Lufteinlaß für ein Fahrzeug

Die Erfindung betrifft einen Lufteinlaß für ein Fahrzeug, mit einer der Veränderung seiner freien öffnung dienenden Stellvorrichtung, die betätigbare Stellelemente aufweist.

Ein Lufteinlaß der vorbezeichneten Gattung ist nach der DE 30 19 599 A1 bekannt.

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.

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.

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 Verbrennungskraft- maschine erfolgt.

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.

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.

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 Aufwärmphase 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.

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.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lufteinlaß für ein Fahrzeug zu schaffen, dessen freie öffnung mit Stellvorrichtungen veränderbar ist, welche verhältnismäßig betriebssicher sind.

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.

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.

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.

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.

Der elastische verformbare Werkstoff kann zum Beispiel ein Gummi sein. Es sind jedoch auch Kunststoffe verwendbar, die entsprechende Elastizität aufweisen.

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.

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.

Selbstverständlich ist es auch möglich, neben oder statt der vorbeschriebenen Parallelanordnung der Stellelemente eine Reiheanordnung von Stellelementen in einer durchgehenden Leitung vorzu- sehen.

Vom Maß der Druckbeaufschlagung hängt es ab, wie weit die Sperrung der freien öffnung des Lufteinlasses bis hin zur völligen Dichtsetzung vorgenommen werden soll.

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.

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.

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.

Mit besonderem Vorteil ist jedes Stellelement als flachzylindrisches Glied mit Kopf- und Fußteil ausgebildet.

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.

Mit besonderem Vorteil sind mehrere Stellelemente zu wenigstens einem Paket aneinandergereiht und über ihre Kopf- und Fußteile miteinander verbunden. 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.

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.

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.

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.

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 Strömungswiderstands- koeffizienten (CW-Wert) der Karosserie des jeweiligen Fahrzeugs.

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.

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.

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.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 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,

Fig. 2 eine schematische Teilansicht der für die Regelung eines

Lufteinlasses vorgesehene Stellvorrichtung gemäß Figur 1 , mit Stellelementen, die sich in einer die freie öffnung des Lufteinlasses verschließenden Sperrstellung befinden und

Fig.3 eine schematische Ansicht der Bauteile eines Lufteinlasses mit der Veränderung seiner freien öffnung dienender

Stellvorrichtung nach Art einer Explosionsdarstellung.

Fig. 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.

Wie es hier in Figur 1 ebenfalls angedeutet ist, sind Stellelementei zu einem Paket aneinander gereiht und über ihre Kopfteile 4 und Fußteile 5, ähnlich den Gliedern eines Wärmetauschers miteinander verbunden.

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.

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 Figur 2 dargestellt ist.

Figur 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 Figur 1 bezeichnet.

Figur 2 verdeutlicht, wie die elastisch verformten Stellelemente die freie öffnung eines Lufteinlasses dicht setzen können.

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 Figur 1 dargestellt ist.

Figur 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.

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 Figuren 1 und 2 bezeichnet, wobei die in den Figuren 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.

Mit 15 und 16 sind Stirnplatten bezeichnet, welche die Pakete aus Stellelementen endseitig abschließen.

Figur 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.