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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung des Luftdurchsatzes durch eine Öffnung einer Fahrzeugbaugruppe, insbesondere einer Kühlervorrichtung oder einer Klimatisierungseinrichtung eines Fahrzeugs.
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Bei Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen wird durch einen Kühlergrill bzw. durch die Öffnungen des Kühlergrills einströmende Frischluft kanalisiert und auf eine Kühlervorrichtung des Fahrzeugs geleitet. Mit einem steuerbaren Kühllufteintritt wird erreicht, dass bspw. der Motor des Fahrzeugs effizient gekühlt und/oder die Fahrgastzelle ebenso effizient klimatisiert werden kann.
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Zur Steuerung des Kühllufteintrittes sind verschiedene Vorrichtungen bekannt. So ist es bspw. aus der
DE 10 2006 021 173 A1 bekannt, im Bereich der Lufteintrittsöffnung mehrere aufblasbare Luftkissen anzuordnen, die im nicht aufgeblasenen Zustand die Lufteintrittsöffnung nicht oder nur geringfügig verkleinern, während diese im vollständig aufgeblasenen Zustand die Lufteintrittsöffnung verschließen. Auch aus der
DE 10 2007 030 890 A1 sind entsprechende aufblasbare Stellelemente eines Lufteinlasses zur Steuerung des Luftdurchsatzes bekannt. Ebenso beschreibt die
DE 10 2009 058 760 A1 eine Lufteinlassvorrichtung mit lamellenartig angeordneten Stellelementen mit Schlauchelementen, die mit einem Reservoir eines Fluid verbindbar sind, so dass in Abhängigkeit von einem druckführenden Zustand des Fluid die freie Öffnung veränderbar ist.
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Ferner ist es zur Steuerung des Kühllufteintrittes bekannt, hierfür Jalousie- oder Klappensysteme einzusetzen, wie dies bspw. in der
EP 0 179 304 A1 oder der
DE 37 01 584 A1 beschrieben ist.
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Schließlich beschreibt die
WO 2013/027480 A1 einen Kühlergrill für ein Fahrzeug, welcher eine Grundplatte mit in regelmäßiger Struktur angeordneten Öffnungen sowie eine rückseitige Grundplatte mit entsprechend den Öffnungen regelmäßig angeordneten Erhebungen aufweist. Diese Erhebungen sind mit ihrer äußeren Kontur an die Kontur der Öffnungen so angepasst, dass diese Erhebungen von der Rückseite der Grundplatte in deren Öffnungen formschlüssig eingreifen können. Mit einer Stellvorrichtung kann der Abstand der rückseitigen Grundplatte so verändert werden, dass dadurch zwischen den Erhebungen der rückseitigen Grundplatte und dem Rand der Öffnungen Luftdurchlässe unterschiedlicher Größe entstehen.
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Als Nachteil dieser bekannten Lösungen kann angesehen werden, dass diese einen komplizierten Aufbau darstellen und auch einen großen Bauraum im Fahrzeug erfordern.
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Bei Klimatisierungseinrichtungen von Fahrzeugen werden über Öffnungen, so genannte Luftaustrittsdüsen oder Ausströmeröffnungen Frischluft oder entsprechend der eingestellten Temperatur erwärmte Luft in den Innenraum des Fahrzeugs geleitet. Der Luftdurchsatz solcher Ausströmeröffnungen wird bspw. mittels Klappensystemen eingestellt.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zur Steuerung des Luftdurchsatzes durch eine Öffnung einer Fahrzeugbaugruppe, insbesondere einer Kühlervorrichtung oder einer Klimatisierungseinrichtung eines Fahrzeugs anzugeben, die einen geringen Bauraum erfordert und konstruktiv einfach zu realisieren ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Eine solche zur Steuerung des Luftdurchsatzes durch eine Öffnung einer Fahrzeugbaugruppe, insbesondere einer Kühlervorrichtung oder einer Klimatisierungseinrichtung eines Fahrzeugs, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass
- – die Öffnung mit einem textilen Flächengebilde aus elastisch dehnbaren Fasern überspannt ist, wobei die Fasern eine Gitterstruktur mit den Luftdurchsatz bestimmenden Durchströmöffnungen bilden und in Abhängigkeit der Dehnung der Fasern die Öffnungsweite der Durchströmöffnungen einstellbar ist, und
- – eine Stellvorrichtung vorgesehen ist, mit welcher zur Steuerung des Luftdurchsatzes durch die Durchströmöffnungen des Flächengebildes die Dehnung der Fasern einstellbar ist.
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Eine solche erfindungsgemäße Vorrichtung kann nicht nur mit einem geringen Bauraum und in konstruktiv einfacher Weise realisiert werden, sondern weist auch ein geringes Gewicht auf und ist äußerst geräuscharm. Ferner kann mit einer solchen Vorrichtung im Vergleich zu den bekannten Vorrichtungen eine exaktere Regelung des Luftdurchsatzes erreicht werden, wobei gleichzeitig hierzu nur geringe Bewegungen der Komponenten einer solchen Vorrichtung erforderlich sind.
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Das zentrale Element der erfindungsgemäßen Vorrichtung stellt ein textiles Flächengewebe dar, welches aus elastisch dehnbaren Fasern mit einer Gitterstruktur hergestellt ist, so dass die dadurch entstehenden Durchströmöffnungen in Summe den Luftdurchsatz bestimmen. Werden die elastisch dehnbaren Fasern in wenigstens einer Faserrichtung gedehnt, vergrößern sich die Durchströmöffnungen bzw. vergrößert sich die Maschenweite des Flächengebildes, so dass sich in Summe auch der Luftdurchsatz erhöht. Bei einer Rücknahme der Dehnung werden die Durchströmöffnungen bzw. wird die Maschenweite reduziert, so dass sich auch dadurch in Summe der Luftdurchsatz wieder verringert.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Stellvorrichtung als Rahmenkonstruktion der Öffnung ausgebildet ist, wobei zur Erzeugung einer Dehnung der Fasern in wenigstens einer Faserrichtung das Flächengebilde mittels einer Wickelachse aufwickelbar ist. An den nicht mit der Wickelachse verbundenen Rändern des Flächengebildes ist dieses mit der Rahmenkonstruktion verbunden bzw. wird dort entlanggeführt. Dies führt zu einer einfachen konstruktiven Realisierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei die Wickelachse mittels eines Elektromotors angetrieben werden kann, so dass dadurch das Flächengebilde entweder elastisch gedehnt oder die elastische Dehnung wieder zurückgenommen werden kann.
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Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Stellvorrichtung als Rahmenkonstruktion der Öffnung ausgebildet ist, wobei zur Erzeugung einer Dehnung der Fasern das Flächengebilde mittels einer Spannvorrichtung in alle Richtungen über einen Rahmen gezogen wird. Damit wird eine Dehnung der Fasern des Flächengebildes gleichmäßig in alle Richtungen realisiert.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Steuerung des Luftdurchsatzes durch eine Öffnung eine Kühlervorrichtung oder einer Ausströmeröffnung einer Klimatisierungseinrichtung eines Fahrzeugs gemäß der Erfindung mit einem textilen Flächengebilde im nicht gedehnten Zustand,
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2 eine schematische Darstellung der Vorrichtung nach 1 mit einem elastisch gedehnten textilen Flächengebilde, und
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3 eine schematische Darstellung einer weiteren Vorrichtung zur Steuerung des Luftdurchsatzes durch eine Öffnung eine Kühlervorrichtung oder einer Ausströmeröffnung einer Klimatisierungseinrichtung eines Fahrzeugs gemäß der Erfindung mit einem textilen Flächengebilde im elastisch gedehnten Zustand.
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Die in 1 schematisch dargestellte Vorrichtung 1 zur Steuerung des Luftdurchsatzes durch eine den Kühllufteintritt einer Kühlervorrichtung eines Fahrzeugs darstellenden Öffnung 2 umfasst als Stellvorrichtung eine Rahmenkonstruktion 5, die aus Rahmenelementen 5a, 5b, 5c und 5d einen rechteckförmigen Rahmen bildet und damit gleichzeitig die Öffnung 2 definiert. Über diese Rahmenkonstruktion 5 ist ein textiles Flächengebilde 3 gezogen, welches aus elastisch dehnbaren Fasern 3a und 3b hergestellt ist. Die elastisch dehnbaren Fasern 3a, 3b bilden eine Gitterstruktur mit den Luftdurchsatz durch die Öffnung 2 bestimmenden Durchströmöffnungen 4.
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Das textile Flächengebilde 3 ist einenends an dem unteren Rahmenelement 5c fest angebunden, während es an dem oberen, gegenüberliegenden Rahmenelement 5a mittels einer Wickelachse 5.1 auf- oder abgewickelt werden kann. Für den Antrieb dieser Wickelachse 5.1 ist diese mit einem elektrischen Antrieb 6, bspw. einem Elektromotor gekoppelt. An den in z-Richtung verlaufenden Rahmenelementen 5b und 5d liegt das textile Flächengebilde 3 lediglich an, ist jedoch mit diesen nicht verbunden.
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Durch das Aufwickeln des textilen Flächengebildes 3 auf die Wickelachse 5.1 werden die in z-Richtung verlaufende Fasern 3a elastisch gedehnt, wodurch die Abstände der in x-Richtung verlaufenden Fasern 3b größer werden, mit der Folge, dass die Durchströmöffnungen 4 sich in z-Richtung vergrößern und damit auch der Luftdurchsatz durch die Öffnung 2 zunimmt. Diesen Zustand des textilen Flächengebildes 3 mit den vergrößerten Durchströmöffnungen 4 zeigt 2. Umgekehrt kann durch entsprechende Ansteuerung des Elektromotors 6 das textile Flächengebilde 3 von der Wickelachse 5.1 wieder abgewickelt werden, so dass sich aufgrund der Elastizität der Fasern 3a die Abstände der querverlaufenden Fasern 3b verkleinern und damit auch die Durchströmöffnungen 4 und infolgedessen auch der Luftdurchsatz durch die Öffnung 2 wieder abnimmt.
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Damit wird in Abhängigkeit der Dehnung des textilen Flächengebildes 3 z-Richtung die Öffnungsweite der Durchströmöffnungen 4 bzw. die Maschenweite der Fasern 3a und 3b kontinuierlich einstellbar.
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Ebenso ist es natürlich möglich, dass die Dehnung des textilen Flächengebildes 3 nicht in z-Richtung, sondern x-Richtung erfolgt. Hierzu ist entweder das Rahmenelement 5b oder 5d mit einer Wickelachse ausgestattet, wobei gegenüberliegend das textile Flächengebilde 3 fest mit dem Rahmenelement 5d oder 5b verbunden ist.
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Schließlich kann auch eine Dehnung des textilen Flächengebildes 3 gleichzeitig in z-Richtung und in x-Richtung realisiert werden, wie dies beispielhaft in 3 schematisch dargestellt ist. Bei einer solchen Dehnung werden die in z-Richtung verlaufenden Fasern 3a und die in x-Richtung verlaufenden Fasern 3b gleichzeitig jeweils in deren Faserrichtung elastisch gedehnt.
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Dies hat zur Folge, dass die Abstände der Fasern 3a und 3b sowohl in z-Richtung als auch in x-Richtung vergrößert werden, d. h. die Öffnungsweite der Durchströmöffnungen 4 werden ebenso in beide Richtungen größer bzw. die Maschenweite der Fasern 3a und 3b wird ebenso in beide Richtungen größer.
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Zur Realisierung einer solchen Dehnung des textilen Flächengebildes 3 umfasst eine Stellvorrichtung 5 einen rechteckigen Rahmen bildende Rahmenelemente 5a, 5b, 5c und 5d, über den das textile Flächengebilde 3 mit den Fasern 3a und 3b elastisch dehnbar gezogen ist. Ferner ist eine Spannvorrichtung 5.2 vorgesehen, mit welcher das über den Rahmen gezogenen textile Flächengebilde gleichzeitig sowohl in z-Richtung als auch in x-Richtung elastisch gedehnt wird, so dass sich hierdurch die Durchströmöffnungen 4 vergrößern und damit auch der Durchströmungsquerschnitt der Öffnung 2.
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Die 3 zeigt die Vorrichtung 1 mit einem elastisch gedehnten Flächengebilde 3. Aufgrund der elastischen Fasern 3a und 3b kann diese Dehnung mittels der Spanneinrichtung 5.2 wieder rückgängig gemacht werden, so dass sich ein reduzierter Durchströmungsquerschnitt entsprechend der Darstellung nach 1 ergibt.
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Die in den 1 bis 3 beschriebenen Vorrichtungen 1 können auch zur Steuerung des Luftdurchsatzes über sogenannte Luftaustrittsdüsen oder Ausströmeröffnungen von Klimatisierungseinrichtungen von Fahrzeugen eingesetzt werden, wobei über diese Luftaustrittsdüsen bzw. Ausströmeröffnungen Frischluft oder entsprechend der eingestellten Temperatur erwärmte Luft in den Innenraum des Fahrzeugs geleitet wird. Auch hier ist über das Maß der Dehnung des Flächengebildes der Durchströmungsquerschnitt einstellbar.
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Das textile Flächengebilde kann als Geflechtstruktur, bspw. aus Kunststofffasern, vorzugsweise aus Polyamid hergestellt werden, wobei der Grad der Dehnbarkeit über das Elastizitätsmodul des Werkstoffs eingestellt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Öffnung
- 3
- Flächengebilde
- 3a
- Faser des Flächengebildes 3
- 3b
- Faser des Flächengebildes 3
- 4
- Durchströmöffnungen
- 5
- Stellvorrichtung, Rahmenkonstruktion
- 5.1
- Wickelachse der Stellvorrichtung 5
- 5.2
- Spannvorrichtung der Stellvorrichtung 5
- 5a
- Rahmenelement der Rahmenkonstruktion 5
- 5b
- Rahmenelement der Rahmenkonstruktion 5
- 5c
- Rahmenelement der Rahmenkonstruktion 5
- 5d
- Rahmenelement der Rahmenkonstruktion 5
- 6
- elektrischer Antrieb
