DE4322951C1 - Kraftfahrzeug mit unterhalb der Frontscheibe angeordneter Lufteintrittsöffnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit unterhalb der Frontscheibe angeordneter Lufteintrittsöffnung zur Frischluftzufuhr in den Fahrzeuginnenraum gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einem bekannten Kraftfahrzeug mit Frischluftzufuhr für den Fahrzeuginnenraum über eine Lufteintrittsöffnung in der Fahrzeugkarosserie (DE 37 13 217 C1) ist zur Verhinderung von Schneeablagerungen auf der im Bereich der Frontscheibenunterkante angeordneten Lufteintrittsöffnung in unmittelbarer Nähe der Lufteintrittsöffnung ein Wärmetauscher angeordnet, der sich über die gesamte Breite der Lufteintrittsöffnung erstreckt. Die mit einem Heizmittel beaufschlagbaren Rohre des Wärmetauschers sind dabei in den Lamellen eines Grills gehalten, die sich in Fahrzeuglängsrichtung im Parallelabstand voneinander erstrecken und die Lufteintrittsöffnung rostartig abdecken. Das beim Abtauen des Schnees entstehende Schmelzwasser aber auch sonstiges Regenwasser läuft in die Lufteintrittsöffnung, wobei es teilweise zerstäubt und durch den in die Lufteintrittsöffnung einströmenden Luftstrom mitgerissen wird. Da im Kraftfahrzeugbau wegen der steigenden Umweltbelastungen mehr und mehr dazu übergegangen wird, die einströmende Frischluft zu filtern und sie dazu durch ein im Frischluftstrom hinter der Lufteintrittsöffnung angeordnetes Schadstoffabsorptionsfilter, z. B. Kohleaktivfilter, hindurchzuleiten, befeuchtet die mit Wasserstaub beladene Frischluft das Schadstoffilter beträchtlich und reduziert dessen Wirkung in einem erheblichem Umfang.

Bei einem bekannten Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art (DE 40 12 568 C1) ist der Luftführungskanal in einem unterhalb der Lufteintrittsöffnung sich erstreckenden, als Auffangwanne ausgebildeten ersten Kanalabschnitt und in einen davon rechtwinklig nach unten wegstrebenden zweiten Kanalabschnitt unterteilt. Der erste Kanalabschnitt ist an der Motorhaube befestigt und der zweite Kanalabschnitt an der Fahrzeugkarosserie. Bei geschlossener Motorhaube überdeckt der erste Kanalabschnitt die Mündung des zweiten Kanalabschnitts flüssigkeitsdicht. Um sicher zu stellen, daß nach dem Öffnen der Motorhaube der nunmehr zugängliche Bereich des zweiten Kanalabschnitts wassergeschützt ist, ist im rückwärtigen Teil der Auffangwanne unmittelbar hinter dem Wasserabfluß eine Hutze ausgebildet, die die Öffnung des zweiten Kanalabschnitts überdeckt und in ihrer der Auffangwanne zugekehrten Stirnwand eine mittels einer Klappe steuerbare Luftdurchtrittsöffnung trägt. Bei dieser Ausbildung des Frischluftkanals wird das über die Lufteintrittsöffnung eintretende Regenwasser von der Auffangwanne aufgenommen und fließt über den Wasserablauf ab. Bei starkem Gebläseluftstrom kann jedoch nach wie vor nicht verhindert werden, daß der Luftstrom zerstäubtes Wasser mitreißt und somit feuchte Luft in den zweiten Kanalabschnitt gelangt, in dem dann der Filter angeordnet ist.

Aus der DE 40 41 196 C1 ist ein Frischluftansaugkanal für einen Kraftwagen bekannte der ein größere Verunreinigungen zurückhaltendes Einlaßgitter und eine im tiefsten Bereich des Kanals liegende Ablauföffnung aufweist. Zur Verbesserung des Abscheidens von Wasser aus dem Luftstrom sind den die Einlaßöffnung begrenzenden vorderen und hinteren Seitenwänden des Luftkanals bereichsweise Gitter bestimmter konstruktiver Gestaltung vorgelagert. An diesen Gittern schlägt sich ein Teil der Flüssigkeit aus der mit Wasser belasteten Luft nieder. Ein solcher Frischluftansaugkanal ist konstruktiv sehr aufwendig. Außerdem verschmutzt der unmittelbar unterhalb des Einlaßgitters liegende, von den Gittern gebildete Wasserabscheider sehr schnell und verliert seine Funktionsfähigkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art den Frischluftansaugkanal konstruktiv einfach so zu gestalten, daß das Mitreißen von Wasser aus der Frischluftöffnung durch den in dieser einströmenden Frischluftstrom verhindert bzw. auf mindestens ein solches Maß reduziert wird, daß die Voraussetzungen für den Einbau eines nachgeordneten Schadstoffilters erfüllt werden.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Wasserabscheiders im hinteren Bereich der Auffangwanne oberhalb des Wasserablaufs kann sich zunächst im Frischluftstrom enthaltenes Wasser in der Auffangwanne sammeln, wonach sich im Frischluftstrom noch enthaltenes Restwasser dann nahezu vollständig am Wasserabscheider niederschlägt. Damit gelangt nur weitgehend entfeuchtete Luft in den hinter dem Wasserabscheider liegenden Luftführungsabschnitt und damit zu dem dort anzuordnenden Schadstoffilter. Die im Wasserabscheider abgefangene Restflüssigkeit tropft aus diesem in die Auffangwanne ab und läuft von da über den an deren tiefsten Stelle angeordneten Wasserablauf ab. Der Schadstoffilter wird damit nicht mehr befeuchtet und kann unter optimalen Betriebsbedingungen arbeiten.

Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit zweckmäßigen Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen angegeben.

Die Wasserabscheidung wird noch dadurch verstärkt, wenn gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bei einer mit einem Gitter oder Netz, z. B. Lochblende, überspannten Lufteintrittsöffnung unter dem Netz oder Gitter im Abstand vom Boden der Auffangwanne ein Lamellenkörper mit im Abstand voneinander parallel verlaufenden Vertikallamellen angeordnet ist, der die gesamte Querschnittsfläche der Lufteintrittsöffnung überdeckt. Dieser Lamellenkörper bündelt das im Netz oder Gitter verstärkt zerstäubte Wasser und stellt einen gerichteten Wasserabfluß hin zur Ablaufwanne sicher. Damit wird bereits ein Teil des in dem Luftstrom enthaltenen Wassers vor dem Wasserabscheider abgefangen und abgeleitet, so daß letzterer weniger stark belastet ist und damit effektiver arbeiten kann.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Lamellenkörper von quer zu den vertikalen Lamellen verlaufenden Rohren durchzogen, die wahlweise mit einem Heiz- oder Kühlmedium beaufschlagbar sind. Dabei sind die Rohre im Lamellenkörper U-förmig mit vertikal übereinander liegenden Rohrschenkeln verlegt und die offenen Enden der Rohre an einem gemeinsamen Zu- bzw. Ablauf für das Heiz- oder Kühlmedium angeschlossen, wobei die oberen Rohrschenkel zum Zulauf und die unteren Rohrschenkel zum Ablauf führen. Durch den nunmehr zu einem Wärmetauscher ergänzten Lamellenkörper kann bei Zulauf eines Heizmediums in bekannter Weise der sich in der Lufteintrittsöffnung absetzende Schnee abgeschmolzen werden. Bei Beaufschlagung der Rohrer mit einem Kühlmedium kann im Sommer die Temperatur der das Schadstoffilter durchströmenden Frischluft und damit die Temperatur des Schadstoffilters auf einen für dessen Wirksamkeit optimalen Temperaturwert eingestellt werden.

Der im hinteren Bereich der Auffangwanne angeordnete Wasserabscheider läßt sich in einfacher Weise gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit zwei in Luftströmungsrichtung hintereinander angeordneten Reihen aus jeweils im Parallelabstand voneinander angeordneten Stäben oder Rohren realisieren, wobei die Stäbe oder Rohre der in Luftströmungsrichtung hinteren Reihe mittig zu den Lücken zwischen den Stäben oder Rohren der vorderen Reihe angeordnet sind. Die Stäbe oder Rohre sind mit jedem ihrer beiden Enden an einem Träger befestigt, und zwar so, daß die Stäbe oder Rohre der vorderen Reihe auf der einen Seitenfläche und die Stäbe oder Rohre der hinteren Reihe auf der anderen Seitenfläche der beiden Träger befestigt sind. Der eine Träger wird bevorzugt am Lamellenkörper, und zwar an dessen in Luftströmungsrichtung gesehen unteren Hinterkante, und der andere Träger am Boden der Auffangwanne hinter dem Wasserablauf, jeweils quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufend, befestigt, so daß der Wasserabscheider insgesamt unter einem spitzen Winkel zum Boden der Auffangwanne geneigt angeordnet ist.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Personenkraftwagens mit unterhalb der Frontscheibe in der Fahrzeugkarosserie angeordneter Lufteintrittsöffnung,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts der Fahrzeugkarosserie mit Lufteintrittsöffnung des Personenkraftwagens in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2.

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung der Seitenansicht eines Wasserabscheiders im Schnittbild der Fig. 3,

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 4.

Der in Fig. 1 perspektivisch skizzierte Personenkraftwagen als Beispiel eines Kraftfahrzeugs weist in bekannter Weise in der Frontpartie seiner Fahrzeugkarosserie 10 eine unmittelbar unterhalb der Frontscheibe 11 vor der Schnittstelle zur Motorhaube 12 angeordnete Lufteintrittsöffnung 13 auf, die sich quer zur Fahrzeuglängsrichtung und längs der Unterkante der Frontscheibe 11 erstreckt, wobei die Lufteintrittsöffnung 13 auch auf der Motorhaube 12 anordenbar ist. Wie aus der ver­ größerten Darstellung in Fig. 2 hervorgeht, ist die Lufteintrittsöffnung 13 von Stegen 14 nach Art eines Rostes durchzogen, die sich im Parallelabstand voneinander in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken und einstückig mit dem Karosserieblech der Fahrzeugkarosserie 10 sind. An der Unterseite der Stege 14 liegt ein die Lufteintrittsöffnung 13 vollständig überspannendes feinmaschiges Gitter oder siebartiges Netz an, das einerseits den Eintritt von Schmutz und Laub verhindert und andererseits die auf es auffallenden Wassertropfen zerstäubt. Im Ausführungsbeispiel ist das feinmaschige Gitter oder Netz als feinperforierte Lochblende 15 ausgebildet, wie diese in der Schnittstellung der Fig. 3 zu sehen ist. Von der Lufteintrittsöffnung 13, und zwar von deren in Fahrtrichtung vordersten Kante 131 ausgehend, setzt sich ein Luftführungskanal 16 in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten fort, der in seinem in Luftströmungsrichtung vorderen Bereich als eine unterhalb der Lufteintrittsöffnung 13 sich erstreckende Auffangwanne 17 mit einem Wasserablauf 18 ausgebildet ist und einen im Luftströmungsweg angeordneten, sich über den gesamten Luftdurchtrittsquerschnitt erstreckenden Wasserabscheider 19 enthält. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, fällt der Boden 171 der Auffangwanne 17 von der in Fahrtrichtung vorderen Kante 131 der Lufteintrittsöffnung 13 bis hin zu dem rückwärtig im Boden 171, und zwar an dessen tiefsten Stelle, angeordneten Wasserablauf 18 hin ab, so daß das in die Auffangwanne 17 gelangende Wasser rückstandsfrei aus dieser über den Wasserablauf 18 abläuft. Der Wasserabscheider 19 ist im hinteren Bereich der Auffangwanne 17 oberhalb des Wasserablaufs 18 schrägliegend angeordnet.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist unmittelbar unter der Lochblende 15 ein Lamellenkörper 20 angeordnet, der mit seinen im Parallelabstand voneinander angeordneten, quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufenden, vertikal aufgerichteten Lamellen 21 den gesamten Querschnitt der Lufteintrittsöffnung 13 überdeckt, wobei die Lamellen 21 relativ dicht nebeneinander angeordnet sind. Der Lamellenkörper 20 bündelt das in der Lochblende 15 zerstäubte Wasser und richtet es gleich, so daß ein Teil des zerstäubten Wassers an den Lamellen 21 abläuft und in die Auffangwanne 17 abtropft. Der Lamellenkörper 20 ist von einer Vielzahl von quer zu den Lamellen 21 verlaufenden Rohren 22 durchzogen, die mit einem Heiz- oder einem Kühlmedium beaufschlagbar sind. Die Rohre 22 sind dabei parallel zueinander und parallel zur Fahrzeuglängsrichtung U-förmig mit vertikal übereinander liegenden Rohrschenkeln 221 und 222 verlegt, wobei das offene Ende der oberen Rohrschenkel 221 mit einem Zulauf und das offene Ende der unteren Rohrschenkel 222 mit einem Ablauf für das Heiz- oder Kühlmedium verbunden ist.

Der Wasserabscheider 19 ist - wie bereits erwähnt - im Luftführungskanal 16 schrägliegend eingebaut, so daß er unter einem spitzen Winkel zum Boden 171 der Auffangwanne 17 verläuft, und zwar von der in Luftströmungsrichtung gesehen hinteren unteren Kante 201 des Lamellenkörpers 20 bis hin zur in Luftströmungsrichtung hinteren Kante 181 der Mündung des Wasserablaufs 18 im Boden 171 der Auffangwanne 17. Wie aus Fig. 4 und 5 hervorgeht, weist der Wasserabscheider 19 zwei in Luftströmungsrichtung hintereinander angeordnete Reihen aus jeweils im parallelabstand voneinander angeordneten Stäben 23 auf. Die vorzugsweise als Rundstäbe ausgebildeten Stäbe 23 können Vollstäbe oder Hohlstäbe sein. Wie die Schnittdarstellung in Fig. 5 verdeutlicht, sind die Stäbe 23 der in Luftströmungsrichtung hinteren Reihe mittig zu den Lücken zwischen den Stäben 23 in der vorderen Reihe angeordnet. Die Stäbe 23 sind an jedem Ende mit einem leistenförmigen Träger 24 bzw. 25 verbunden, wobei die Stäbe 23 der vorderen Reihe an der einen Seitenfläche der Träger 24 und 25 und die Stäbe 23 der hinteren Reihe an der anderen Seitenfläche der Träger 24, 25 befestigt sind (Fig. 4). Der Träger 24 verläuft quer zur Fahrzeuglängsachse längs der hinteren unteren Kante 201 des Lamellenkörpers 20 und ist an diesem befestigt, während der ebenfalls quer zur Fahrzeuglängsachse ausgerichtete Träger 25 am Boden 171 der Auffangwanne 17 anliegt und mit diesem verbunden ist. In dem dem Wasserabscheider 19 in Luftströmungsrichtung nachgeordneten Abschnitt 161 des Luftführungskanals 16 ist ein Schadstoffabsorptionsfilter 27, hier ein Kohleaktivfilter, angeordnet, das von der aus dem Wasserabscheider 19 ausströmenden Frischluft durchströmt wird, bevor diese in den Innenraum des Fahrzeugs oder in den Ansaugstutzen eines Frischluftgebläses für die Luftversorgung des Fahrzeuginnenraums gelangt. Die Luftströmung ist in Fig. 3 durch strichlinierte Pfeile 26 gekennzeichnet.

Die Frischluftzufuhr zu dem Fahrzeuginnenraum des vorstehend beschriebenen Personenkraftwagens erfolgt wie folgt:
Frischluft strömt entsprechend den Pfeilen 26 über die Lochblende 15, den Luftführungskanal 16 und den Schadstoffilter 27 zum Kraftfahrzeuginnenraum. Fällt Wasser auf die Lochblende 15, wird dieses zerstäubt und gelangt mit dem Luftstrom in den Lamellenkörper 20, der das zerstäubte Wasser wieder zu Tropfen oder Strahlen bündelt, die sich in der Auffangwanne 17 sammeln und über den Wasserablauf 18 ablaufen. An dem Wasserabscheider 19 mit den geneigten runden Stäben 23 wird das im Luftstrom noch enthaltene zerstäubte Restwasser davon abgehalten, in Richtung des Abschnitts 161 des Luftführungskanals 16 und damit zu dem Schadstoffilter zu gelangen. Das an den Stäben 23 sich niederschlagende Wasser tropft gleichfalls in die Auffangwanne 17 ab und läuft über den Wasserablauf 18 ab. Im Winter, wenn Schnee die Lochblende 15 abdeckt, wird durch die Rohre 22 im Lamellenkörper 20 ein Heizmedium geführt, so daß der Schnee ständig abtaut. Im Sommer können die Rohre 22 im Lamellenkörper 20 mit einem Kühlmedium beaufschlagt werden, um zu erreichen, daß das Schadstoffilter 27 immer mit optimaler Temperatur und damit bester Wirkung arbeiten kann.

Claims (11)

1. Kraftfahrzeug mit unterhalb der Frontscheibe der Fahrzeugkarosserie angeordneter Lufteintrittsöffnung zur Frischluftzufuhr in den Fahrzeuginnenraum und mit einem von der Lufteintrittsöffnung sich fortsetzenden Luftführungskanal, der in seinem in Luftströmungsrichtung vorderen Bereich als eine unterhalb der Lufteintrittsöffnung sich erstreckende Auffangwanne mit Wasserablauf ausgebildet ist, deren Boden von der in Fahrtrichtung vorderen Kante der Lufteintrittsöffnung bis hin zu dem rückwärtig im Boden der Auffangwanne angeordneten Wasserablauf hin abfällt, dadurch gekennzeichnet, daß im hinteren Bereich der Auffangwanne (17) oberhalb des Wasserablaufs (18) ein Wasserabscheider (19) so angeordnet ist, daß er den Luftströmungsweg im Luftführungskanal (16) überspannt.

2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteintrittsöffnung (13) von einem Gitter oder Netz (Lochblende 15) überspannt ist und daß unter dem Gitter oder Netz (Lochblende 15) im Abstand vom Boden (171) der Auffangwanne (17) ein Lamellenkörper (20) mit in Abstand voneinander vertikal verlaufenden Lamellen (21) angeordnet ist, der die gesamte Querschnittsfläche der Lufteintrittsöffnung überdeckt.

3. Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (21) im Lamellenkörper (20) sich quer zur Fahrzeuglängsachse erstrecken.

4. Fahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lamellenkörper (20) von quer zu den Lamellen (21) verlaufenden Rohren (22) durchzogen ist, die mit einem Heiz- oder Kühlmedium beaufschlagbar sind.

5. Fahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (22) im Lamellenkörper (20) U-förmig mit vertikal übereinander verlaufenden Rohrschenkeln (221, 222) verlegt sind und daß das offene Ende der oberen Rohrschenkel (221) an einem Zulauf und das offene Ende der unteren Rohrschenkel (222) an einem Ablauf für das Heiz- oder Kühlmedium angeschlossen ist.

6. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserabscheider (19) im Luftführungskanal (16) unter einem spitzen Winkel zum Boden (171) der Auffangwanne (17) geneigt angeordnet ist und von der in Luftströmungsrichtung hinteren unteren Kante (201) des Lamellenkörper (20) bis hinter die Öffnung des Wasserablaufs (18) im Boden (171) der Auffangwanne (17) verläuft.

7. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserabscheider (19) aus zwei in Luftströmungsrichtung hintereinander angeordneten Reihen von jeweils einer Mehrzahl im Parallelabstand voneinander angeordneten, vorzugsweise runden, Stäben (23) besteht und daß die Stäbe (23) der in Luftströmungsrichtung hinteren Reihe mittig zu den Lücken zwischen den Stäben (23) der vorderen Reihe angeordnet sind.

8. Fahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (23) endseitig an jeweils einem Träger (24, 25) befestigt sind und daß die Stäbe (23) der vorderen Reihe auf der einen Seitenfläche und die Stäbe (23) der hinteren Reihe auf der anderen Seitenfläche der beiden Träger (24, 25) befestigt sind.

9. Fahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Träger (24) am Lamellenkörper (20) und der andere Träger (25) am Boden (171) der Auffangwanne (17) anliegt und daß beide Träger (24, 25) quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufen.

10. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß im Luftführungskanal (16) in Luftströmungsrichtung hinter dem Wasserabscheider (19) ein Schadstoffilter (27), vorzugsweise ein Kohleaktivfilter, angeordnet ist.

11. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteintrittsöffnung (13) von Stegen (14) durchzogen ist, die sich parallel zur Fahrzeuglängsachse im Abstand voneinander erstrecken, und daß das Netz oder Gitter (Lochblende 15) an der Unterseite der Stege (14) anliegt.