DE19643189C2

DE19643189C2 - Fahrzeugdach mit einer Entlüftungsvorrichtung

Info

Publication number: DE19643189C2
Application number: DE1996143189
Authority: DE
Inventors: Florian Hillerbrand
Original assignee: Webasto Karosseriesysteme GmbH
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 1996-10-18
Filing date: 1996-10-18
Publication date: 1999-08-05
Anticipated expiration: 2016-10-19
Also published as: DE19643189A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugdach mit einer festen Dachfläche, welche mindestens eine Entlüftungsvorrichtung aufweist, die in einer Dachöffnung vorgesehen ist und diese abdeckt, wobei die Entlüftungsvorrichtung mit einen Strömungselement zur Erzeugung eines Unterdrucks an mindestens einer in dem Strömungselement ausgebildeten Entlüftungsöffnung für den Fahrzeuginnenraum versehen ist und wobei der Unterdruck einen Luftstrom von dem Fahrzeuginnenraum zu der Entlüftungsöffnung erzeugt.

Eine solches gattungsgemäßes Fahrzeugdach ist aus EP 0 366 162 B1 bekannt. Dabei ist eine Strömungshaube auf einer Platte mit einer kreisförmigen Öffnung über dieser Öffnung montiert. In der Strömungshaube ist ein von einem Elektromotor angetriebenes, horizontal orientiertes Lüfterrad angeordnet. An der Strömungshaube sind zwei nach hinten weisende, schlitzartige Entlüftungsöffnungen vorgesehen. Die Platte ist in die Dachöffnung eingesetzt und in dieser befestigt. Durch wahlweises Betätigen des Elektromotors des Lüfterrads mittels eines Schalters kann ein Luftstrom aus dem Fahrzeuginnenraum durch die kreisförmige Öffnung in der Platte, die Strömungshaube und schließlich die Entlüftungsöffnungen hindurch in die Umgebung erzeugt werden. Bei fahrendem Fahrzeug erzeugt die Luftströmung über die Strömungshaube hinweg an den Entlüftungsöffnungen einen Unterdruck, der unabhängig von dem Lüfterrad einen Luftstrom in gleicher Richtung wie das Lüfterrad bewirkt. Bei stehendem Fahrzeug und abgeschaltetem Lüfterrad ergibt sich ein Konvektionsstrom.

Bei einer solchen Anordnung ist die Entlüftungsvorrichtung verhältnismäßig kompliziert aufgebaut und dementsprechend störanfällig.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeugdach mit einer Entlüftungsvorrichtung zu schaffen, welche die obigen Nachteile vermeidet und auf einfache und besonders zuverlässige Weise für eine gute Lüftung des Fahrzeuginnenraumes sorgt.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Fahrzeugdach der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß sich der Strömungskanal von der Eintrittsöffnung aus zunächst kontinuierlich verjüngt und anschließend bis zur Austrittsöffnung wieder kontinuierlich erweitert, und die Entlüftungsöffnung in der Wand eines Abschnitts des Strömungskanals mit relativ kleinerer Querschnittsfläche als die Eintritts- bzw. Austrittsöffnung ausgebildet ist.

Bei dieser erfindungsgemäßen Lösung ist vorteilhaft, daß die Entlüftungsvorrichtung einfach und kostengünstig ausgebildet ist und dennoch für eine starke Entlüftungswirkung sorgt. Insbesondere gewährleistet der erfindungsgemäße Verlauf des Strömungskanals eine besonders starke Unterdruckerzeugung.

In bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, daß das Strömungselement mittels einer Ausstellmechanik aus einer Schließstellung, in welcher die Oberseite des Strömungselements im wesentlichen bündig mit der Dachfläche ist und der Strömungskanal unterhalb des Niveaus der Dachfläche der Strömungskanal mindestens zum Teil oberhalb des Niveaus der Dachfläche liegt, so daß in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit Luft durch den Strömungskanal strömen kann. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Entlüftungswirkung durch Betätigung der Ausstellmechanik gezielt gesteuert werden kann.

Ferner ist bevorzugt vorgesehen, daß die Ausstellmechanik mindestens zwei Kniehebel aufweist, die an ihrem oberen Ende jeweils an dem Strömungselement angelenkt sind, in ihrem mittleren Abschnitt dachfest angelenkt sind und an ihrem unteren Ende an einer von einem Antrieb verstellbaren Antriebsstange angelenkt sind. Dies stellt eine besonders einfache und kostengünstige Ausbildung der Ausstellmechanik dar.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugdaches;

Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1, wobei die Entlüftungsvorrichtung in ihrer Schließstellung dargestellt ist;

Fig. 3 eine Ansicht wie Fig. 2, wobei die Entlüftungsvorrichtung jedoch in einer Öffnungsstellung dargestellt ist; sowie

Fig. 4 und 5 Ansichten ähnlich Fig. 1 für abgewandelte Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 und 2 ist ein Fahrzeugdach mit einer festen Dachfläche 10 dargestellt, die zu ihrem hinteren Ende 12 hin in mittiger Anordnung mit einer Entlüftungsvorrichtung 14 versehen ist. Die Entlüftungsvorrichtung 14 weist ein Strömungselement 16 mit einem Strömungskanal 18 auf. Sie ist in eine Dachöffnung 20 eingesetzt und deckt diese nach oben ab. An dem Strömungselement 16 sind an seiner Unterseite 22 jeweils zwei Kniehebel 24, 26 mit ihrem oberen Ende 28, 32 angelenkt. Die Kniehebel 24, 26 sind in ihrem mittleren Abschnitt 34 bzw. 36 an einem unterhalb des Rands 30 der Dachöffnung 20 an der festen Dachfläche 10 angebrachten Rahmen 38 befestigt, der als Sammelrinne für eventuell über das Strömungselement 16 eindringendes Wasser ausgebildet ist. Zu diesem Zweck weist der Rahmen 38 eine umlaufende, von vorn nach hinten abfallende Rinne 40 auf, die sich teilweise in die Dachöffnung 20 hinein erstreckt. In ihrem hinteren Abschnitt ist die Rinne 40 mit wenigstens einen Ablaufstutzen 42 versehen, auf den ein Ablaufschlauch 44 aufgesteckt ist, der das in der Rinne 40 gesammelte Wasser aus dem Fahrzeug nach außen ableitet. Der Rahmen 38 ist so ausgebildet und so an der festen Dachfläche 10 angebracht, daß Luft nur durch den von dem umlaufenden inneren Rand 48 der Rinne 40 umfaßten Bereich von dem Fahrzeuginnenraum 62 zu der Dachöffnung 20 strömen kann.

Die Kniehebel 24, 26 sind mit ihrem unteren Ende 64, 66 an einer Antriebsstange 68 angelenkt, die von einem in Fig. 2 und 3 nur schematisch angedeuteten Antrieb 69 (beispielsweise einem Elektromotor mit nachgeschaltetem Getriebe, nicht gezeigt) in Längsrichtung verstellbar ist. Der Antrieb 69 wird durch ein Stellglied 71 in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert, wobei das Stellglied mit einem Sensor (nicht gezeigt) zum Erfassen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, zum Beispiel dem üblicherweise vorgesehenen Sensor, der das Eingangssignal für den Tachometer liefert, verbunden ist. Die Kniehebel 24, 26 und die Antriebsstange 68 bilden zusammen eine Ausstellmechanik zum Ausstellen des Strömungselements 16 aus der in Fig. 2 gezeigten Schließstellung in eine oder mehrere Öffnungsstellungen.

Das Strömungselement 16 liegt in der Schließstellung so in der Dachöffnung 20, daß seine Oberseite 70 im wesentlichen bündig mit der Dachfläche 10 ist und der Strömungskanal 18 sich unterhalb des Niveaus der Dachfläche 10 befindet. Der Strömungskanal 18 weist vorn eine Eintrittsöffnung 72 und hinten eine Austrittsöffnung 74 mit etwa gleichen Querschnittsflächen auf, wobei er sich von der Eintrittsöffnung 72 aus zunächst bis etwa zur Mitte 76 des Strömungskanals 18 kontinuierlich verjüngt und anschließend bis zur Austrittsöffnung 74 kontinuierlich wieder erweitert. In dem hinteren Abschnitt 78 des Strömungskanals nahe der Mitte 76 ist in der unteren Seitenwand 80 wenigstens eine Entlüftungsöffnung 82 angeordnet, durch welche hindurch Luft aus den Fahrzeuginnenraum 62 in den Strömungskanal 18 und über dessen Austrittsöffnung 74 in die Umgebung gelangen kann, um den Fahrzeuginnenraum 62 zu entlüften. In der in Fig. 2 gezeigten Schließstellung liegt der vorderen Rand 84 des Strömungselements 16 an dem Rand 30 der Dachöffnung 20 an, und der hintere Rand 86 des Strömungselements 16 liegt an einem an dem Rand 30 der Dachöffnung 20 angebrachten elastischen Dichtungselement 88 an. An dem vorderen Rand 84 des Strömungselements 16 ist an der Unterseite eine Ausnehmung 90 vorgesehen, in welche in der Schließstellung der innere Rand 48 des Rahmens 38 dichtend eingreift.

Um den Eintritt von Wasser in den Strömungskanal 18 zu verhindern, ist der Boden desselben vorzugsweise derart gewölbt, daß seine nächste Erhebung im Bereich der Entlüftungsöffnungen 82 liegt, während die Unterkante an der Eintrittsöffnung 72 und der Austrittsöffnung 74 auf einem niedrigeren Niveau liegt.

Unterhalb der festen Dachfläche 10 ist ein Fahrzeughimmel 54 vorgesehen, der im dem Bereich 56 unterhalb der Entlüftungsvorrichtung 14 luftdurchlässig ausgebildet ist, beispielsweise indem er entsprechend Fig. 2 und 3 mit einer Mehrzahl von Öffnungen 58 versehen ist.

Vorzugsweise in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit betätigt das Stellglied 71 den Antrieb 69 der Ausstellmechanik, wodurch die Antriebsstange 68 nach hinten (in Fig. 2 und 3 nach rechts) bewegt wird, so daß das Strömungselement 16 mittels der Kniehebel 24 und 26 nach oben und leicht nach vorn in die in Fig. 3 gezeigte Öffnungsstellung verlagert wird. Die Unterkanten 92 bzw. 94 der Eintrittsöffnung 72 bzw. der Austrittsöffnung 74 befinden sich in dieser Stellung auf dem Niveau der festen Dachfläche 10, und sie liegen jeweils dichtend an dem Rand 30 der Dachöffnung 20 bzw. dem Dichtungselement 88 an. Der Fahrtwind des nach vorn bewegten Fahrzeugs strömt in den Strömungskanal 18 an der Eintrittsöffnung 72 ein, wird durch die Verjüngung der Querschnittsfläche des Strömungskanals 18 bis zur Kanalmitte 76 hin beschleunigt, verlangsamt sich in dem sich erweiternden hinteren Kanalabschnitt 78 und tritt an der Austrittsöffnung 74 wieder aus. Gemäß der Bernoulligleichung für laminare Strömungen ist mit der Beschleunigung der Strömung durch den Strömungskanal 18 eine entsprechende Druckminderung verbunden, die durch das Verhältnis der Querschnittsfläche des Strömungskanals 18 an der entsprechenden Stelle im Verhältnis zu der Querschnittsfläche der Eintrittsöffnung bestimmt ist. Durch entsprechende Wahl der Querschnittsflächen entsteht in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit an der Entlüftungsöffnung 82, die in einem Abschnitt mit im Verhältnis zur Eintrittsöffnung 72 verkleinerter Querschnittsfläche angeordnet ist, ein Unterdruck, der einen Luftstrom aus dem Fahrzeuginnenraum 62 zu der Entlüftungsöffnung 82 hin erzeugt. Dadurch wird Luft aus dem Fahrzeuginnenraum 62 durch den Strömungskanal 18 und die Austrittsöffnung 74 hindurch in die Umgebung abgesaugt. Die in Fig. 3 gezeigte Öffnungsstellung entspricht der Stellung mit maximaler Entlüftungswirkung, da hier die Eintrittsöffnung 72 des Strömungskanals 18 vollständig freigelegt ist.

Das Stellglied 71 für den Antrieb 69 der Ausstellmechanik kann so ausgelegt sein, daß das Strömungselement 16 ab einer vorbestimmten Schwellengeschwindigkeit aus der Schließstellung gemäß Fig. 2 in die in Fig. 3 gezeigte maximale Öffnungsstellung ausgestellt wird, oder daß das Ausstellen des Strömungselements 16 kontinuierlich mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit erfolgt. Das Stellglied 71 kann jedoch auch so ausgelegt sein, daß die maximale Öffnungsstellung bei einer mittleren Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht wird und bei noch größeren Fahrzeuggeschwindigkeiten das Strömungselement 16 zunehmend in der Dachöffnung 20 versenkt wird.

Die Entlüftungsvorrichtung ist in Fig. 1 im hinteren Viertel der Dachfläche angeordnet. Sie kann jedoch auch an anderen Stellen montiert sein, z. B. entsprechend Fig. 4 im wesentlichen mittig bezüglich der Dachfläche. Ferner können anstelle einer Entlüftungsvorrichtung auch zwei oder mehr Entlüftungsvorrichtungen vorgesehen sein, die vorzugsweise symmetrisch bezüglich der Dachmitte jeweils in der rechten Hälfte bzw. der linken Hälfte im hinteren Viertel der Dachfläche angeordnet sind, wie dies in Fig. 5 veranschaulicht ist.

Bezugszeichenliste

10

feste Dachfläche

12

hinteres Ende von

10

14

Entlüftungsvorrichtung

16

Strömungselement

18

Strömungskanal

20

Dachöffnung

22

Unterseite von

16

24

,

26

Kniehebel

28

,

32

oberes Ende von

24

bzw.

26

30

Rand von

20

34

,

36

Mittelabschnitt von

24

bzw.

26

38

Rahmen

40

Rinne von

38

42

Ablaufstutzen

44

Ablaufschlauch

48

Innenrand von

38

54

Fahrzeughimmel

56

luftdurchlässiger Bereich von

54

58

Öffnungen in

56

64

,

66

unteres Ende von

24

bzw.

26

68

Antriebsstange

69

Antrieb

70

Oberseite von

16

71

Regelglied

72

Eintrittsöffnung von

18

74

Austrittsöffnung von

18

76

Mitte von

18

78

hinterer Abschnitt von

18

80

Wand von

78

82

Entlüftungsöffnung

84

vorderer Rand von

16

86

hinterer Rand von

16

88

Dichtungselement

90

Ausnehmung

92

untere Kante von

72

94

untere Kante von

74

Claims

1. Fahrzeugdach mit einer festen Dachfläche (10), welche mindestens eine Entlüftungsvorrichtung (14) aufweist, die in einer Dachöffnung (20) vorgesehen ist und diese abdeckt, wobei die Entlüftungsvorrichtung mit einem Strömungselement (16) mit einem sich in Dachlängsrichtung erstreckenden durchgängigen Strömungskanal (18) zur Erzeugung eines Unterdrucks an mindestens einer in dem Strömungselement ausgebildeten Entlüftungsöffnung (82) für den Fahrzeuginnenraum (62) versehen ist, wobei der Strömungskanal (18) eine Eintrittsöffnung (72) und eine Austrittsöffnung (74) aufweist und sich dessen Querschnittsfläche in Längsrichtung des Strömungskanals ändert, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Strömungskanal (18) von der Eintrittsöffnung (72) aus zunächst kontinuierlich verjüngt und anschließend bis zur Austrittsöffnung (74) wieder kontinuierlich erweitert, und die Entlüftungsöffnung (82) in der Wand (80) eines Abschnitts des Strömungskanals (18) mit relativ kleinerer Querschnittsfläche als die Eintritts- bzw. Austrittsöffnung (72 bzw. 74) ausgebildet ist.

2. Fahrzeugdach nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt des Strömungskanals (18) mit der kleinsten Querschnittsfläche etwa in der Mitte (76) des Strömungskanals liegt.

3. Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsöffnung (82) im hinteren Abschnitt (78) des Strömungskanals (18) nahe der Mitte (76) des Strömungskanals angeordnet ist.

4. Fahrzeugdach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungselement (16) mittels einer Ausstellmechanik (Kniehebel 24, 26, Antriebsstange 68) aus einer Schließstellung, in welcher seine Oberseite (70) im wesentlichen bündig mit der Dachfläche (10) ist und der Strömungskanal (18) unterhalb des Niveaus der Dachfläche (10) liegt, in eine oder mehrere Stellungen angehoben werden kann, in welcher (welchen) der Strömungskanal (18) mindestens zum Teil oberhalb des Niveaus der Dachfläche (10) liegt, so daß in Abhängigkeit von der Fahrezuggeschwindigkeit Luft durch den Strömungskanal strömen kann.

5. Fahrzeugdach nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungselement (16) in der Schließstellung die Dachöffnung (20) im wesentlichen luftdicht verschließt.

6. Fahrzeugdach nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstellmechanik mindestens zwei Kniehebel (24, 26) aufweist, die an ihrem oberen Ende (28, 32) jeweils an dem Strömungselement (16) angelenkt sind, in ihrem mittleren Abschnitt (34, 36) dachfest angelenkt sind und an ihrem unteren Ende (64, 66) an einer von einem Antrieb (69) verstellbaren Antriebsstange (68) angelenkt sind.

7. Fahrzeugdach nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstellmechanik durch ein Regelglied (71) in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert ist.

8. Fahrzeugdach nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb so gesteuert ist, daß das Strömungselement (16) bei einer vorbestimmten Schwellengeschwindigkeit aus der Schließstellung in eine Öffnungsstellung gebracht wird, in welcher der Strömungskanal (18) vollständig freigelegt ist.

9. Fahrzeugdach nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (69) so gesteuert ist, daß das Strömungselement (16) mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit kontinuierlich stärker ausgestellt wird.

10. Fahrzeugdach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsvorrichtung (14) im hinteren Viertel der Dachfläche (10) angeordnet ist.

11. Fahrzeugdach nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsvorrichtung (14) im wesentlichen mittig bezüglich der Dachfläche (10) angeordnet ist.

12. Fahrzeugdach nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Entlüftungsvorrichtung (14) in der rechten Hälfte und in der linken Hälfte der Dachfläche (10) angeordnet ist.

13. Fahrzeugdach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungselement (16) mittels eines dachfest angebrachten Rahmens (38) in der Dachöffnung (20) angebracht ist und der Rahmen (38) so ausgebildet ist, daß er als Sammelrinne für über das Strömungselement eindringendes Wasser wirkt.

14. Fahrzeugdach nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ablaufschlauch (44) für das in dem Rahmen (38) gesammelte Wasser vorgesehen ist, der das Wasser aus dem Fahrzeug ableitet.

15. Fahrzeugdach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unter der festen Dachfläche (10) ein Fahrzeughimmel (54) vorgesehen ist, der im Bereich (56) unterhalb der Entlüftungsvorrichtung (14) luftdurchlässig ausgebildet ist.