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Die
Erfindung betrifft einen Lufteinlaß für ein Fahrzeug,
mit einer der Veränderung seiner freien Öffnung
dienenden Stellvorrichtung, die betätigbare Stellelemente
aufweist.
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Ein
Lufteinlaß der vorbezeichneten Gattung ist nach der
DE 30 19 599 A1 bekannt.
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Bei
dem bekannten Lufteinlaß sind die betätigbaren
Stellelemente klappenartige Mittel, die um zugeordnete Achsen schwenkbar
sind und in ihrer geschlossenen Stellung die freie Öffnung
des Lufteinlasses verschließen.
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Die
Stellbewegungen der Stellelemente werden in Abhängigkeit
von Temperaturfühlern mittels Arbeitszylindern bewirkt.
Die Antriebe der Stellelemente sind bei dem bekannten Lufteinlaß somit
mehr oder weniger mechanische Antriebe, mit Gelenkhebeln und Koppelstangen,
mit denen die von einem Arbeitszylinder erzeugten Stellkräfte
auf die Gelenkhebel und von dort auf die Stellelemente übertragen werden.
Dabei ist die Anordnung derart getroffen, daß die Stellelemente
durch Federkräfte in der Verschlußstellung gehalten
werden. Die Stellvorrichtung bewirkt, daß die Stellelemente
gegen die Federkraft in eine Öffnungsstellung gebracht
werden.
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Ein
Lufteinlaß ist jede Öffnung in einer Karosserie
eines Fahrzeugs, deren ausschließlicher Zweck der Ein-
oder Austritt von Umgebungsluft in die oder aus der Karosserie ist.
Die am häufigsten verwendete Anordnung eines Lufteinlasses
sieht vor, daß er sich an der Fahrzeugfront vor einem Wärmetauscher
befindet, mit dem die Wärmeabfuhr der dem Antrieb des Fahrzeugs
dienenden Verbrennungskraftmaschine erfolgt.
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Nach
einem Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine ist es vorteilhaft,
daß die vorbestimmte Betriebstemperatur rasch erreicht
wird, insbesondere bei Temperaturen der Umgebungsluft, die im Bereich des
Gefrierpunktes liegen.
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Die
für eine optimale Kühlung ausgelegte Weite der
freien Öffnung des jeweiligen Lufteinlasses wirkt jedoch
der Bestrebung, die Betriebstemperatur rasch zu erreichen, entgegen,
denn die durchströmende kalte Umgebungsluft hemmt den Aufwärmvorgang
der Verbrennungskraftmaschine.
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Bei
dem nach der eingangs angegebenen
DE
30 19 599 bekannten Lufteinlaß ist der Verschluß und
damit die Sperrung des Durchtrittes kalter Umgebungsluft bei einem
Kaltstart gewährleistet. Nach der Aufwärmehase
erfolgt ein Öffnen bzw. Freigeben der Öffnung
gegen die Federkraft, so daß Umgebungsluft durch den Lufteinlaß strömen
und die Kühlung eines hinter dem Lufteinlaß liegenden
Wärmetauschers bewirken kann.
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Die
bei dem bekannten Lufteinlaß vorgesehenen mechanischen
Antriebe arbeiten bekanntlich nicht besonders betriebssicher. In
einem Fahrzeug, bei dem mechanische Antriebe in der Zuströmung des
Fahrtwindes angeordnet sind, besteht eine erhebliche Verschmutzungsgefahr
durch Staub, Sand und insbesondere auch Insekten, sowie Niederschläge
und Spritzwasser, wodurch, insbesondere nach längeren Betriebszeiten,
Störungen in der Mechanik der bekannten Stellvorrichtung
praktisch nicht vermeidbar sind. Auch gefrierende Niederschläge,
die in den Lufteinlaß eindringen können, würden
zu schwerwiegenden Betriebsstörungen bei dem bekannten
Lufteinlaß für ein Fahrzeug führen können.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lufteinlaß für
ein Fahrzeug zu schaffen, dessen freie Öffnung mit Stellvorrichtungen
veränderbar ist, welche verhältnismäßig
betriebssicher sind.
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Diese
Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösung
ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 14.
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Bei
dem Lufteinlaß für ein Fahrzeug, mit einer der
Veränderung seiner freien Öffnung dienenden Stellvorrichtung,
die betätigbare Stellelemente aufweist, ist erfindungsgemäß vorgesehen,
daß in der freien Öffnung mehrere Stellelemente
angeordnet sind, die, zum Zwecke der Veränderung ihrer
Abmessungen, elastisch verformbar ausgebildet sind.
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Ein
in der freien Öffnung befindliches Stellelement, das elastisch
verformbar ausgebildet ist, kann, je nach auf das Stellelement einwirkender
Belastung, seine Abmessungen bzw. seine Dimensionierung und Form ändern.
Bei Druck auf ein elastisch verformbares Stellelement kann es zum
Beispiel verkürzt werden, wobei sein Durchmesser, also
sein Querschnitt, zunimmt. Zunehmende Querschnitte der Stellelemente
bewirken eine Verengung der freien Öffnung, so daß dadurch
der Luftdurchsatz des Lufteinlasses eingeschränkt wird.
Andererseits wirkt ein Zug auf ein elastisch verformbares Stellelement derart,
daß es gereckt wird und durch diese Reckung erfolgt eine
Verminderung seiner Abmessungen. Sind Stellelemente so angeordnet,
daß sie normalerweise aneinanderliegen, werden sie bei
Reckung voneinander entfernt, so daß zwischen ihnen Räume frei
werden, durch die Umgebungsluft einströmen kann.
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Nach
einer Weiterbildung ist der Lufteinlaß derart gestaltet,
daß jedes Stellelement als Hohlkörper ausgebildet
ist, dessen Körperwandung wenigstens einen Wandabschnitt
aus elastisch verformbarem Werkstoff aufweist. Alternativ, oder
in Kombination, ist es auch möglich, daß jedes
Stellelement wenigstens ein die freie Öffnung überspannendes
Kernteil aufweist, das mit einer Außenhülle aus
elastisch verformbarem Werkstoff ummantelt ist.
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Der
elastische verformbare Werkstoff kann zum Beispiel ein Gummi sein.
Es sind jedoch auch Kunststoffe verwendbar, die entsprechende Elastizität
aufweisen.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Lufteinlaß ist nach
einer Weiterbildung vorgesehen, daß die Stellvorrichtung
eine zu dem jeweiligen Stellelement führende Leitung für
ein Druckmittel aufweist. Diese Leitung ist an eine die Druckbeaufschlagung
bzw. die Druckentlastung des jeweiligen Stellelements bewirkende
Steuerung angeschlossen.
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Mit
besonderem Vorteil ist dabei vorgesehen, daß die Leitung
wenigstens einen in ein jeweils zugeordnetes Stellelement ausmündenden
Abzweig aufweist. Die Ausgestaltung mit zu dem jeweiligen Stellelement
führenden Leitungen für ein Druckmittel, in Verbindung
mit einer die Druckbeaufschlagung bzw. die Druckentlastung bewirkenden
Steuerung, hat den Vorteil, daß das als Hohlkörper
ausgebildete Stellelement durch Einleitung eines Druckmittels mit Druck
beaufschlagt werden kann, wodurch sich entweder der elastisch verformbare
Wandabschnitt oder die Außenhülle sozusagen „aufbläht",
womit die Abmessungen, daß heißt der Querschnitt
des Stellelements, so zunehmen, daß die freie Öffnung
des Lufteinlasses mehr oder weniger verkleinert wird.
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Selbstverständlich
ist es auch möglich, neben oder statt der vorbeschriebenen
Parallelanordnung der Stellelemente eine Reihenanordnung von Stellelementen
in einer durchgehenden Leitung vorzusehen.
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Vom
Maß der Druckbeaufschlagung hängt es ab, wie weit
die Sperrung der freien Öffnung des Lufteinlasses bis hin
zur völligen Dichtsetzung vorgenommen werden soll.
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Bei
Druckentlastung wird das jeweilige Stellelement entspannt, daß heißt
die elastischen Verformungskräfte ziehen das Stellelement
wieder in seine Ursprungsform zurück. Die Öffnung
des Lufteinlasses wird dabei größer, bis sie letztlich
wieder weitgehend frei ist.
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Dadurch,
daß die Leitung wenigstens einen in ein jeweils zugeordnetes
Stellelement ausmündenden Abzweig aufweist, kann eine beliebige
Zahl von Stellelementen, die gemeinsam eine Stellrichtung für
den Lufteinlaß bilden, über eine Leitung für ein
Druckmittel gleichzeitig versorgt und über die Steuerung
entsprechend beeinflußt werden.
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Mit
besonderem Vorteil ist das Druckmittel ein Gas, vorzugsweise Luft,
das aus einem bei den meisten Fahrzeugen bereits vorhandenen Druckmittelkreislauf
abgezweigt werden kann. Selbstverständlich ist es auch
möglich als Druckmittel geeignete Flüssigkeiten
zu verwenden, beispielsweise bei Temperaturbeaufschlagung Dehnungskräfte
entwickelnde Wachse oder Öle.
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Mit
besonderem Vorteil ist jedes Stellelement als flachzylindrisches
Glied mit Kopf- und Fußteil ausgebildet.
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Ein
flachzylindrisches Glied kann so in die freie Öffnung,
und folglich in die Luftströmung innerhalb des Lufteinlasses
gesetzt werden, daß es in normaler Betriebsstellung, in
der der Lufteinlaß voll geöffnet ist, wie eine
flache Lamelle keinen oder nur geringen Strömungswiderstand
erzeugt. Über die Kopf- und Fußteile können
die entsprechenden Leitungen für die Druckmittel herangeführt
werden.
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Mit
besonderem Vorteil sind mehrere Stellelemente zu wenigstens einem
Paket aneinandergereiht und über ihre Kopf- und Fußteile
miteinander verbunden.
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Somit
lassen sich auf einfachste Weise unterschiedlich dimensionierte
Stellvorrichtungen zusammenstellen. Die einzelnen Stellelemente
der Stellvorrichtung für den Lufteinlaß lassen
sich wie die Glieder eines Wärmetauschers zusammen bauen, wobei
dann letztlich das gebildete Paket in den Lufteinlaß bzw.
in dessen freier Öffnung montiert werden kann.
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Jedes
aus Stellelementen gebildete Paket weist eine seinen Stellelementen
gemeinsame Leitung auf. Die Stellelemente eines Pakets oder zumindest
eine Gruppe von Stellelementen innerhalb eines Pakets werden demzufolge über
eine gemeinsame Leitung mit Druckmittel versorgt und gemeinsam mit Druck
beaufschlagt bzw. entlastet, um die Weite der freien Öffnung
zu beeinflussen.
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Bei
einer Ausbildung der Stellelemente als flachzylindrische Glieder
mit Kopf- und Fußteilen, über die sie miteinander
verbunden sind, beispielsweise mittels zusammenziehender Zugankerschrauben,
ist mit besonderen Vorteil vorgesehen, daß jeder Abzweig
wenigstens eine Ausmündung aufweist, die in der Oberfläche
des Kernteils ausmündet, an der die ummantelnde Außenhülle
anliegt.
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Jedes
Kernteil ist beispielsweise als ein sich quer durch die freie Öffnung
erstreckender Stab ausgebildet, in den Druckmittel führende
Kanäle integriert sind. Jeder Kanal mündet an
der Oberfläche des Kernteils aus, so daß das eingeleitete
Druckmittel dort austritt, bzw. in die ummantelnde Außenhülle eintreten
kann. Da diese aus elastisch verformbarem Werkstoff besteht, kann
das Druckmittel die Veränderung der äußeren
Abmessungen und damit des Querschnitts des in dieser Art und Weise
ausgebildeten Stellelements bewirken.
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Eine
besonders vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß der
Lufteinlaß an seiner der Zuströmung der Umgebungsluft
zugekehrten Frontseite ein Ziergitter aufweist, hinter dem, und
somit unmittelbar hinter der der Zuströmung abgekehrten
Ziergitter-Rückseite, die Stellvorrichtung mit den betätigbaren
Stellelementen angeordnet ist. Die derartige Ausgestaltung hat den
Vorteil, daß die Stellelemente, bzw. ein Paket aus Stellelementen,
relativ dicht, direkt hinter dem Ziergitter anordbar ist, durch
welches die Umgebungsluft passiert, zum Beispiel bei ihrem Eintritt
in die Karosserie. Dicht hinter dem Ziergitter, und damit unmittelbar
im Eintritt des Lufteinlasses angeordnete, in Offenstellung befindliche
Stellelemente haben lediglich geringfügige Auswirkungen auf
eine an sich unerwünschte Erhöhung des Strömungswiderstandskoeffizienten
(CW-Wert) der Karosserie des jeweiligen Fahrzeugs.
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Dies
gilt insbesondere für die in eine Schließstellung
gebrachte Stellelemente was erfindungsgemäß durch
Einleitung von Druckmittel in die Stellelemente erfolgt. Mit der
erfindungsgemäßen Regelung eines Lufteinlasses
für ein Kraftfahrzeug sind Verminderungen des CW-Wertes
und, daraus resultierend, Kraftstoffeinsparungen, fahrzeugspezifisch, mehr
als 1% möglich.
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Da
die Stellelemente ihre Abmessungen durch elastische Verformung ändern,
kehren sie, im Falle einer Betriebsstörung, stets in die
Ausgangsstellung zurück, sodaß Umgebungsluft ungehindert durch
die freie Öffnung des Lufteinlasses strömen kann
und schädliche Auswirkungen auf eine Brennkraftmaschine
vermieden werden.
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Bei
einer Verwendung des erfindungsgemäßen Lufteinlasses
in einem Kraftfahrzeug ist es auch von besonderem Vorteil, daß der
Lufteinsatz als Baueinheit ausgebildet ist, in die Ziergitter und
die unmittelbar dahinter angeordneten Stellelemente integriert sind.
Dadurch ergeben sich für den Fahrzeughersteller Montagevereinfachungen,
denn die komplette Baueinheit des Lufteinlasses kann für
ihn von einem Zulieferer bereitgestellt werden.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung aus dem sich weitere
erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Teilansicht einer für die Regelung eines Lufteinlasses
vorgesehenen Stellvorrichtung, deren Stellelemente sich in einer unbetätigten
Betriebsstellung befinden, bei der die Weite der freien Öffnung
des Lufteinlasses unverändert ist,
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2 eine
schematische Teilansicht der für die Regelung eines Lufteinlasses
vorgesehene Stellvorrichtung gemäß 1,
mit Stellelementen, die sich in einer die freie Öffnung
des Lufteinlasses verschließenden Sperrstellung befinden
und
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3 eine
schematische Ansicht der Bauteile eines Lufteinlasses mit der Veränderung
seiner freien Öffnung dienender Stellvorrichtung nach Art
einer Explosionsdarstellung.
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1 zeigt
eine Teilansicht einer Stellvorrichtung für einen Lufteinlaß.
Die Stellvorrichtung ist hier angedeutet durch eine Gruppe von Stellelementen 1,
von denen jedes als die hier nicht weiter dargestellte freie Öffnung
des Lufteinlasses überspannendes Kernteil 2 ausgebildet
ist. Jedes Kernteil 2 ist mit einer Außenhülle 3 aus
elastisch verformbarem Werkstoff, insbesondere Gummi, ummantelt
wie es hier bei dem rechts im Schnitt dargestellten Kernteil 2 sichtbar
ist.
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Wie
es hier in 1 ebenfalls angedeutet ist, sind
Stellelemente 1 zu einem Paket aneinander gereiht und über
ihre Kopfteile 4 und Fußteile 5, ähnlich den
Gliedern eines Wärmetauschers miteinander verbunden.
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In
der rechts im Schnitt dargestellten Ansicht der Stellvorrichtung
ist erkennbar, daß das aus Stellelementen 2 gebildete
Paket eine Leitung 6 für ein Druckmittel aufweist.
Das Druckmittel kann von einer externen Druckmittelquelle aus in
die Leitung 6 gespeist werden. Das Druckmittel ist vorzugsweise
unter einem vorbestimmten Druck stehende Luft. Die Leitung 6 weist
einen in das jeweils zugeordnete Stellelement 1 ausmündenden
Abzweig 7 auf, der bei Ausgang 8, wie hier dargestellt,
in der Oberfläche des Kernteils 2 ausmündet,
an der die ummantelnde Außenhülle 3 anliegt.
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Über
die Leitung 6 und die Abzweige 7 sowie deren Auslaß 8 läßt
sich Druckluft in das Stellelement bzw. in die Außenhülle 3 drücken,
womit das elastisch verformbare Material der Außenhülle 3 „aufgebläht"
wird, wie es in 2 dargestellt ist.
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2 ist
eine schematische Darstellung der Gruppe von Stellelementen 1,
die aneinandergereiht zu einem Paket zusammengesetzt sind. Gleiche Bauteile
sind mit gleichen Bezugszahlen wie in 1 bezeichnet.
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2 verdeutlicht,
wie die elastisch verformten Stellelemente die freie Öffnung
eines Lufteinlasses dicht setzen können.
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Bei
Druckentlastung der Außenhüllen, was bei Ablassen
des Drucks, ebenfalls über die Leitung 6, erfolgen
kann, schrumpfen die aufgeblähten Außenhüllen 3 in
ihre Ausgangslage zurück, und legen sich wieder an die äußere
Oberfläche der Kernteile 2, wie es in 1 dargestellt
ist.
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3 zeigt
eine schematische Ansicht eines Lufteinlasses nach Art einer Explosionsdarstellung. Mit 9 ist
ein in einen nicht weiter dargestellten Lufteinlaß einsetzbares
Ziergitter bezeichnet, dessen äußere Einfassung 10 mit
in einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordneten Zierstäben 11 ausgerüstet
ist.
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Das
Ziergitter ist in einen Rahmen 12 einsetzbar, der wiederum
in eine hier nicht weiter dargestellte Karosserieöffnung
eingebaut werden kann. Die Ansicht des Rahmens 12 verdeutlicht,
daß er eine freie Öffnung 13 eines Lufteinlasses
einfaßt. Mit 14 ist ein Paket aus gliederartig
ausgebildeten Stellelementen einer Stellvorrichtung bezeichnet.
Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen wie in den 1 und 2 bezeichnet,
wobei die in den 1 und 2 dargestellte
Gruppe von Stellelementen durch eine äußere rechteckige
Umrahmung G gekennzeichnet ist. Die Darstellung verdeutlicht, wie Kopfteile 4 und
Fußteile 5 aneinander gereiht und miteinander
verbunden werden können, wobei jedes Stellelement 1 zwischen
gesetzt und als flachzylindrisches Glied ausgebildet ist.
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Mit 15 und 16 sind
Stirnplatten bezeichnet, welche die Pakete aus Stellelementen endseitig
abschließen.
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3 verdeutlicht,
daß der Lufteinlaß mit Ziergitter 9 Rahmen 12 und
Paket 14 aus Stellelementen 1 zu einer Baueinheit
zusammengesetzt werden kann, in die dann das Ziergitter 9 und
die Stellelemente 1 integriert sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3019599
A1 [0002]
- - DE 3019599 [0008]