiterbildung kann das Verschlusselement auf einer dem Lufteinlass zugewandten Fläche eine Beschichtung aufweisen, die ausgewählt ist aus: Folie, Lack, illuminierende Folie, illuminierender Lack, fluoreszierende Folie, fluoreszierender Lack. Durch das Material und die Formgebung des Verschlusselements lässt sich die Beschichtung einfach aufbringen. Neben einer Schutzfunktion kann die Beschichtung auch eine ansprechende Ästhetik bieten.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung stellt ein Kraftfahrzeug zur Verfügung, das einen Kühler, einen Lufteinlass, der fluidisch mit einer Anströmfläche des Kühlers verbunden ist, und eine Luftzufuhreinrichtung gemäß dem ersten Aspekt aufweist. Das Kraftfahrzeug zeichnet sich durch eine konstruktiv einfache und/oder einfach zu montierende Luftzufuhreinrichtung aus.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von vorteilhaften Ausführungsformen und den begleitenden Figuren.
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Nachfolgend wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:
- 1 in einer schematischen seitlichen Schnittansicht einen Teilabschnitt eines Kraftfahrzeugs mit einer Luftzufuhreinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
- 2 in einer schematischen Vorderansicht eine Luftzufuhreinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und
- 3 in einer schematischen Vorderansicht eine Luftzufuhreinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen seitlichen Schnittansicht einen Teilabschnitt eines Kraftfahrzeugs 1, nämlich einen Frontbereich mit einer Motorhaube 2 und einem Unterboden 3. Dieses weist in seinem Frontbereich einen Kühler 4 auf, der gegenüber einer Außenkante des Frontbereichs nach innen versetzt ist. Zudem weist das Kraftfahrzeug 1 einen Lufteinlass 5 auf, der fluidisch mit einer Anströmfläche des Kühlers 4 verbunden ist. Der Lufteinlass 5 befindet sich an oder zumindest nahe zu der Außenkante des Frontbereichs, wobei zwischen dem Lufteinlass 5 und dem Kühler 4 eine Kühlluftführung 6 angeordnet ist. Des Weiteren weist das Kraftfahrzeug 1 einen Träger 7 auf, bei dem es sich hier um einen ortsfesten Stoßfängerquerträger handelt, wobei der Stoßfänger hier zur besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist.
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Gemäß 1 weist das Kraftfahrzeug 1 ferner eine Luftzufuhreinrichtung 100 auf. Diese ist im Frontbereich angeordnet und dazu eingerichtet, die über den Lufteinlass 5 an den Kühler 4 zuführbare Kühlluftmenge zu regulieren, also je nach Bedarf mehr oder weniger Kühlluft zuzuführen. Der Bedarf kann z.B. von einem elektronischen Steuergerät des Kraftfahrzeugs 1, wie etwa einem Motorsteuergerät, bestimmt bzw. vorgegeben werden.
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Die Luftzufuhreinrichtung 100 weist ein Verschlusselement 110 auf, bei dem es sich hier um eine Platte handelt, die beispielsweise aus einem Kunststoff gefertigt ist. Das Verschlusselement 110 weist eine Biegsamkeit auf und ist in Richtung der Außenkante des Frontbereichs vorgespannt, was beispielsweise durch einen Faserverlauf und/oder Dickenverlauf des verwendeten Materials bewerkstelligt werden kann. Das Verschlusselement 110 ist an oder zumindest nahe zu der Außenkante des Frontbereichs angeordnet und ist dort wahlweise zwischen einer Verschlussstellung, in der der Lufteinlass 5 durch das Verschlusselement 110 zumindest im Wesentlichen verschlossen ist, und einer Öffnungsstellung bewegbar, in der der Lufteinlass 5 von der Kühlluft in einer Strömungsrichtung R durchströmbar ist. Hierzu ist das Verschlusselement 110 mit einer Seite an dem ortsfesten Träger 7 angelenkt, beispielsweise angebracht, angeformt, usw. In 1 ist ein und dasselbe Verschlusselement 110 in verschiedenen Stellungen dargestellt, wobei in der Verschlussstellung erkennbar ist, dass der Lufteinlass 5 im Wesentlichen vollständig verschlossen ist. Hin zu der Öffnungsstellung, sind in 1 verschiedene Zwischenstellungen des Verschlusselements 110 gezeigt, die durch verschiedene Biege- bzw. Krümmungsradien des Verschlusselements 110 erreicht werden.
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Ferner weist die Luftzufuhreinrichtung 100 eine Verstelleinrichtung 120 auf, die hier als Zugeinrichtung ausgebildet ist. Die Verstelleinrichtung 120 ist beispielsweise ein Aktuator, wie etwa ein Stellantrieb oder ähnliches, und dazu eingerichtet, das Verschlusselement 110 gemäß der gewünschten Stellung desselben auszulenken, wie dies in 1 durch verschiedene Biege- bzw. Krümmungsradien angedeutet ist. Hierfür weist die Verstelleinrichtung 120 beispielsweise ein Zugmittel 121, wie etwa eine Stange, einen Bowdenzug oder ähnliches, auf. Dieses ist über (nicht gezeigte) Befestigungsmittel, wie z.B. eine Lasche, einen Haken, einen Clip oder ähnliches, und ggf. auch Umlenkmittel, wie etwa eine Umlenkrolle, ein Gelenk, ein Getriebe, usw., mit einer dem Kühler 4 zugewandten Seite des Verschlusselements 110 verbunden. Die Ansteuerung der Verstelleinrichtung 120 kann beispielsweise durch die Motorsteuerung erfolgen.
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Zudem weist die Luftzufuhreinrichtung 100 einen Anschlag 130 auf, der eine Bewegung des Verschlusselements 110 entgegen der Strömungsrichtung R der Kühlluft begrenzt. Der Anschlag 130 ist hier an einem oder durch einen Kühlergrill 140 und/oder ein Zierelement eines Kühlergrills ausgebildet (siehe auch 2 und 3). Der Kühlergrill 140 ist hier mit einer Nierenform ausgebildet und ist beispielsweise durch eine Clips-Verbindung an dem Frontbereich des Kraftfahrzeugs 1 befestigt. Wie in 1 dargestellt, liegt in der Verschlussstellung eine freie Seite, also z.B. eine der am Träger 7 angelenkten Seite gegenüberliegende Seite, des Verschlusselements 110 an dem Anschlag 130 an, wobei die oben erwähnte Vorspannung bewerkstelligt, dass die freie Seite des Verschlusselements 110 stets in diese Stellung gedrängt wird, wobei beispielsweise bei einer Stangenbetätigung eine Vorspannung geringer sein kann, da dies eine zusätzliche Stützkraft ermöglicht und ggf. gleichzeitig die Bedienkraft reduziert. Von diesem Anschlag 130 lässt sich die freie Seite in Strömungsrichtung R durch z.B. Aufbringen einer Zugkraft durch die Verstelleinrichtung 120 wahlweise auslenken, und zwar mit unterschiedlichen Biegeradien bzw. Krümmungsradien, um so den Lufteinlass 5 weiter zu öffnen oder zu verschließen.
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2 zeigt einen Teil der Luftzufuhreinrichtung 100 in einer Vorderansicht. Dabei ist insbesondere das in den Kühlergrill 140 zumindest teilweise eingefasste Verschlusselement 110 dargestellt, wobei das Verschlusselement 110 mit einer Seite an dem Träger 7 angelenkt ist. Es sei angemerkt, dass bei der exemplarischen Nierenform des Kühlergrills 140 zwei Verschlusselemente 110, also eines für jede Niere, vorgesehen sein können.
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3 zeigt einen Teil der Luftzufuhreinrichtung 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer Vorderansicht. Abweichend von der Ausführungsform gemäß 2, ist das Verschlusselement 110 hier durch ein zentrales Unterelement 111 und eine Mehrzahl von das zentrale Unterelement 111 umgebenden Ringunterelementen 112 ausgebildet. Dabei sind das zentrale Unterelement 111 und die Mehrzahl von Ringunterelementen 112 unabhängig voneinander auslenkbar. Insbesondere sind das zentrale Unterelement 111 und die Mehrzahl von Ringunterelementen 112 stufenweise auslenkbar, wobei in einer ersten Stufe zunächst das zentrale Unterelement 111 und in einer oder mehreren weiteren Stufen eines oder mehrere der Ringunterelemente 112 auslenkbar sind.
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In zumindest einigen Ausführungsformen kann das Verschlusselement 110 auf einer dem Lufteinlass zugewandten Fläche eine Beschichtung aufweisen, bei der es sich um eines oder mehrere von einer Folie, einem Lack, einer illuminierenden Folie, einem illuminierenden Lack, einer fluoreszierenden Folie, einem fluoreszierenden Lack, usw., handeln kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Motorhaube
- 3
- Unterboden
- 4
- Kühler
- 5
- Lufteinlass
- 6
- Kühlluftführung
- 7
- Träger
- 100
- Luftzufuhreinrichtung
- 110
- Verschlusselement
- 111
- zentrales Unterelement
- 112
- Ringunterelement
- 120
- Verstelleinrichtung
- 121
- Zugmittel
- 130
- Anschlag
- 140
- Kühlergrill
- R
- Strömungsrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011089265 A1 [0003]
