DE10306158A1

DE10306158A1 - Vorrichtung zur Einstellung der Luftzuströmung zu einem Motorraum eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE10306158A1
Application number: DE10306158A
Authority: DE
Inventors: Robert Duenisch
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2003-02-14
Filing date: 2003-02-14
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2023-02-15
Also published as: DE10306158B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einstellung der Luftzuströmung insbesondere zu einem Motorraum eines Kraftfahrzeuges sowie eine Drosselgattereinrichtung hierfür. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Abstimmung der Kühlluftzuströmung zu einem Motorraum eines Kraftfahrzeuges zu schaffen, die sich unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten als vorteilhaft erweist und sich durch eine hohe Funktionszuverlässigkeit auszeichnet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur Einstellung der Kühlluftzuströmung zu einem Motorraum einer Brennkraftmaschine mit einer Drosseleinrichtung, die in einem zum Motorraum führenden Luftströmungsweg angeordnet ist, einer Stelltriebeinrichtung zur Ansteuerung der Drosseleinrichtung, zur Bereitstellung unterschiedlicher Durchgangsquerschnitte, und einem Rahmenelement zur Lagerung der Drosseleinrichtung und der Stelltriebeinrichtung, wobei die Drosselrichtung und die Stelltriebeinrichtung über das Rahmenelement zu einer Baueinheit zusammengefasst sind und das Rahmenelement derart ausgebildet ist, dass dieses wenigstens einen Durchtrittsquerschnitt definiert, dessen Umfangskontur im Wesentlichen der Umfangskontur eines Luftdurchquerschnittes im Bereich des Sichtziergitters entspricht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einstellung der Luftzuströmung zu einem Motorraum eines Kraftfahrzeuges sowie eine Drosselgattereinrichtung hierfür.

Aus DE 692 00 726 T2 ist eine Drosselklappeneinrichtung zur Regelung des Luftstroms durch den Kühler eines Kraftfahrzeuges bekannt. Diese herkömmliche Drosselklappeneinrichtung umfasst mehrere, als Drehklappen ausgebildete Drosselorgane, die durch eine Kurvenbahnstruktur über einen Stelltrieb ansteuerbar sind. Die Kurvenbahnstruktur ist derart ausgebildet, dass die Drehklappen zeitlich versetzt geschwenkt werden, wodurch eine Vergleichmäßigung der hierzu erforderlichen Gesamt-Betätigungskräfte erreicht werden kann.

Durch die bekannte Drehklappeneinrichtung wird es möglich, den Luftzustrom zum Motorraum eines Kraftfahrzeuges derart abzustimmen, dass insbesondere während einer Motor-Warmlaufphase eine unerwünschte Abkühlung der Brennkraftmaschine durch den, durch einen Fahrzeugkühlergrill hindurchtretenden Luftstrom vermieden werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Abstimmung der Kühlluftzuströmung zu einem Motorraum eines Kraftfahrzeuges zu schaffen, die sich durch einen kompakten Aufbau und eine unter aerodynamischen Gesichtspunkten günstige Steuerung der Kühlluftzuströmung auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur Einstellung der Kühlluftzuströmung zu einem Motorraum eines Kraftfahrzeuges, die in Einbauposition in einem zwischen einem Sichtziergitter und einem Kühlwasserwärmetau scher liegenden Bereich angeordnet ist, mit einer Drosseleinrichtung die in Einbauposition in einem zum Motorraum führenden Luftströmungsweg angeordnet ist, einer Stelltriebeinrichtung zur Ansteuerung der Drosseleinrichtung, zur Bereitstellung unterschiedlicher Durchgangsquerschnitte, und einem Rahmenelement, zur Lagerung der Drosseleinrichtung und der Stelltriebeinrichtung das in Einbauposition hinter dem Sichtziergitter angeordnet ist, wobei die Drosseleinrichtung und die Stelltriebeinrichtung über das Rahmenelement zu einer Baueinheit zusammengefasst sind und das Rahmelement derart ausgebildet ist, dass dieses wenigstens einen Durchtrittsquerschnitt umsäumt, dessen Umfangskontur an die Umfangskontur eines Luftdurchtrittsquerschnittes im Bereich des Sichtziergitters angepasst ist.

Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, den durch einen Ziergitterbereich einem Fahrzeugmotorraum zufließenden Luftstrom auf den momentanen Fahrzeugbetriebszustand abzustimmen, wobei es durch die erfindungsgemäße Anordnung des Rahmenelementes im Zwischenbereich zwischen Ziergitter und Kühlwasserwärmetauscher wird es möglich wird, den Kühlluftstrom vor dessen Aufweitung mit einer kompakten Drosseleinrichtung zu steuern. Durch die Anordnung der erfindungsgemäß durch ein Rahmenelement zusammengefassten Baugruppe hinter dem Ziergitter ergeben sich insbesondere unter aerodynamischen Gesichtspunkten Vorteile. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird es möglich, die Abstimmung der Kühlluftzuströmung derart vorzunehmen, dass einerseits eine hinreichende Kühlleistung gewährleistet ist und andererseits das Fahrzeug in einer möglichst günstigen aerodynamischen Einstellung betrieben wird. Bei überwiegend vorherrschenden Umgebungstemperaturen kann durch die erfindungsgemäße Vorrichtung über einen großen Fahrzeugbetriebsbereich hinweg eine Absenkung des Luftwiderstands erreicht werden kann.

Insbesondere bei einer Fahrzeugfrontgestaltung mit zwei nebeneinanderliegend angeordneten Ziergitterzonen ist das Rahmenelement in vorteilhafter Weise derart ausgebildet, dass dieses einen Anschlussbereich aufweist der sich in Einbauposition einer Ziergittereinrichtung, insbesondere einem Ziergitterrahmen benachbart erstreckt und derart konturiert ist, dass der Anschlussabschnitt den durch die Ziergittereinrichtung zufließenden Luftstrom kanalwandungsartig umgreift.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Drosselorgane der Drosseleinrichtung als Drosselklappen ausgebildet. Diese Drosselklappen sind vorzugsweise um eine in Einbauposition im wesentlichen horizontal ausgerichtete Achse schwenkbar angeordnet. Diese Drosselklappen sind vorzugsweise derart großflächig ausgebildet, dass bereits durch zwei oder drei Drosselklappen-Zeilen der gesamte, zu regulierende Luftdurchtrittsquerschnitt abgedeckt ist.

Es ist möglich, die Drosseleinrichtung derart auszubilden, dass diese nur einen Teil des zu dem Motorraum führenden Querschnitts des Luftströmungsweges abdeckt. Die Querschnittsverhältnisse des durch die Drosseleinrichtung regulierbaren Durchgangsquerschnitts zu dem verbleibenden Querschnitt sind vorzugsweise derart abgestimmt, dass durch den nicht regulierbaren Strömungsquerschnitt ein hinreichender Mindestluftstrom gewährleistbar ist.

Im Falle der Ausgestaltung der Drosselorgane als Drosselklappen sind letztere vorzugsweise derart gelagert oder miteinander gekoppelt, dass diese unter Wirkung der anstehenden oder durchfließenden Luft in eine Offenstellung gedrängt werden, d.h. dass zum Schließen der Drosselklappen es der Aufbringung von Schließkräften bedarf. Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, die Kühlluftzuströmung zu einem Motorraum derart zu steuern, dass auf zuverlässige Weise vermieden ist, dass im Falle eines Versagens der Stelltriebeinrichtung unzulässig hohe Temperaturen im Bereich des Motorraumes auftreten.

Vorzugsweise sind wenigstens zwei benachbarte Drosselklappen miteinander gelenkig gekoppelt. Diese gelenkige Koppelung kann insbesondere durch eine Scharniereinrichtung bewerkstelligt sein, die vorzugsweise durch eine Filmscharnierstruktur gebildet ist.

Alternativ zu der vorangehend genannten Ausgestaltung der Drosselorgane als Drosselklappen ist es auch möglich, die Drosseleinrichtung unter Verwendung einer, in der Art einer Rollo-Einrichtung abrollbaren, Blende zu verwirklichen.

Diese Rollo-Einrichtung kann derart ausgebildet sein, dass die zur Aufwicklung des Rollo-Elements vorgesehene Rollo-Achse in Einbauposition im wesentlichen horizontal ausgerichtet ist. Alternativ hierzu ist es auch möglich, die Rollo-Einrichtung derart auszubilden, dass das Rollo-Element im wesentlichen in horizontaler Richtung verschiebbar ist, wobei in diesem Fall eine entsprechende Rollo-Achse vorzugsweise vertikal ausgerichtet verläuft.

Eine gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugte Ausführungsform der Drosseleinrichtung ist dadurch gegeben, dass diese als Windsack mit veränderbarer Bodenöffnung ausgebildet ist. Die Querschnittsveränderbarkeit der Bodenöffnung kann in vorteilhafter Weise durch ein Bandelement erreicht werden, das beispielsweise in einem die Bodenöffnung umsäumenden Hohlsaum geführt ist und derart über eine Zugbandanordnung raffbar ist, dass sich hierdurch unterschiedliche Durchgangsquerschnitte der Bodenöffnung ergeben.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Drosseleinrichtung mehrere zueinander, blendenartig verschiebbare Blendenlamellen. Die Blendenlamellen können als dünnwandige Streifen mit einer Dicke im Bereich von 0,8 bis 3 mm ausgebildet sein und sind vorzugsweise in einer Führungsanordnung derart verschiebbar gelagert, dass diese selektiv aus einer (einen großen Durchgangsquerschnitt freigebenden) Stapelstellung in eine (den Durchgangsquerschnitt verringernden) ausgebreitete Stellung verlagerbar sind.

Es ist auch möglich, die Drosseleinrichtung derart auszugestalten, dass diese eine Gattereinrichtung mit wenigstens zwei Gatterlagen aufweist, wobei die Gatterlagen zueinander vorzugsweise derart relativ bewegbar angeordnet sind, dass in Abhängigkeit von einem Gatterstrebenversatz unterschiedliche Durchgangsquerschnitte bereitstellbar sind.

Es ist möglich, zwischen einer Gatterstrebe der ersten Gatterlage und einer benachbarten Gatterstrebe der zweiten Gatterlage ein dünnes Folienelement vorzusehen, das einen zwischen diesen beiden Gatterstreben definierten, einstellbar veränderbaren Zwischenraum, überspannt. Das Folienelement kann derart ausgebildet sein, dass dieses in Abhängigkeit von dem Ausbreitungszustand selbsttätig eine vorgegebene Faltung einnimmt.

Es ist auch möglich, die Drosselorgane als Faltklappen auszubilden, wobei die Faltklappen vorzugsweise derart mit einer ersten und einer zweiten Gatterlage gekoppelt sind, dass durch Verlagerung der Gatterlagen zueinander der Faltzustand der Faltklappeneinrichtung definiert einstellbar ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, die Drosseleinrichtung mit Drosselorganen auszustatten, deren Position relativ zu den in einem Gatter ausgebildeten Durchtrittsquerschnitten in einstellbarer Weise veränderbar ist. Diese Drosselorgane sind hierbei vorzugsweise derart ausgebildet, dass diese einen Stromlinienprofil-Querschnitt aufweisen.

Die Ansteuerung der Stelltriebeinrichtung erfolgt in vorteilhafter Weise in Abhängigkeit von Fahrzeugbetriebsparametern wie insbesondere der Motortemperatur, der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der Umgebungstemperatur und/oder der Luftfeuchte. Die Stelltriebeinrichtung kann als Unterdruckdose ausgebildet sein. Es ist auch möglich, die Stelltriebeinrichtung mit einem temperaturabhängig eine Schaltbewegung verursachenden Element, insbesondere einem Wachs-Element auszustatten, das vorzugsweise unmittelbar über den Motorkühlkreis angesteuert wird.

Unter dem Begriff – Ziergitter – ist im vorliegenden Fall eine Gittereinrichtung zu verstehen, die im Fahrzeugfrontbereich zur luftdurchgängigen Abdeckung einer Lufteintrittsöffnung vorgesehen ist. Unter – polygonalen Durchgangsöffnungen – sind insbesondere nierenartig konturierte Durchgangsöffnungen zu verstehen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:

1a eine perspektivische Ansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer unmittelbar hinter einer Ziergittereinrichtung anordbaren Drosseleinrichtung mit schwenkbewegbar gelagerten Drosselklappen,
1 b eine perspektivische Detail-Explosionsansicht zur Erläuterung der Einbausituation der Drosseleinrichtung nach 1a ;
2a eine vereinfachte Schnittansicht durch einen hinter einem Ziergitter liegenden Bereich mit einer mehrere Faltklappen umfassenden, zwischen dem Ziergitter und einem Fahrzeugkühler angeordneten Faltklappeneinrichtung,
2b drei Funktionsskizzen zur Erläuterung von drei Krafteinleitungsvarianten zur Betätigung der Faltklappen bei der Ausführungsform nach 2a;
2c eine Skizze zur Erläuterung einer in Filmscharnier-Bauweise ausgeführten Faltklappenanordnung,
2d eine Skizze zur Erläuterung einer Faltklappenausführungsform unter Verwendung eines durchgängigen Gelenkstiftes,
2e eine weitere Skizze zur Erläuterung einer weiteren Faltklappen-Variante mit einer mehrere kurze Gelenkstifte umfassenden Scharnieranordnung,
3 eine Schemadarstellung zur Erläuterung einer zwei Horizontal-Faltklappen umfassenden Ausführungsform der Erfindung,
4 eine Schemadarstellung einer je Ziergitterhälfte nur jeweils eine Horizontal-Faltklappe umfassenden Ausführungsform,
5a eine Funktionsskizze zur Beschreibung einer Hebel-Variante zur staudruckabhängigen Öffnung einer in Klappenbauweise ausgeführten erfindungsgemäßen Drosseleinrichtung,
5b eine Prinzipskizze zur Variante nach 5a,
5e ebenfalls eine Prinzipskizze zur Erläuterung der Variante nach 5a, hier jedoch in Schließstellung,
6 eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen Drosseleinrichtung hier in Vertikal-Rollobauweise,
7 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung hier mit einem Horizontal-Rollo,
8 eine Prinzipskizze zur Erläuterung einer Wind-Sackvariante der erfindungsgemäßen Drosseleinrichtung,
9 eine Schiebeblenden-Variante der erfindungsgemäßen Drosseleinrichtung,
10a eine Gatter-Variante der erfindungsgemäßen Drosseleinrichtung in Offenstellung,
10b die Variante nach 10a in Schließstellung,
11a eine schiebe-gatterbetätigte Faltklappen-Variante der erfindungsgemäßen Drosseleinrichtung in Offenstellung,
11 b die Faltklappen-Variante nach 11a in Schließstellung,
12a eine Skizze zu einer Stromlinien-Sperrkörpervariante der erfindungsgemäßen Drosseleinrichtung in Offenstellung,
12b eine Skizze zu einer weiteren Variante einer Stromlinien-Drosselkörpervariante mit federnd vorbelastetem Sperrkörper.
In 1a ist eine in Drehklappen-Bauweise ausgeführte Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Die Vorrichtung zur Einstellung der Kühlluftzuströmung zu einem Motorraum eines Kraftfahrzeuges ist in Einbauposition in einem zwischen einem Sichtziergitter und einem Kühlwasserwärmetauscher liegenden Bereich angeordnet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist hier als vormontierte Baueinheit ausgeführt und umfasst eine, ein Rahmenelement bildende Rahmenstruktur 1, die unmittelbar hinter dem Ziergitter eines Kraftfahrzeuges anbringbar ist. Die Rahmenstruktur 1 umschließt eine erste polygonale Durchtrittsöffnung 2a und eine zweite polygonale Durchgangsöffnung 2b, die aus Luftanströmungsrichtung gesehen, im wesentlichen die gleiche Umfangskontur aufweisen wie die Ziergitteröffnungen des Kraftfahrzeuges. Die erste Durchgangsöffnung 2a und die zweite Durchgangsöffnung 2b sind jeweils benachbarten, im Fahrzeugfrontbereich ausgebildeten und durch ein Ziergitter abgedeckten Fronteintrittsöffnungen zugeordnet. Die Rahmenstruktur 1 kann als Luftführungsschacht ausgebildet sein, der sich im wesentlichen spaltfrei an eine im Bereich der Rückseite eines Ziergitterrahmens erstreckende Anschlussstruktur anschließt. Ein Zwischenbereich zwischen der Rahmenstruktur 1 und einer die Fronteinlassöffnungen definierenden Struktur kann auch durch ein an die Rahmenstruktur 1 anschließendes Elastomerbauteil abgedeckt sein.
Die Vorrichtung umfasst eine hier in Schwenkklappenbauweise ausgeführte Drosseleinrichtung zur Einstellung des einem zum Motorraum zufließenden Luftstromes und eine Stelltriebeinrichtung 10, zur Ansteuerung der Drosseleinrichtung, zur Bereitstellung unterschiedlicher Durchgangsquerschnitte. Die Drosseleinrichtung ist in der Rahmenstruktur 1 gelagert.
Die Rahmenstruktur 1 trägt eine Schwenkklappen-Einrichtung, die hier obere Schwenkklappen 3 sowie untere Schwenkklappen 4 aufweist. Die Schwenkklappen 3, 4 sind über Schwenkachsen 5, 6 schwenkbewegbar in der Rahmenstruktur 1 gelagert.
Die Schwenkachsen 5, 6 sind mit Betätigungshebeln 7, 8 versehen, die wiederum über Verbindungsglieder 9 miteinander gekoppelt sind. Die Betätigungshebel 7, 8 und die Verbindungsglieder 9 bilden eine Getriebeeinrichtung, durch welche die oberen und unteren Schwenkklappen 3, 4 operativ miteinander gekoppelt sind. Zur Betätigung der Schwenkklappen 3, 4, d.h. zum Schwenken der Schwenkklappen 3, 4 um die Schwenkachsen 5, 6 ist eine Stelltriebeinrichtung 10 vorgesehen, die bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel als elektrisch ansteuerbarer Aktuator ausgebildet ist.
Die Stelltriebeinrichtung 10 ist über einen Betätigungshebel 11 operativ mit den Schwenkklappen 3, 4 gekoppelt. Die Stelltriebeinrichtung 10 ist über eine integral mit der Rahmenstruktur 1 ausgebildete Fixierstruktur 12 in die hier dargestellte Baueinheit eingebunden.
Die untere Schwenkklappe 4 ist derart ausgebildet, dass die durch diese Schwenkklappe 4 gebildete Sperrfläche durch die Schwenkachse 6 in zwei Schwenkklappenzonen 4a, 4b unterteilt wird, wobei diese beiden Sperrklappenzonen 4a, 4b unter Wirkung des über die Durchtrittsöffnungen 2a, 2b zuströmenden Fahrtwindes unterschiedliche Drehmomente auf die Schwenkachse 6 aufbringen.
Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die untere Schwenkklappe 4 derart ausgebildet, dass diese unter Wirkung des hier durch das Pfeilsymbol P1 angedeuteten Fahrtwindes in die durch das Pfeilsymbol P2 angedeutete Schwenkrichtung gedrängt wird. Über den Betätigungshebel 8 und das an dem oberen Betätigungshebel 7 angelenkte Verbindungsglied 9 kann unter der Wirkung dieses Drehmoments auch die Schwenkachse 5 in Richtung des Pfeils P3 tordiert werden.
Insgesamt ist die Lagerung der Schwenkklappen 3, 4 sowie die Koppelung derselben derart bewerkstelligt, dass diese unter Wirkung des Fahrtwindes tendenziell in eine Offenstellung gedrängt werden. Der insbesondere fahrtwindabhängig auf die Schwenkklappen 3, 4 aufgebrachten Öffnungskraft kann über die Stelltriebeinrichtung 10 bzw. den mit dieser gekoppelten Betätigungshebel 11 derart definiert entgegengewirkt werden, dass sich der jeweils gewünschte Öffnungszustand der Schwenkklappen 3, 4 ergibt. Die Koppelung der Schwenkachsen 5, 6 kann alter nativ zu den hier seitlich angeordneten Koppelungsorganen (Betätigungshebel 7, 8 und Verbindungsglieder 9) auch durch anderweitige Getriebeeinrichtungen, insbesondere im Zwischenbereich zwischen den Durchtrittsöffnungen 2a, 2b angeordnete Getriebeglieder, erreicht werden.
Das Steuersystem liegt im Luftkanal zwischen einem durch ein Ziergitter abgedeckten Lufteinlassbereich und der Vorderwand bzw. einem Kühler. Das System kann derart ausgebildet sein, dass die Klappen durch den Fahrtwind und/oder den Lüfter (Standbetrieb) geöffnet werden. Vorzugsweise sind die Klappen derart ausgebildet, dass möglichst keine Spalten am Rand auftreten. Es ist möglich, die Ansteuerung der Klappen derart vorzunehmen, dass bei Steuerungsausfall sich die Klappen 3, 4 selbständig öffnen. Die Klappen 3, 4 sind vorzugsweise derart biegesteif ausgebildet, dass diese unter Wirkung des Staudruckes keine unzulässige starke Durchbiegung erleiden.
In 1b ist in Form einer Detailexplosionsdarstellung eine bevorzugte Einbauvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt.
Die Rahmenstruktur 1 ist derart ausgebildet, dass diese wenigstens einen Durchtrittsquerschnitt umgreift, dessen Umfangskontur im wesentlichen der Umfangskontur eines Luftdurchtrittsquerschnittes im Bereich eines Ziergitters 17 entspricht.
Die Rahmenstruktur 1 weist einen, einem Ziergitterrahmen 17a zugewandten Anschlussbereich 1a auf der sich in Einbauposition dem Ziergitter, insbesondere dem Ziergitterrahmen 17a benachbart erstreckt. Die durch die Rahmenstruktur 1 gebildete Wandung ist derart konturiert, dass diese den durch die Ziergittereinrichtung zufließenden Luftstrom ringwandungsartig umgreift. Die Einbindung der Rahmenstruktur 1 in den Fahrzeugfrontbereich ist bei dieser Ausführungsform derart bewerkstelligt, dass ein etwaig durch die Drosseleinrichtung aufgebauter Staudruck sich in den Ziergitterbereich hinein fortsetzt, so dass im wesentlichen nur der durch die Drosseleinrichtung abfließende Luftstrom durch das Ziergitter 17 hindurchtritt und anderweitig anströmender Fahrtwind über die Fahrzeugfront abfließt.
Auf einer dem Ziergitter 17 abgewandten Seite ist die Rahmenstruktur 1 derart ausgebildet, dass diese mit einem Luftführungselement 50 zusammenfügbar ist. Das Luftführungselement 50 bildet bei diesem Ausführungsbeispiel zwei Schachtabschnitte 51, 52 die jeweils einer linken bzw. rechten Ziergitterhälfte zugeordnet sind. Die Schachtabschnitte 51, 52 sind derart ausgebildet, dass ein Umfangsrandbereich 1b der Rahmenstruktur 1 auf den jeweils zugeordneten Schachtabschnitt 51, 52 aufsetzbar ist.
Der Ziergitterrahmen 17a, die Rahmenstruktur 1 und das Luftführungselement 50 bilden eine einem Kühlwasserwärmetauscher vorgelagerte Luftführungseinrichtung durch welche es möglich wird, den Luftzustrom zu dem Kühlwasserwärmetauscher präzise zu steuern.
In 2a ist eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, die hier drei vertikal übereinander liegend angeordnete, horizontal ausgerichtete Faltklappenelemente 14, 15, 16 aufweist. Diese Faltklappenelemente 14, 15, 16 sind hier in durchgezogenen Linien in einer Schließstellung dargestellt. In Strichpunktlinien sind die Faltklappenelemente 14, 15, 16 in einer Zwischenstellung sowie in einer, den maximalen Durchgangsquerschnitt bereitstellenden Offenstellung dargestellt.
Die Faltklappenelemente 14, 15 befinden sich in einem Zwischenbereich zwischen einem Kühlergrill-Ziergitter 17 und dem in Anströmungsrichtung dahinterliegenden Fahrzeugkühler 18. Die Faltklappenelemente 14, 15 können ähnlich wie die Schwenkklappen 3, 4 der in Verbindung mit 1 beschriebenen Ausführungsform über eine entsprechende Rahmenstruktur zu einer weitgehend vormontierten Baugruppe zusammengefasst sein.
In 2b sind drei Faltklappen-Varianten dargestellt, die sich insbesondere im Hinblick auf die Betätigung der Klappenabschnitte 14a, 14b unterscheiden. Bei der in dieser Figur dargestellten Variante Nr. 1 erfolgt die Betätigung beider Klappenelemente 14a, 14b durch die Einleitung eines Drehmoments im Bereich der Faltklappenachse 19. Bei der Variante Nr. 2 werden die Faltklappenelemente 14a, 14b durch Kraftkomponenten betätigt, die im Bereich der Faltklappenachse 19 zwi schen den beiden Faltklappenelementen 14a, 14b übertragen werden sowie im Bereich zusätzlicher Schwenklagerungen 20 ebenfalls auf diese Faltklappenelemente 14a, 14b aufgebracht werden.
Die Variante Nr. 3 unterscheidet sich von der Variante Nr. 2 im Hinblick auf die Position der Schwenklagerungen 20, die sich bei diesem Ausführungsbeispiel auf Höhe der jeweiligen Längskanten der Faltklappenelemente 14a, 14b befinden.
In 2c ist eine Faltklappen-Variante dargestellt, deren Faltklappenabschnitte 14a, 14b über eine Filmscharnierstruktur 21 gekoppelt sind. Diese Ausführungsform zeichnet sich durch eine besonders hohe Schmutzunempfindlichkeit aus und ist unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten kostensparend realisierbar.
In 2 d ist eine Faltklappen-Variante dargestellt, deren Faltklappenabschnitte 14a, 14b durch eine Scharniereinrichtung 22 gekoppelt sind, wobei diese Scharniereinrichtung bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel neben einem integral mit den Faltklappenabschnitten 14a, 14b jeweils ausgebildeten Buchsenabschnitt 14c, 14d auch ein Scharnierstift 23 aufweist, über welchen die Faltklappenabschnitte 14a, 14b gelenkig miteinander gekoppelt sind.
In 2e ist eine weitere Faltklappen-Variante dargestellt, die ebenfalls eine Scharniereinrichtung 22 aufweist, wobei abweichend von der in 2d dargestellten Variante der Scharnierstift 23 hier verkürzt ausgebildet ist und sich nicht durchgängig durch den Buchsenabschnitt 14c des Faltenbalgabschnitts 14a hindurch erstreckt.
In 3 ist in Form einer Funktionsskizze eine erfindungsgemäße Drosseleinrichtung dargestellt, die hier über die vorangehend unter Bezugnahme auf 2c erläuterte Filmscharnierstruktur 21 gekoppelte Faltklappenabschnitte 14a, 14b, 15a, 15b aufweist.
In 4 ist eine Variante der Drosseleinrichtung dargestellt, bei welcher eine obere Ziergitterhälfte (z.B. linke oder rechte Nierenöffnung) durch ein einziges Faltklappenelement 14 selektiv sperrbar ist. Die Betätigung dieses Faltklappenelementes 14 kann durch einen hier nicht näher dargestellten Betätigungsmechanismus erfolgen, der vorzugsweise die erforderlichen Betätigungskräfte im Randbereich der Faltklappenelemente 14 in diese einleitet.
In den 5a, 5b und 5c ist eine Hebel-Koppelungsstruktur für eine erfindungsgemäße Klappenanordnung dargestellt, deren Umschwenkachsen 5', 6' schwenkbewegbare Schwenkklappen 3, 4 über eine Hebelstruktur derart miteinander gekoppelt sind, dass diese Schwenkklappen unter Wirkung des Fahrtwindes tendenziell in eine Offenstellung gedrängt werden.
Die 5a und 5b zeigen hierbei die Schwenkklappenanordnung in einer Offenstellung, die einen maximalen Luftdurchgangsquerschnitt bereitstellt. In 5c ist die Schwenkklappenanordnung in einer Schließstellung dargestellt, in welcher ein Luftdurchgangsquerschnitt vollständig durch die Schwenkklappen 3, 4 blockiert ist.
In 6 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drosseleinrichtung dargestellt, wobei die Drosseleinrichtung hier eine Rollo-Einrichtung 24 aufweist, deren Rollo-Element 25 um eine in Einbauposition im wesentlichen horizontal ausgerichtete Rollo-Achse 26 wickelbar ist.
Die Rollo-Einrichtung 24 kann ähnlich wie die Variante nach 1 über eine hinter dem Ziergitterbereich 17 anordbare Rahmenstruktur Teil einer vormontierten Baueinheit bilden.
In 7 ist eine weitere Rollo-Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Diese Ausführungsform umfasst ebenfalls wie die Variante nach 6 ein Rollo-Element 25, das hier jedoch um eine in Einbauposition im wesentlichen vertikal ausgerichtete Rollo-Achse 27 selektiv auf- oder abwickelbar ist.
In 8 ist eine Wind-Sackvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, die einen Windsack 28 aufweist, dessen Bodenöffnungsbereich 30 über ein Zugband 31 selektiv derart raffbar ist, dass sich hierbei jeweils gewünschte Durchtrittsquerschnitte im Bodenöffnungsbereich 30 ergeben.
In 9 ist eine Fächer-Blendenvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, die mehrere Fächerblendenelemente 32, 33 aufweist, die mittels einer hier nicht näher dargestellten Stelltriebeinrichtung selektiv aus einer Stapelstellung (obere Skizze) in eine aufgefachte Position verlagerbar sind.
In 10a ist eine Gatter-Variante einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, die hier eine erste Gatterlage 34 und eine zweite Gatterlage 35 aufweist, wobei jede Gatterlage mit Gatterelementen 36, 37, 38, 39 versehen ist, die durch Relativverschiebung der beiden Gatterlagen 34, 35 in entsprechend unterschiedliche Versatzpositionen bringbar sind. Jeweils benachbarte Gatterelemente 36, 38 bzw. 37, 39 sind bei diesem Ausführungsbeispiel über Folienelemente 40, 41 miteinander gekoppelt, die den zwischen diesen benachbarten Gatterelementen 36, 38 bzw. 37, 39 definierten Zwischenraum überspannen und damit einen Luftdurchtritt durch diesen Zwischenraum verhindern.
In 10b ist die Variante nach 10a in einer Schließstellung dargestellt, in welcher ein Fahrtwinddurchtrittsquerschnitt vollständig durch die Gatterelemente 36, 38, 37, 41 sowie die zwischen diesen vorgesehenen Folienelemente 40, 41 abgedeckt ist.
In 11a ist eine weitere Gatter-Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, wobei anstelle der bei der Variante nach 10a vorgesehenen Gatterelemente 36 – 39 zwischen diese Gatterlagen-Faltklappenelemente 14, 15, 16 derart operativ eingekoppelt sind, dass diese Faltklappenelemente 14, 15, 16 in Abhängigkeit von der Relativstellung der Gatterlagen 34, 35 zueinander entsprechende Offen- oder Schließstellungen einnehmen.
In 11b ist die Faltgatter-Variante nach 11a in vollständig geschlossenem Zustand dargestellt.
In 12a ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, wobei die Drosseleinrichtung hier Drosselelemente 42 aufweist, deren Abstand zu, in Strömungsrichtung stromaufwärts liegenden Gatterstreben 43 einstellbar veränderbar ist.
Bei der in 12b dargestellten Variante sind die Elemente 42 mittels einer Federeinrichtung in eine Schließstellung gedrängt und geben einen vergrößerten Durchgangsquerschnitt erst unter Einwirkung der auf diese Elemente 42 einwirkenden Strömungskräfte frei. Die Vorspannkraft der Federeinrichtung ist vorzugsweise über eine hier nicht näher dargestellte Stelltriebeinrichtung in Abhängigkeit von bestimmten Parametern, insbesondere Motorbetriebsparametern einstellbar veränderbar.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich in besonderem Maße auch zur Steuerung des insbesondere den Vorderachsbremsen durch einen Frontspoilerbereich zufließenden Kühlluftstromes.

Claims

Vorrichtung zur Einstellung der Kühlluftzuströmung zu einem Motorraum eines Kraftfahrzeuges, die in Einbauposition in einem zwischen einem Sichtziergitter und einem Kühlwasserwärmetauscher liegenden Bereich angeordnet ist, mit: – einer Drosseleinrichtung die in Einbauposition in einem zum Motorraum führenden Luftströmungsweg angeordnet ist, – einer Stelltriebeinrichtung zur Ansteuerung der Drosseleinrichtung, zur Bereitstellung unterschiedlicher Durchgangsquerschnitte, und – einem Rahmenelement das in Einbauposition hinter dem Sichtziergitter angeordnet ist, zur Lagerung der Drosseleinrichtung und der Stelltriebeinrichtung, wobei – die Drosseleinrichtung und die Stelltriebeinrichtung über das Rahmenelement zu einer Baueinheit zusammengefasst sind und das Rahmenelement derart ausgebildet ist, dass dieses wenigstens einen Durchtrittsquerschnitt definiert, dessen Umfangskontur im wesentlichen der Umfangskontur eines Luftdurchtrittsquerschnittes im Bereich des Sichtziergitters entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenelement derart ausgebildet ist, dass dieses einen Anschlussbereich aufweist der sich in Einbauposition dem Ziergitter benachbart erstreckt, wobei der Anschlussbereich derart konturiert ist, dass dieser den durch die Ziergittereinrichtung zufließenden Luftstrom ringwandungsartig umgreift.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der durch das Rahmenelement bereitgestellte konturierte Durchtrittsquerschnitt in eine erste polygonale Durchgangsöffnung und in eine benachbarte, zweite polygonale Durchgangsöffnung unterteilt ist, und die erste Durchgangsöffnung und die zweite Durchgangsöffnung jeweils benachbarten, jeweils durch Ziergitter abgedeckten fahrzeugfrontseitig vorgesehenen Fronteintrittsöffnungen zugeordnet sind.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Drosseleinrichtung derart ausgebildet ist, dass diese unter Wirkung der anstehenden oder durchfließenden Luft tendenziell in eine Offenstellung gedrängt wird und die Stelltriebeinrichtung mit der Drosseleinrichtung derart operativ gekoppelt ist, dass eine Ansteuerung der Drosseleinrichtung in einen Schaltzustand mit verringertem Durchgangsquerschnitt unter Überwindung der an Drosselorganen der Drosseleinrichtung angreifenden und durch die anstehende oder durchfließende Luft verursachten Kräfte erfolgt.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung Drosselklappen aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselklappen um eine in Einbauposition im wesentlichen horizontal ausgerichtete Achse schwenkbar angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselklappen derart gelagert oder miteinander gekoppelt sind, dass diese unter Wirkung der anstehenden oder durchfließenden Luft in eine Offenstellung gedrängt werden.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei benachbarte Drosselklappen miteinander gelenkig gekoppelt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die gelenkige Koppelung durch eine Scharniereinrichtung bewerkstelligt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Scharniereinrichtung als Filmscharnier ausgebildet ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung als Rolloeinrichtung ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolloeinrichtung eine in Einbauposition horizontal ausgerichtete Rolloachse aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolloeinrichtung eine in Einbauposition vertikal ausgerichtete Rolloachse aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung als Windsack mit querschnittsveränderbarer Bodenöffnung ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung mehrere zueinander relativ verschiebbare Blendenlamellen aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung eine Gattereinrichtung mit wenigstens zwei Gatterlagen aufweist, wobei die Gatterlagen zueinander derart relativbewegbar angeordnet sind, dass in Abhängigkeit von einem Gatterstrebenversatz unterschiedliche Durchgangsquerschnitte bereitstellbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Gatterstrebe der ersten Gatterlage und einer benachbarten Gatterstrebe der zweiten Gatterlage ein Folienelement vorgesehen ist, das einen zwischen diesen Gatterstreben definierten, einstellbar veränderbaren Zwischenraum überspannt.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Gatterstrebe der ersten Gatterlage und einer benachbarten Gatterstrebe der zweiten Gatterlage eine Faltklappeneinrichtung vorgesehen ist, die einen zwischen diesen Gatterstreben definierten, einstellbar veränderbaren Zwischenraum überspannt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, die Drosseleinrichtung Drosselorgane aufweist, deren Position relativ zu den in einem Gatter ausgebildeten Durchtrittsquerschnitten in einstellbarer Weise veränderbar ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der Stelltriebeinrichtung in Abhängigkeit von Fahrzeugbetriebsparametern insbesondere der Motortemperatur, der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Gaspedalniederdrückungsgrad oder der Umgebungstemperatur erfolgt.
Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 20.