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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Absicherung eines Lufteinlasses durch eine Finnengeometrie, welche einen Durchlass von Objekten oberhalb einer vorgegebenen Größe beschränkt. Ferner wird ein Verfahren beansprucht, welches eine Anordnung der Vorrichtung in dem Lufteinlass ermöglicht.
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Ein Kraftfahrzeug besitzt gemeinhin in einem Frontbereich mindestens eine Öffnung für einen Lufteinlass, um bspw. zur Kühlung benötigte Luft in den Motorraum bzw. einen Kühler einströmen zu lassen. Diese Lufteinlässe sind meist mit mindestens einer Lamelle und/oder einer Gitterstruktur versehen, um bspw. durch vorausfahrende Kraftfahrzeuge von der Straße aufgewirbelte Objekte nicht eindringen zu lassen.
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Die Druckschrift
DE 199 37 153 A1 offenbart ein Kraftfahrzeug mit einer im Frontbereich angeordneten Lufteinlassöffnung, wobei die Lufteinlassöffnung durch eine Jalousievorrichtung mit mehreren Jalousieelementen verschließbar ist. Die Jalousieelemente sind konkav ausgeführt und weisen mehrere Verstärkungsstege auf.
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In der chinesischen Druckschrift
CN 107303866 A wird ein Kühlergrill eines Kraftfahrzeugs beschrieben, wobei der Kühlergrill mehrere sich in Fahrzeughochrichtung erstreckende Stege und mehrere sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckende Stege aufweist. Die in Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Stege weisen mehrere in Fahrzeughochrichtung ragende Erhebungen auf.
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Die amerikanische Druckschrift
US 2019/0118643 A1 beschreibt ein Verschlussgitter für eine Lufteinlassöffnung, welche an einer Außenfläche eines Fahrzeugs angeordnet ist. Die Lufteinlassöffnung kann mit einer beweglichen Lamelle verschlossen werden.
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Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung für Lufteinlässe vorzusehen, welche einen Durchlass von Objekten mit einer Größenausdehnung ab bzw. oberhalb einer vorgegebenen Größe beschränkt. Ferner soll ein Verfahren bereitgestellt werden, mit dem die Vorrichtung bereitgestellt werden kann.
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Zur Lösung der voranstehend genannten Aufgabe wird eine Finnenanordnung für einen Lufteinlass vorgeschlagen, bei der der Lufteinlass eine vorrangig rechteckige Öffnungsfläche mit einer Längsausdehnung und einer Breitenausdehnung umfasst. Die Längsausdehnung ist von einem linken Rand und einem rechten Rand begrenzt und die Breitenausdehnung ist von einem oberen Rand und einem unteren Rand begrenzt. In dem Lufteinlass ist in Längsausdehnung mindestens eine Lamelle, deren Längsachse in der Öffnungsfläche verläuft, angeordnet. Mindestens eine Freifläche, welche durch die mindestens eine Lamelle und jeweilige Ränder und/oder Teilen von jeweiligen Rändern der Öffnungsfläche begrenzt ist, umfasst eine Kreisfläche mit einem vorgegebenen Durchdringungsdurchmesser. An der mindestens einen Lamelle ist entlang ihrer Längsachse eine Finnenstruktur mit mindestens einer Finne mit einer jeweiligen Höhe angeordnet, wobei sich die mindestens eine Finne mit ihrer jeweiligen Höhe in die von der Freifläche umfasste Kreisfläche erstreckt.
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In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Finnenanordnung umfasst die Finnenstruktur eine Mehrzahl an Finnen, die an der mindestens einen Lamelle entlang ihrer Längsachse angeordnet ist. Ein maximaler Abstand zwischen jeweilig benachbarten Finnen aus der Mehrzahl an Finnen, der bei der Anordnung der Finnenstruktur auf der mindestens einen Lamelle nicht überschritten werden darf, ergibt sich aus der jeweiligen Höhe der jeweiligen benachbarten Finnen und einer Vermeidung, in der verbleibenden Freifläche die Kreisfläche mit dem vorgegebenen Durchdringungsdurchmesser anzuordnen.
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Es ist denkbar, die mindestens eine Finne, welche eine jeweilige Flächennormale aufweist, mit der jeweiligen Flächennormale senkrecht zu einer Lufteinlassströmungsrichtung anzuordnen, so dass die mindestens eine Finne einen möglichst geringen Luftwiderstand darstellt. Trotzdem verhindert die erfindungsgemäße Anordnung der mindestens eine Finne vorteilhaft ein Eindringen bzw. Durchdringen eines kugelförmigen Objektes mit einer Größenausdehnung größer als der vorgegebene Durchdringungsdurchmesser.
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Die jeweilige Finne der Finnenstruktur der erfindungsgemäßen Finnenanordnung ist von flacher, mindestens dreieckiger Form und weist damit mindestens drei die flache Form umrandende Kanten auf. Entlang einer Kante der mindestens drei Kanten ist die jeweilige Finne mit der mindestens einen Lamelle verbunden.
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In einer anderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Finnenanordnung ist ein Abstand zwischen einer ersten Lamelle der mindestens einen Lamelle und einer zweiten Lamelle der mindestens einen Lamelle größer als der vorgegebene Durchdringungsdurchmesser. Zwischen den beiden Lamellen ist an mindestens einer der beiden Lamellen die Finnenstruktur angeordnet, so dass die zwischen den Lamellen verbleibende Freifläche ein Eindringen eines Objektes mit einer Größenausdehnung größer als der vorgegebene Durchdringungsdurchmesser nicht erlaubt.
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In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Finnenanordnung ist die mindestens eine Lamelle um ihre Längsachse drehbar. Die mindestens eine Lamelle bildet gemeinhin eine längliche, vorrangig rechteckige Fläche, welche parallel zu einer Fahrtrichtung und zu ihrer Längsachse ausgerichtet ist. Durch Drehung der mindestens einen Lamelle um ihre Längsachse sind Parameter einer Luftströmung durch den Lufteinlass beeinflussbar. Die mit ihrem Normalenvektor senkrecht zur Längsachse der mindestens einen Lamelle angeordnete mindestens eine Finne stellt sich bei Variationen der mindestens einen Lamelle um die Längsachse nicht in die Luftströmung.
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In einer noch weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Finnenanordnung ist die Finnenstruktur auf der mindestens einen Lamelle des Lufteinlasses in einem Frontbereich eines Kraftfahrzeuges angeordnet. Hinter dem Lufteinlass befindet sich im Inneren des Frontbereichs bspw. eine Anordnung von Kühlrippen eines Motorkühlers, welche durch die erfindungsgemäße Finnenanordnung mit der Finnenstruktur geschützt werden.
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In einer noch weiter fortgesetzten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Finnenanordnung verlaufen ein Normalenvektor der Öffnungsfläche und die Längsachse der mindestens einen Lamelle vorrangig parallel zu einer Fahrwerksebene. Die Finnenstruktur steht mit ihrer jeweiligen durch die jeweilige Finne der Anzahl an Finnen gebildeten Finnenfläche parallel zur einströmenden Luft. Dadurch wird vorteilhaft eine maximale Lufteinströmung während eines Fahrbetriebes gewährleistet.
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In einer fortgesetzt weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Finnenanordnung liegt der Durchdringungsdurchmesser in einem Bereich zwischen 5 cm und 15 cm und weist bspw. einen Wert von 10 cm auf. Eine Aufgabe der erfindungsgemäßen Finnenanordnung ist eine Unterbindung von Eindringmöglichkeiten von Objekten, welche, bspw. während einer Autofahrt von der Straße aufgewirbelt, in einen Motorraum gelangen könnten und dort Schäden anrichten würden. Dies wird erfindungsgemäß durch Wahl eines geeigneten Durchdringungsdurchmessers gelöst, unterhalb dessen bspw. aufgewirbelte und eindringende Steinchen keine Gefahr mehr darstellen und an dem die jeweilige Finnenhöhe orientiert wird.
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Ferner wird ein Verfahren zum Anordnen einer Finnenstruktur für einen Lufteinlass beansprucht, bei dem der Lufteinlass eine vorrangig rechteckige Öffnungsfläche mit einer Längsausdehnung und einer Breitenausdehnung umfasst. Die Längsausdehnung ist von einem linken Rand und einem rechten Rand begrenzt und die Breitenausdehnung ist von einem oberen Rand und einem unteren Rand begrenzt. In dem Lufteinlass wird in Längsausdehnung mindestens eine Lamelle, deren Längsachse in der Öffnungsfläche verläuft, angeordnet. Mindestens eine Kreisfläche mit einem vorgegebenen Durchdringungsdurchmesser wird durch eine Freifläche, welche von der mindestens einen Lamelle und jeweiligen Rändern und/oder Teilen von jeweiligen Rändern der Öffnungsfläche begrenzt wird, umfasst. An der mindestens einen Lamelle wird entlang ihrer Längsachse eine Finnenstruktur mit mindestens einer Finne mit einer jeweiligen Höhe angeordnet, wobei sich die mindestens eine Finne mit ihrer jeweiligen Höhe in die von der Freifläche umfasste Kreisfläche erstreckt. Dadurch wird erfindungsgemäß ein Eindringen eines kugelförmigen Objektes mit einer Größenausdehnung größer als der vorgegebene Durchdringungsdurchmesser verhindert.
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In möglicher Ausgestaltung wir in dem Lufteinlass die mindestens eine Lamelle, deren Längsachse in der Öffnungsfläche verläuft, parallel zur Längsausdehnung in einem Abstand zu einem oberen Rand kleiner als ein vorgegebener Durchdringungsdurchmesser angeordnet, wobei sich eine Distanz der mindestens einen Lamelle zu einem unteren Rand größer als der vorgegebene Durchdringungsdurchmesser ergibt.
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Es ist denkbar, an der mindestens einen Lamelle entlang ihrer Längsachse eine Finnenstruktur mit einer Anzahl, insbesondere einer Mehrzahl an Finnen anzuordnen. Steht dabei eine jeweilige Flächennormale der jeweiligen Finne der Anzahl, insbesondere der Mehrzahl an Finnen senkrecht zu einer Lufteinlassströmungsrichtung, so wird durch die erfindungsgemäße Anordnung der Finnenstruktur ein Luftwiderstand vorteilhaft so wenig wie möglich erhöht, aber trotzdem ein Eindringen eines kugelförmigen Objektes mit einer Größenausdehnung größer als der vorgegebene Durchdringungsdurchmesser durch den Lufteinlass verhindert.
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In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Abstand zwischen einer ersten Lamelle der mindestens einen Lamelle und einer zweiten Lamelle der mindestens einen Lamelle größer als der vorgegebene Durchdringungsdurchmesser vorgesehen und zwischen den beiden Lamellen an mindestens einer der beiden Lamellen die Finnenstruktur angeordnet.
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In einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird an der mindestens einen Lamelle entlang ihrer Längsachse mindestens eine Finnenstruktur mit einer Anzahl an Finnen angeordnet, wobei die jeweiligen Finnen der Anzahl an Finnen sich entlang der Breitenausdehnung des Lufteinlasses mit einer jeweiligen Höhe erstrecken. Ein jeweiliger in der Breitenausdehnung des Lufteinlasses gegebener Abstand der mindestens einen Lamelle zu einer benachbarten Lamelle, zu dem oberen Rand und/oder zu dem unteren Rand des Lufteinlasses jeweils abzüglich der entlang der Breitenausdehnung des Lufteinlasses sich erstreckenden Höhe der jeweiligen Finnen ist kleiner als der Durchdringungsdurchmesser.
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In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Lufteinlass im Frontbereich eines Kraftfahrzeuges angeordnet.
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In einer noch weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Durchdringungsdurchmesser aus einem Bereich zwischen 5 cm und 15 cm gewählt und kann bspw. 10 cm betragen.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
- 1 zeigt schematisch einen Lufteinlass mit einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Finnenanordnung.
- 2 zeigt schematisch eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Finnenanordnung.
- 3 zeigt schematisch eine noch weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Finnenanordnung.
- 4 zeigt schematisch eine noch weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Finnenanordnung.
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In 1 wird schematisch eine Darstellung 10 eines Lufteinlasses 1 mit einer Öffnungsfläche 2 in einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Finnenanordnung gezeigt. Die vorrangig rechteckige Öffnungsfläche 2 wird in ihrer Längsausdehnung von einem linken Rand 3 und einem rechten Rand 4, und in ihrer Breitenausdehnung von einem unteren Rand 5 und einem oberen Rand 6 begrenzt. Schematisch sollen Pfeile 7 eine durch eine Zeichenebene einströmende Luft andeuten. In Längsausdehnung der Öffnungsfläche 2 ist eine Lamelle 11 angeordnet, welche von dem unteren Rand 5 einen Abstand 8 aufweist. Dieser Abstand 8 ist größer ist als ein vorgegebener Durchdringungsdurchmesser 17 bspw. einer maximalen Kreisfläche 14 eines kugelförmigen Objektes, so dass die durch die Lamelle 11, den unteren Rand 5, einen unteren Teil des linken Randes 3 und einen unteren Teil des rechten Randes 4 gebildete Freifläche zu groß ist, um solch ein kugelförmiges Objekt von einem Durchdringen des Lufteinlasses 1 abzuhalten. Im Gegensatz dazu ist ein Abstand 9 der Lamelle 11 zu dem oberen Rand 6 zu gering, um das Durchdringen des kugelförmigen Objektes mit gleichem Umriss 15 wie die maximale Kreisfläche 14 (also gleichem Durchdringungsdurchmesser 17) zu ermöglichen. Durch die erfindungsgemäße Anordnung einer Finnenstruktur, hier dargestellt durch vier Finnen 12, jeweilig mit einer maximalen Finnenhöhe 13, wird ein lichter Raum bzw. die Freifläche in der Öffnungsfläche zwischen der Lamelle 11 und dem unteren Rand 5 dergestalt eingeschränkt, dass das kugelförmige Objekt 14 nicht mehr den Lufteinlass 1 durchdringen kann. In der gezeigten beispielhaften Position des kugelförmigen Objektes würde eine der auf der Lamelle 11 angeordneten Finnen 12 mit einer Finnenecke 16 ein Eindringen verhindern. Die erfindungsgemäße Finnenanordnung dient damit vorteilhaft als Versperrung bzw. Finnenversperrung in Bezug auf das Eindringen von Objekten in den Lufteinlass 1.
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In 2 wird schematisch eine weitere Ausgestaltung 20 der erfindungsgemäßen Finnenanordnung gezeigt. Entlang einer Längsrichtung einer weiteren Lamelle 21 ist eine Mehrzahl von Finnen 22 angeordnet, deren jeweilige Flächennormalen 23 senkrecht zu einer Lufteinströmrichtung 27 stehen. Ein durch die jeweilige Finne der Mehrzahl an Finnen 22 gebildeter Luftwiderstand wird somit vorteilhaft minimiert.
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In 3 wird schematisch eine noch weitere Ausgestaltung 30 der erfindungsgemäßen Finnenanordnung gezeigt, wobei an einer noch weiteren Lamelle 31 eine Mehrzahl an Finnen 32 angeordnet sind, wobei die Finnen 32 hier jeweils in die Freifläche ragend spitz zulaufend sind.
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In 4 wird schematisch eine fortgesetzt weitere Ausgestaltung 40 der erfindungsgemäßen Finnenanordnung gezeigt, wobei an einer fortgesetzt weiteren Lamelle 41 eine Mehrzahl an Finnen 42 angeordnet sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lufteinlass
- 2
- Öffnungsfläche
- 3
- Linker Rand
- 4
- Rechter Rand
- 5
- Unterer Rand
- 6
- Oberer Rand
- 7
- Lufteinströmrichtung
- 8
- Abstand unterer Rand/Lamelle
- 9
- Abstand oberer Rand/Lamelle
- 10
- Darstellung der erfindungsgemäßen Finnenstruktur im Lufteinlass
- 11
- Lamelle
- 12
- Finne
- 13
- Abstand Finnenspitze zur Lamelle: maximale Finnenhöhe
- 14
- Maximale Kreisfläche eines kugelförmigen Objektes
- 15
- Umriss kugelförmiges Objekt
- 16
- Finnenecke verhindert Eindringen kugelförmiges Objekt
- 17
- Durchdringungsdurchmesser
- 20
- Ansicht einer ersten Lamelle mit Finnenstruktur
- 21
- Lamelle
- 22
- Finne
- 23
- Flächennormale der Finne
- 27
- Lufteinströmrichtung
- 30
- Ansicht einer zweiten Lamelle mit Finnenstruktur
- 31
- Lamelle
- 32
- Finne
- 40
- Ansicht einer dritten Lamelle mit Finnenstruktur
- 41
- Lamelle
- 42
- Finne
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19937153 A1 [0003]
- CN 107303866 A [0004]
- US 2019/0118643 A1 [0005]
