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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Menge eines Luftstroms für ein Kraftfahrzeug und eine Lüftungsleitung des Fahrzeugs, die eine solche Vorrichtung zur Steuerung der Menge eines Luftstroms aufweist.
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Die Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren benötigen, um die Kalorien, die ihr Betrieb erzeugt, abzuführen, und aus diesem Grund sind sie mit Wärmetauschern, insbesondere mit Kühlern ausgestattet, die im vorderen Teil des Fahrzeugs angeordnet und durch Außenluft durchströmt sind. Um das Zirkulieren dieser Luft durch den oder die Wärmetauscher zu zwingen, liegt ein Gebläse vor oder hinter diesen, wobei vor oder nach in diesem Dokument im Zusammenhang mit der Strömungsrichtung der Luft zu betrachten sind.
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Es ist bekannt, Klappen zu verwenden, die zwischen dem Kühlergrill eines Fahrzeugs und dem Gebläse gesteuert werden, um den Luftstrom unter bestimmten Bedingungen zu blockieren oder zu begrenzen. Diese Klappen sind quer zum Luftstrom horizontal angeordnet und können entweder offen sein und das Maximum an Luft durchlassen oder mehr oder weniger geschlossen sein und dabei den Luftstrom teilweise oder ganz verschließen.
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Diese Klappen sind gewöhnlich als rechteckige, koplanare Platten ausgeführt, die sich entlang einer Rotationsmittelachse erstrecken und die mit einem Hebel zum Steuern des Öffnens oder Schließens fest verbunden sind. Dieser Hebel ist mit einer Stange verbunden, die selbst über ein durch einen Stellantrieb oder Elektromotor angetriebenes Betätigungsorgan betätigt wird. Im Falle eines Ausfalls der Steuerung zum Öffnen der Klappen, beispielsweise im Falle eines Ausfalls des Stellantriebs oder einer Panne bei der Versorgung des Elektromotors wird jedoch der Motor des Fahrzeugs in einer Stellung mit geschlossenen Klappen nicht mehr gekühlt, und seine Temperatur kann kritisch werden.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Nachteil zu beseitigen. Hierzu betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Steuerung der Menge eines Luftstroms für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für die Vorderseite des Kraftfahrzeugs, mit einer Vielzahl von Klappen für die Steuerung der Menge des Luftstroms, die an einem Träger der Vorrichtung drehbar angebracht sind, wobei die Klappen mit einer hinteren Abdeckung versehen sind, die sich in der geschlossenen Stellung der Klappen von einer zur nächsten Klappe erstreckt, so dass das Öffnen der Klappen unter der Wirkung eines hinter der Vorrichtung herrschenden Unterdrucks ermöglicht wird.
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Der Unterdruck wird insbesondere durch ein Gebläse, insbesondere ein hinter den Klappen angeordnetes Gebläse erzeugt.
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Das Gebläse erzeugt auf den Klappen einen Unterdruck in der Größenordnung von 100 bar. Bei einer herkömmlichen Gestaltung ist dieser Unterdruck nicht ausreichend, um die Klappen zu öffnen, da sich die auf jeden der rückseitigen Teile der Klappe ausgeübte Momente kompensieren. Die Erfindung ermöglicht, das auf einen der rückseitigen Teile der Klappe ausgeübte Moment zu begünstigen, und die Klappe kann sich öffnen, indem das oder die durch die Schwerkraft ausgeübten Rückstellmomente, die Reibungen und/oder das Haltemoment des Betätigungsorgans überwunden werden.
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Im Falle eines Ausfalls der Steuerung zum Öffnen der Klappen in der geschlossenen Stellung der Klappen löst somit der warm werdende Motor des Fahrzeugs das Gebläse aus, das startet und einen Unterdruck erzeugt, um die Klappen zu öffnen. Der Motor des Fahrzeugs kann somit dann durch den Luftstrom abgekühlt werden, der durch die in geöffneter Stellung der Klappen gezwungene Vorrichtung strömt.
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Die Erfindung kann auch folgende Merkmale, einzeln oder in Kombination betrachtet, aufweisen:
- – die Klappen haben eine langgestreckte Gestaltung, beispielsweise eine rechteckige Form,
- – die Klappen weisen von der einen zur nächsten eine in der geschlossenen Stellung der Klappen druckunempfindliche vordere Abdeckung auf, so dass ein einfallender Luftstrom, der insbesondere auf das Fahren des Fahrzeugs zurückzuführen ist, keine Wirkung auf das Öffnen der Klappen hat,
- – die Klappen weisen eine Drehachse auf, die sich insbesondere in Richtung ihrer langgestreckten Gestaltung erstrecken,
- – die Klappen weisen sogenannte äußere Vorderflächen auf, die dazu dienen, in der geschlossenen Stellung der Klappen einem einfallenden Luftstrom ausgesetzt zu werden, wobei die äußeren Vorderflächen mit der gleichen Größe auf der einen und anderen Seite der Drehachse angeordnet sind, so dass der einfallende Luftstrom Momente bildet, die sich an den äußeren Vorderflächen kompensieren,
- – die Klappen weisen sogenannte äußere Rückflächen auf, die dazu dienen, in der geschlossenen Stellung der Klappen dem Unterdruck ausgesetzt zu werden, wobei die äußeren Rückflächen mit verschiedener Größe auf der einen und anderen Seite der Drehachse angeordnet sind, so dass der Unterdruck ein Drehmoment erzeugt, das die Öffnung der Klappen hervorruft,
- – in der geschlossenen Stellung der Klappen decken sich die Klappen von der einen zur nächsten ab, so dass in Bezug auf die Drehachse ein unterer Teil der einen Klappe einen wesentlichen Teil des oberen Teils, sogar die Gesamtheit des oberen Teils der anderen Klappe abdeckt,
- – die sich abdeckenden Teile werden aufeinander flach gelegt,
- – die sich abdeckenden Teile weisen eine Abdeckungsrücksprung d von einem Teil zum Rand des anderen Teils auf,
- – in der geschlossenen Stellung der Klappen liegt die Drehachse einer Klappe in der Nähe des hinteren Randes der benachbarten Klappe,
- – die Vorrichtung weist Mitteln zum Steuern des Öffnens/Schließens der Klappen auf,
- – die Steuermittel sind vom Typ mit einer Stange, die mit den Klappen verbunden ist und selbst über ein beispielsweise durch einen Elektromotor angetriebenes Betätigungsorgan betätigt wird.
- – die Steuermittel sind so gestaltet, dass bei normalem Betrieb der Steuermittel und trotz des hinteren Unterdrucks D ein Halten der Klappen in der geschlossenen Stellung gewährleistet ist,
- – die Vorrichtung ist so gestaltet, dass das Öffnen der Klappen im Falle des Ausfalls der Steuermittel, insbesondere deren elektrische Versorgung, möglich wird, und mit anderen Worten ist das Drehmoment, das das Öffnen der Klappen gegen den Unterdruck hervorruft, größer als ein Moment zum Halten der Klappen in der geschlossenen Stellung, wenn die Steuermittel ausfallen,
- – die Vorrichtung weist eine Rückstellfeder zum Öffnen der Klappen auf, die das Drehmoment, das das Öffnen der Klappen hervorruft, verstärkt.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Lüftungsleitung mit der Vorrichtung zur Steuerung der Menge eines Luftstroms für ein Kraftfahrzeug.
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Die Lüftungsleitung ist dazu vorgesehen, vorteilhafterweise an der Vorderseite des Fahrzeugs, insbesondere gegenüber einer vorderen Kühlergrillöffnung angeordnet zu werden.
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Der Unterdruck wird insbesondere im Falle eines Ausfalls der Steuermittel ausgelöst.
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Der Unterdruck wird durch ein Gebläse erzeugt, das insbesondere der Lüftungsleitung zugeordnet ist. Das Gebläse kann so gestaltet werden, dass ein Luftstrom erzeugt wird, der dazu vorgesehen ist, durch Wärmetauscher zu strömen, die sich stromabwärts der Leitungen befinden.
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Durch die folgende ausführliche Beschreibung wird die Erfindung besser verstanden, und weitere Ziele, Einzelheiten, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden anhand einer rein beispielhaften angegebenen, jedoch nicht einschränkenden Ausführungsform mit Bezug auf die beigefügten, schematisch dargestellten Zeichnungen klarer erläutert. Darin zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Lüftungsleitung der Vorderseite eines Kraftfahrzeugs nach einer Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine schematische Querschnitt-Teilansicht der Lüftungsleitung von 1.
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Mit Bezug auf die Zeichnungen betrifft die Erfindung eine Vorrichtung 1 zur Steuerung der Menge eines Luftstroms F für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für die Vorderseite eines Kraftfahrzeugs. Diese Vorrichtung 1 ist hier an einer Lüftungsleitung C angebracht. Sie weist eine Vielzahl von Klappen 3 zur Steuerung der Menge des Luftstroms F auf, die an einem Träger der Vorrichtung, hier an einem Rahmen 5, drehbar angebracht sind, welcher zur Anbringung an einem Fahrgestell des Fahrzeugs vorgesehen ist.
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Die Vorrichtung 1 weist nicht dargestellte Mittel zur Steuerung des Öffnens/Schließens der Klappen auf. Diese Steuermittel können vom Typ mit einer Stange sein, die mit den Klappen 3 verbunden ist und selbst über einen Betätigungsorgan betätigt wird, das insbesondere durch einen Elektromotor angetrieben wird.
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Diese Vorrichtung kann beispielsweise dazu dienen, nicht dargestellte Ausstattungen des Fahrzeugs wie Wärmetauscher, insbesondere Kühler oder Wärmetauscher eines Heizkreises und/oder der Klimaanlage des Fahrzeugs abzukühlen, die im vorderen Teil des Fahrzeugs angebracht und durch den Luftstrom durchströmt sind.
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Wie in 2 veranschaulicht, in der nur zwei Klappen 3 dargestellt sind, sind erfindungsgemäß die Klappen 3 in der geschlossenen Stellung der Klappen mit einer hinteren Abdeckung R versehen, die sich von einer Klappe zur nächsten erstreckt, um das Öffnen der Klappen unter der Wirkung eines Unterdrucks D zu ermöglichen, welcher durch einen hinter der Vorrichtung gezeichneten Pfeil dargestellt ist.
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Der Unterdruck D wird insbesondere durch ein nicht dargestelltes und hinter den Klappen angeordnetes Gebläse erzeugt. Dieser Unterdruck wird vorteilhafterweise quer zu den Klappen in der geschlossenen Stellung in Pfeilrichtung ausgeübt. Er wird insbesondere im Falle eines Ausfalles der Mittel zum Steuern des Öffnens/Schließens der Klappen, in der geschlossenen Stellung der Klappen, wenn der Motor warm wird, eingesetzt. Der Motor des Fahrzeugs kann somit dann durch den Luftstrom F abgekühlt werden, der durch die in geöffnete Stellung der Klappen gezwungene Vorrichtung strömt.
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Bei dem Beispiel haben die Klappen 3 eine langgestreckte Gestaltung, beispielsweise eine rechteckige oder ähnliche Form. Sie haben vorteilhafterweise eine konstante Dicke, so dass ihre Masse auf ihrer gesamten Fläche homogen verteilt ist.
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Wie insbesondere in 2 dargestellt, können diese Klappen eine vordere Abdeckung von einer Klappe zur nächsten aufweisen. Die Abdeckung ist in der geschlossenen Stellung der Klappen druckunempfindlich, so dass das Fahren des Fahrzeugs keine Auswirkung auf das Öffnen der Klappen hat. Diese Klappen weisen nämlich eine Drehachse 13 auf, die sich in der Richtung ihrer langgestreckten Gestaltung, hier im mittleren Teil ihrer Fläche, erstreckt. Sie weisen insbesondere sogenannte äußere Vorderflächen 15a, 15b auf, die in der geschlossenen Stellung der Klappen dem einfallenden Luftstrom V, beispielsweise dem relativen Luftstrom im vorderen Teil des Fahrzeugs, wenn dieses fährt, ausgesetzt sind. Diese äußeren Vorderflächen sind dem Unterdruck D entgegen gerichtet. Die äußeren Vorderflächen 15a, 15b einer Klappe, die auf der einen und anderen Seite der Drehachse 13 angeordnet sind, haben die gleiche Größe, so dass der einfallende Luftstrom beim Öffnen der Klappe Momente bildet, die einander auf jeder dieser Flächen kompensieren.
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Gemäß einem wichtigen Merkmal der Erfindung weisen die Klappen 3 sogenannte äußere Rückflächen auf. Die äußeren Rückflächen 17a, 17b einer Klappe, die in der geschlossen Stellung der Klappen dem Unterdruck ausgesetzt sind und auf der einen und anderen Seite der Drehachse 13 angeordnet sind, haben eine unterschiedliche Größe, so dass der Unterdruck ein Drehmoment auf die Klappe in Richtung des Öffnens der Klappen erzeugt. Dieser Unterschied ist in 2 rechts der beiden Klappen 3 schematisiert.
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Entsprechend der Abdeckung R decken sich insbesondere die Klappen von einer zur nächsten ab, so dass in Bezug auf die Drehachse ein unterer Teil 3a der einen Abdeckung einen wesentlichen Teil des oberen Teils 3b, sogar den ganzen oberen Teil 3b der nächsten Klappe abdeckt. Je größer die Abdeckung R der Klappen ist, desto größer ist die Wirkung des Unterdrucks bei geöffneter Klappe.
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Die Teile 3a, 3b einer abgedeckten Klappe sind wie hier vorteilhafterweise flach aufeinander, insbesondere quer zum Unterdruck gelegt, was eine volle Wirkung des Unterdrucks auf die Klappen zur Folge hat.
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Diese Klappenteile sind insbesondere mit einem Abdeckungsrücksprung d von dem einen zu einem Rand 19 des nächsten Klappenteils versehen. Die Abdeckung ist somit gegenüber einem eventuellen Leck im Luftstrom F zwischen den Klappen relativ dicht.
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Wie hier kann die Drehachse 13 einer Klappe in der Nähe des hinteren Randes 19 der benachbarten Klappe liegen.
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Die Vorrichtung kann ferner so gestaltet werden, dass bei normalem Betrieb der Steuermittel das Halten der Klappen in der geschlossenen Stellung gewährleistet ist, so dass sich die Klappen trotz des hinteren Unterdrucks nicht öffnen.
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Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung insbesondere so gestaltet, dass das Öffnen der Klappen im Falle des Ausfalls der Steuermittel, insbesondere von deren elektrischen Versorgung, hier der elektrischen Versorgung des Betätigungsorgans, möglich ist. Dieses Öffnen der Klappen ist eine Frage der Sicherheit für das Fahrzeug insbesondere hinsichtlich der Abkühlung des Motors des Fahrzeugs.
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Das Drehmoment beim Öffnen der Klappen gegen den Unterdruck, der in diesem Fall ausgelöst wird, ist insbesondere größer als ein Moment zum Halten der Klappen in geschlossener Stellung, beispielsweise das durch die Schwerkraft hervorgerufene Rückstellmoment und/oder das Reibwiderstandsmoment gegen die Drehung der Klappen von der geschlossenen zur geöffneten Stellung. Das auf die Achse 13 ausgeübte Drehmoment kann das Widerstandsmoment überwinden, das in Gegenrichtung auf die Achse ausgeübt wird, und somit es ermöglichen, im Falle des Ausfalls der Steuermittel die Klappen zu öffnen.
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Die Vorrichtung kann eine nicht dargestellte Rückstellfeder zum Öffnen der Klappen aufweisen, die das Drehmoment beim Öffnen der Klappen verstärkt.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Lüftungsleitung C, die die Vorrichtung 1 zur Steuerung der Menge eines Luftstroms für Kraftfahrzeuge aufweist, wie in 1 dargestellt. Die Leitung weist einen Außenkanal 2 auf, dessen Form von stromaufwärts im Wesentlichen zu den Klappen konvergiert. Der Kanal ist so gestaltet, dass er stromaufwärts mit einem (nicht dargestellten) Kühlergrill zusammenläuft, der dazu dient, den eventuellen Eintritt von Fremdkörpern zu verhindern; stromabwärts trägt sie die Vorrichtung mit ihrer Reihe von parallel übereinander positionierten Klappen 3. Diese sind insbesondere so angeordnet, dass sie in der geschlossenen Stellung die Öffnung der Leitung blockieren.
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Diese Lüftungsleitung C kann den Kühlergrill 5 des Fahrzeugs vor der Vorrichtung sowie das Gebläse hinter der Vorrichtung integrieren, das insbesondere mit den Mitteln zur Steuerung der Klappen verbunden werden kann, damit der Unterdruck im Falle eines Ausfalls der Steuermittel ausgelöst wird. Ein solches Auslösen kann auch durch eine Steuereinheit des Motors des Fahrzeugs hervorgerufen werden.
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Die Erfindung bringt somit eine einfache Lösung mit sich, um eine sichere Abkühlung von Organen eines Kraftfahrzeugs insbesondere durch die Vorderseite des Fahrzeugs zu ermöglichen.
