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Die Erfindung betrifft eine Kühlluftzufuhrvorrichtung für eine Kraftfahrzeugkarosserie nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Kühlluftzufuhrvorrichtungen für Kraftfahrzeugkarosserien sind bekannt. So weist eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einem im Frontbereich angeordneten Motor einen so genannten Kühlergrill auf, über welchen einem Luftkühler des Motors Luft zugeführt wird. Auch für Kraftfahrzeugkarosserien, welche einen im Heck angeordneten Motor aufweisen, ist insbesondere an Seitenwänden der Kraftfahrzeugkarosserie eine Eintrittsöffnung der Kühlluftzufuhrvorrichtung ausgebildet, über die Kühlluft dem Luftkühler zugeführt wird.
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Aus der Offenlegungsschrift
GB 512 298 A geht ein Kraftfahrzeug mit einem im Heck einer Kraftfahrzeugkarosserie des Kraftfahrzeugs angeordneten Motor hervor. Zur verbesserten Kühlung des Motors ist eine Durchströmöffnung an einem Unterboden der Kraftfahrzeugkarosserie ausgebildet, welche mit Hilfe einer Klappe zu öffnen oder zu schließen ist. Zur zusätzlich Kühllufterzeugung wird die Klappe geöffnet, sodass ein im Vergleich zur geschlossenen Klappe größerer Kühlluftstrom einem Kühler des Motors zuströmen kann. Die Klappe wird zur Öffnung der Durchströmöffnung in Richtung eines Bodens, auf welchem das Kraftfahrzeug steht oder fährt, bewegt.
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Die Offenlegungsschrift
FR 893 338 A offenbart ebenfalls eine an einem Unterboden einer Kraftfahrzeugkarosserie ausgebildete Klappe, welche bei Bedarf mit Hilfe eines Seilzugs bewegt werden kann, wobei eine im Unterboden ausgebildete Durchströmöffnung geschlossen oder geöffnet wird. Ein Motor des Kraftfahrzeugs ist auch hier in einem Heck der Kraftfahrzeugkarosserie aufgenommen und die Klappe ist am Unterboden im Bereich des Hecks bewegbar ausgebildet. Zur Kühlung des Motors wird bei Bedarf die Klappe geöffnet, sodass ein erhöhter Luftmassenstrom den Motor umströmen kann. Die Öffnung erfolgt in Abhängigkeit einer Motortemperatur und/oder einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs. Auch hier wird die Klappe zur Öffnung der Durchströmöffnung in Richtung eines Bodens, auf welchem das Kraftfahrzeug steht oder fährt, bewegt.
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Aus der Offenlegungsschrift
WO 2011/045518 A1 geht ebenfalls ein im Heck einer Kraftfahrzeugkarosserie aufgenommener Motor des Kraftfahrzeugs hervor. Eine Kühlluftvorrichtung des Kraftfahrzeugs zur Kühlung des Motors bzw. zur Kühlung eines Kühlers des Motors weist in einer am Heck ausgebildeten Stoßstange des Kraftfahrzeugs ausgebildete Strömungskanäle auf, welche luftdurchströmbar sind. Die Strömungskanäle sind derart ausgebildet, dass sie an in Seitenbereichen der Kraftfahrzeugkarosserie positionierten Stoßstangenabschnitten Eintrittsöffnungen und im am Ende der Kraftfahrzeugskarosserie ausgestaltetem Stoßstangenstangenabschnitt Austrittsöffnungen aufweisen. Die Eintrittsöffnungen sind kiemenartig ausgebildet, sodass insbesondere entgegen der Fahrtrichtung strömende Frischluft in die Eintrittsöffnungen einströmen kann.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine verbesserte Kühlluftzufuhrvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kühlluftzufuhrvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen das Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Kühlluftzufuhrvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfassend eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Unterboden und einem Motor, welcher einen Kühler aufweist. Im Unterboden ist eine Durchtrittsöffnung ausgebildet, welche mittels einer bewegbaren Klappe geöffnet oder geschlossen werden kann. Erfindungsgemäß ist zur Erhöhung einer Kühlluftzufuhr die Klappe in Richtung der Kraftfahrzeugkarosserie bewegbar. Der Vorteil ist, dass sich eine freie Bodenhöhe der Kraftfahrzeugkarosserie, welche zwischen einem Boden, auf dem sich das Kraftfahrzeug befindet, und dem Unterboden des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist, nicht ändert. Dies ist insbesondere unter dem Gesichtspunkt sehr niedriger Kraftfahrzeugkarosserien, welche sich durch eine bevorzugte Straßenlage auszeichnen, von Vorteil. Die angegebene Kühlluftzufuhrvorrichtung kann somit auch bei allen Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Insbesondere ist sie unabhängig von einer Positionierung des Motors im Front-, Mittel- oder Heckbereich der Kraftfahrzeugkarosserie.
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Des Weiteren kann die Klappe auch entlang des Unterbodens verschiebbar aufgenommen sein. Entweder ist hierzu im Unterboden eine Ausnehmung zur Aufnahme der Klappe vorgesehen, oder die Klappe, welche bevorzugt eine nur geringe Dicke aufweist, wird entlang einer Fläche des Unterbodens geführt. Der Vorteil ist, dass lediglich in Richtung einer Fahrzeuglängs- oder Fahrzeugquerachse Platz zur Aufnahme der Klappe benötigt wird.
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In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kühlluftzufuhrvorrichtung ist die Klappe rotierbar am Unterboden gelagert. Die Klappe kann dabei entweder in Richtung einer Karosseriehochachse und/oder einer Karosseriequerachse bewegt werden. Der Vorteil einer in Richtung der Karosseriequerachse bewegbaren Klappe ist in einem geringen Bauraumbedarf zu sehen. Der Vorteil einer in Richtung der Karosseriehochachse bewegbaren Klappe ist darin zu sehen, dass die in die mit Hilfe der Klappe freigegebenen Durchtrittsöffnung einströmende Kühlluft aufgrund der Klappenstellung eine Strömungsrichtung aufgeprägt wird.
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Insbesondere ist mittels der Klappe ein Strömungskanal der Kühlluftzufuhrvorrichtung ausbildbar. Je nach Länge der Klappe kann mittels der insbesondere in Richtung der Karosseriehochachse bewegbaren Klappe ein Strömungskanal gebildet werden, welcher die Kühlluft direkt auf den Kühler oder Motor gerichtet führt.
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In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kühlluftzufuhrvorrichtung ist mittels der Klappe ein effektiver Strömungsquerschnitt des Strömungskanals einstellbar ist. Hierzu ist die Klappe in einer zwischen einer maximalen Öffnungsstellung und einer Schließstellung liegenden Stellung zu positionieren. Der Vorteil ist, dass die Kühlluftzufuhr einer benötigten Kühlleistung des Kühlers anpassbar ist.
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Vorteilhaft ist ein Leitblech zur Kanalbegrenzung des Strömungskanals im Bereich des Hecks in der Kraftfahrzeugkarosserie ausgebildet. Dadurch lässt sich die bereits von der Klappe ausgerichtete Kühlluft nach Erreichen eines freien Klappenendes weiter ausrichten. Dazu ist besonders vorteilhaft das Leitblech so positioniert, dass es in der maximalen Öffnungsstellung der Klappe mit einem in Richtung einer Karosserielängsachse der Karosserie ausgebildeten ersten Leitblechende an das freie Klappenende heranragend angeordnet ist, derart, dass höchstens ein geringfügiger Strömungsverlust entsteht. Ein Kontakt zwischen dem freien Klappenende und dem ersten Leitblechende ist aufgrund der Bewegbarkeit der Klappe zu vermeiden. Diese soll schnell bewegbar sein und der schnellen Bewegbarkeit würde ein Kontakt zwischen dem Leitblech und der Klappe aufgrund einer zu überwindenden Reibung widersprechen. An seinem vom ersten Leitblechende in Richtung der Karosserielängsachse ausgebildeten zweiten Leitblechende kann das Leitblech zur gezielten Kühlluftführung direkt an das zu kühlende Aggregat, Kühler oder Motor, angrenzen.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist eine Bewegung der Klappe mechanisch und/oder elektrisch und/oder elektronisch initiierbar. Bevorzugt ist eine elektrische und/oder elektronische Initiierung aufgrund einer schnellen Reaktionszeit einzusetzen.
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Besonders bevorzugt ist die Bewegung der Klappe, somit das Öffnen oder Schließen der Durchströmöffnung, abhängig von einer Last des Motors. Dabei wird die Durchströmöffnung im niedrigen Lastbereich, d.h. bei niedriger Last des Motors, von der Klappe geschlossen. Dies hat zur Folge, dass einerseits ein geringerer Luftwiderstand, andererseits auch ein geringerer Abtrieb ausgebildet ist. Bei hohen Lasten des Motors, insbesondere im Volllastbereich des Motors, ist die Klappe zu öffnen, so dass dem Kühler des Motors zusätzlich Kühlungsluft zugeführt werden kann. Diese Kühlungsluft strömt dann über die Durchtrittsöffnung in einen Heckbereich, in welchem der Kühler aufgenommen ist. Damit wird die Kühlleistung des Kühlers erhöht in einem Motorbetriebsbereich, in welchem der Motor Spitzenzünddrücke und somit hohe Zündtemperaturen aufweist. Gerade in diesem Motorbetriebsbereich ist eine ausreichende Kühlung zur Effizienzsteigerung bzw. zur Steigerung des Wirkungsgrades des Motors notwendig. Denn sofern der Wirkungsgrad gesteigert ist, bedeutet dies eine Reduktion des Kraftstoffverbrauchs bei gleicher Leistung oder eine Steigerung der Leistung bei gleichem Kraftstoffverbrauch im Vergleich zu einem Kraftfahrzeug ohne die erfindungsgemäße Kühlluftzufuhrvorrichtung.
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In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kühlluftzufuhrvorrichtung ist mittels der Klappe ein doppelstöckiger Diffusor ausbildbar. Mit anderen Worten, es können Wirkflächen mittels der Klappe ausgebildet werden, die im Unterbodenbereich zur Verbesserung der Aerodynamik durch eine Sogwirkung führen. Der Diffusor sorgt für eine Anpresskraft der Kraftfahrzeugkarosserie auf den Boden, was insbesondere bei hohen Lasten und somit auch herbeiführbar schnellen Geschwindigkeiten notwendig ist. Das bedeutet, dass mit Hilfe der erfindungsgemäßen Kühlluftzufuhrvorrichtung neben einer Steigerung der Motorleistung oder einer Verbrauchsreduktion gleichzeitig ein verbessertes Fahrverhalten der Kraftfahrzeugkarosserie realisierbar ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Gleichen oder funktionsgleichen Elementen sind identische Bezugszeichen zugeordnet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist es möglich, dass die Elemente nicht in allen Figuren mit ihrem Bezugszeichen versehen sind, ohne jedoch ihre Zuordnung zu verlieren. Es zeigt die einzige Figur in einem Teilschnitt eine erfindungsgemäße Kühlluftzufuhrvorrichtung eines Kraftfahrzeugs im geöffneten und im geschlossenen Zustand, wobei der geöffnete Zustand gestrichelt dargestellt ist.
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Die Figur zeigt in einem Teilschnitt eine Kraftfahrzeugkarosserie 1 eines Kraftfahrzeugs 2 mit erfindungsgemäßen Kühlluftzufuhrvorrichtung 3. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein nicht näher dargestellter Motor in einem Heck 4 der Kraftfahrzeugkarosserie 1 aufgenommen. Der Motor weist zur Kühlung einen Kühler 5 auf, welcher ebenfalls im Heck 4 der Kraftfahrzeugkarosserie 1 positioniert ist.
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Üblicherweise wird der Kühler 4 im Betrieb des Kraftfahrzeugs 2 durch Fahrtwind gekühlt. Zur Erzielung einer höheren Kühlleistung des Kühlers 4 ist es vorteilhaft dem Kühler 4 zusätzlich Kühlluft zumindest zur Außenkühlung zuzuführen, sodass seine Kühlleistung gesteigert wird.
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Zur Erhöhung der Kühlleistung des Kühlers 4 ist an einem Unterboden 6 der Kraftfahrzeugkarosserie 1 eine Durchströmöffnung 7 ausgebildet, welche mit einer bewegbaren Klappe 8 geöffnet oder geschlossen werden kann. Bevorzugterweise wird bei mittlerer Last die Durchströmöffnung 7 nur teilweise, bei Volllast hingegen vollständig geöffnet. Auf diese Weise lässt sich ein zusätzlicher Luftmassenstrom auf den Kühler 4 an den Betrieb des Motors bedarfsgerecht anpassen.
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Die Klappe 8 ist an dem Unterboden 6 rotierbar gelagert und in Richtung der Kraftfahrzeugkarosserie 1 gemäß der Richtungspfeile 9 zu öffnen. Ebenso könnte die Klappe 8 auch entlang des Unterboden 6 verschiebbar positioniert sein.
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Eine Bewegungsinitiierung kann mechanisch und/oder elektrisch bzw. elektronisch erfolgen, wobei in diesem Ausführungsbeispiel die Bewegungsinitiierung elektronisch ausgebildet ist. Sofern eine bestimmte Last des Motors erreicht ist, wird die Klappe 8 der Last entsprechend bewegt. Beispielsweise wird der Motor im Volllastbereich betrieben, wird ein Signal an einen nicht näher dargestellten Aktuator der Bewegung gesendet, woraufhin die Klappe 8 in Richtung der Richtungspfeile bewegt wird und die Durchströmöffnung 7 vollständig geöffnet wird.
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Je nach Positionierung der Klappe 8 kann ein effektiver Strömungsquerschnitt 11 eines bei Öffnung der Durchströmöffnung 7 entstandenen Strömungskanals 10 variiert werden, sodass die Kühlluftzufuhr veränderbar, bevorzugt lastabhängig, ist.
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Des Weiteren ist zur Begrenzung des Strömungskanals 10 ein Leitblech 12 im Bereich des Hecks 4, bevorzugt hinter einer nicht näher dargestellten Radachse, in der Kraftfahrzeugkarosserie 1 angeordnet. Das Leitblech 12 ist so positioniert, dass es den Strömungskanal 10 auf seiner vom Unterboden 6 abgewandt ausgebildeten Kanalseite begrenzt. Der Strömungskanal 10 ist mit Hilfe des Leitbleches 12 so ausgebildet, dass er sich ausgehend von der Durchströmöffnung 7 auf den Kühler 5 erstreckt, wodurch ein weiterer zusätzlicher Kühleffekt hervorgerufen wird.
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In der Figur ist die Klappe 8 in einer maximalen Öffnungsstellung, welche gestrichelt dargestellt ist, und einer Schließstellung, welche durchgezogen dargestellt ist, gezeigt. Zwischen diesen beiden Extremstellungen ist die Klappe 8 in jeder weiteren beliebigen Stellung zu positionieren. Der Vorteil ist, dass die Kühlluftzufuhr einer benötigten Kühlleistung des Kühlers 5 anpassbar ist. Das heißt, bei maximaler Öffnungsstellung ist eine maximale Kühlluftzufuhr erreichbar, während sie bei weiteren Positionen der Klappe 8 demgegenüber geringer ist.
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Dadurch lässt sich die bereits von der Klappe 5 ausgerichtete Kühlluft nach Erreichen eines freien Klappenendes 13 der Klappe 5 weiter ausrichten. Dazu ist das Leitblech 12 so positioniert, dass es in der maximalen Öffnungsstellung der Klappe 5 mit einem in Richtung einer Karosserielängsachse 14 der Karosserie ausgebildeten ersten Leitblechende 15 an das freie Klappenende 13 heranragend angeordnet ist. An seinem vom ersten Leitblechende 15 in Richtung der Karosserielängsachse 14 ausgebildeten zweiten Leitblechende 16 grenzt das Leitblech 12 zur gezielten Kühlluftführung direkt an den Kühler 5 an.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- GB 512298 A [0003]
- FR 893338 A [0004]
- WO 2011/045518 A1 [0005]
