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Title:
PERFORATED RADIATOR GRILLE WITH ROUNDED SEPARATORS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/197130
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a radiator grille formed from a perforated metal sheet (2). To provide a radiator grille which allows further reduced pressure losses in the inflowing cooling air with a simple construction, the separator (4) faces facing in the flow direction (8) have a cross-sectional shape in which the separator (4) surface portions adjacent to the closest hole (6) are inclined towards the hole (6).

Inventors:
HARTWICH EWALD (DE)
RAUER HENDRIK (DE)
SCHUTE KLAUS (DE)
WILLIMEK NORMANN (DE)
FEHLINGER JAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/057145
Publication Date:
October 17, 2019
Filing Date:
March 21, 2019
Export Citation:
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Assignee:
GRAEPEL FA FRIEDR (DE)
International Classes:
B60K11/08; B60K11/04; B60R19/52
Foreign References:
DE102015107949A12016-11-24
DE202011000454U12011-05-05
DE202005020989U12007-01-04
DE4315163A11994-11-10
US20020069624A12002-06-13
DE202005020989U12007-01-04
Attorney, Agent or Firm:
WEEG, Thomas (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1 . Aus einem metallischen Lochblech (2) gebildetes Kühlerabdeckgitter,

dadurch gekennzeichnet, dass die in Strömungsrichtung (8) weisenden Flächen der Stege (4) eine Querschnittsform aufweisen, bei der die einem nächstliegenden Loch (6) benachbarten Oberflächenanteile eines Steges (4) dem Loch (6) zugeneigt sind.

2. Kühlerabdeckgitter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die im Kühlerabdeckgitter vorhandenen Stege (4) eine unterschiedliche Querschnittsform aufweisen.

3. Kühlerabdeckgitter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lochblech (2) unterschiedlich große Löcher (6) aufweist.

4. Kühlerabdeckgitter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die in Strömungsrichtung (8) der Kühlluft weisenden Oberflächen der Stege (4) eine gerundete Oberflächenform aufweisen.

5. Kühlerabdeckgitter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Stege (4) auf ihrer dem Kühlluftstrom abgewandten Innensei te einen in Strömungsrichtung (8) offenen Hohlraum umgrenzen.

6. Kühlerabdeckgitter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass das als Kühlerabdeckgitter verwendete Lochblech (2) ein Be standteil der Außenflächen eines Fahrzeugs bildet und eine einen Teil der Außen form des Fahrzeugs bildende Raumform aufweist.

Description:
Gelochtes Kühlerabdeckgitter mit gerundeten Stegen

Die vorliegende Patentanmeldung bezieht sich auf ein aus einem metallischen Lochblech gebildetes Kühlerabdeckgitter.

Aus der Schrift DE 20 2005 020 989 U1 ist es bekannt, eine Kühlerbaugruppe eines Fahrzeugs mit einem Kühlerabdeckgitter gegen Fremdkörperkontakt zu schützen.

Bei der Kühlerbaugruppe kann es sich um einen Wasserkühler eines Verbren nungsmotors in einem Fahrzeug oder in einer Arbeitsmaschine wie Land- oder Baumaschinen handeln. Es kann sich aber auch um einen Wärmetauscher für einen Ladeluftkühler oder ein Klimaaggregat in einem solchen Fahrzeug handeln, oder es handelt um ein Paket mehrerer Kühler. Je nach Einsatz des Fahrzeugs können Fremdkörper in Richtung der Kühlerbaugruppe geschleudert werden, beispielsweise von anderen Fahrzeugen aufgewirbelte Steine auf öffentlichen Straßen, oder Steine, die von Arbeitsaggregaten aufgewirbelt worden sind, die vom Fahrzeug aus betrie ben werden. Das Kühlerabdeckgitter dient dem Zweck, die Fremdkörper abzufangen und abzuweisen, bevor sie an der Kühlerbaugruppe einen Schaden anrichten kön nen.

Ein Kühlerabdeckgitter muss einerseits möglichst viel Luft hindurch strömen lassen, um die Primärfunktion der Kühlerbaugruppe nicht zu beeinflussen, andererseits aber auch ausreichend fest und stabil sein, um einen ausreichenden Schutz zu gewähr leisten. Hier haben sich metallische Lochbleche als eine gute technische Lösung erwiesen. Der für Kühlluftöffnungen an einem Fahrzeug verfügbare Bauraum ist häu fig knapp bemessen, so dass dem bei einer gegebenen Fläche möglichen Luft durchsatz eine große Bedeutung zukommt. Die metallischen Lochbleche ermögli chen auf ihrer Gesamtfläche einen für den geforderten Luftdurchsatz ausreichenden Anteil der auf Löcher entfallenden Flächen, wobei die Blechstege zwischen den Lö chern eine ausreichende Festigkeit sicherstellen. Das Verhältnis der Lochgrößen zu den Stegbreiten und der jeweils darauf entfallenden Flächenanteile bei einem kon kreten Lochblech stellt einen Kompromiss zwischen der gewünschten Festigkeit und der geforderten Durchsatzmenge an Kühlluft dar. Die Stege zwischen den Löchern erzeugen immer einen Druckverlust der anströmenden Kühlluft und sollten deshalb so schmal wie möglich gehalten werden, um einen möglichst hohen Luftdurchsatz zu ermöglichen. Ab einem bestimmten Verhältnis der Lochflächen zu den auf die Stege entfallenden Flächenanteilen würde aber die Festigkeit des Lochbleches so stark verringert, dass das Lochblech seine Schutzfunktion nicht mehr erfüllen kann. Ein gewisser Druckverlust im Kühlluftstrom muss deshalb aus technischen Gründen zu gunsten der Schutzfunktion hingenommen werden.

In der Schrift DE 20 2005 020 989 U1 ist dem Lochblech ein zusätzliches verlager bares Deckblech vorgeordnet, mit dem die Luftdurchsatzmenge durch eine Verände rung der verbleibenden Lochgröße an unterschiedliche Betriebsbedingungen ange passt werden kann. Das Lochblech selbst ist plan ausgeführt, insbesondere auch die Stege zwischen den Löchern. Die Stege des dem Lochblech Vorgesetzten Deck blechs verfügen jedoch über eine besondere räumliche Ausformung in Gestalt einer Halbkreisform, durch die die Kühlluft mit weniger Verwirbelungen durch die Öff nungen im Lochblech strömt.

Die doppellagige Ausbildung eines Lochbleches in Verbindung mit einem zusätzli chen Deckblech ist jedoch nur für spezielle Anwendungen geeignet. Es entstehen erhöhte Kosten, zusätzliches Gewicht, Designrestriktionen und weitere Nachteile. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kühlerabdeckgitter bereit zu stel len, das bei einem einfachen Aufbau einen nochmals verringerten Druckverlust in der anströmenden Kühlluft ermöglicht.

Die Aufgabe wird für ein gattungsgemäßes Kühlerabdeckgitter gelöst, indem die in Strömungsrichtung weisenden Flächen der Stege eine Querschnittsform aufweisen, bei der die einem nächstliegenden Loch benachbarten Oberflächenanteile eines Steges dem Loch zugeneigt sind.

Es wird also vorgeschlagen, den Druckverlust in der durch ein Lochblech hindurch strömenden Kühlluft zu verringern, indem die Stege eine Querschnittsform erhalten, die an die Strömungsverhältnisse besser angepasst ist. Während es aus dem Stand der Technik bekannt ist, die Stege immer plan zur Fläche des Lochblechs auszubil den und den Druckverlust durch möglichst schmale Stege gering zu halten, ist es das Verdienst der vorliegenden Erfindung, zu erkennen, dass der Druckverlust auch durch eine vorteilhafte Gestaltung der Querschnittsform der Stege verringert werden kann. Wenn die in Strömungsrichtung weisenden Oberflächen der Stege plan aus geführt sind, steht der anströmende Kühlluftstrom rechtwinklig auf der Oberfläche eines Steges. An den Kanten der Stege zu den Löchern hin bilden sich dann Verwir belungen, durch die sich der Strömungswiderstand des Lochbleches erhöht. Wenn die Oberflächen des Steges jedoch wie vorgeschlagen dem Loch zugeneigt ausge bildet sind, prallt der anströmende Kühlluftstrom nicht mehr senkrecht auf die Ober fläche, sondern in einem dem Zuneigungswinkel entsprechend schrägen Winkel, durch den der Kühlluftstrom in seitlicher Richtung umgelenkt wird. Dabei werden geringere Verwirbelungen erzeugt, und der Strömungswiderstand des Lochblechs ist zusammen mit dem Druckverlust im Kühlluftstrom geringer. Die Ausformung der Oberflächen der Stege kann vorteilhaft durch umformende Be arbeitungen der Platine des Lochbleches erfolgen. Die umformende Bearbeitung ist vor, während oder nach dem Ausstanzen der Löcher möglich. Die Umformung ist beispielsweise mit einem geeigneten Formwerkzeug herstellbar, wie es sonst auch zur Formung metallischer Bleche üblicherweise verwendet wird.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weisen die im Kühlerabdeckgitter vorhan denen Stege eine unterschiedliche Querschnittsform auf. Die verschiedenen Quer schnittsformen der Stege über die Fläche eines Lochbleches verteilt können bei spielsweise dazu genutzt werden, die Anströmung des Kühlerpakets über dessen Anströmungsfläche verteilt zu vergleichmäßigen. Während ein Kühlluftstrom bei gleich geformten Stegen dazu neigt, insbesondere im mittigen Bereich der Fläche durch das Lochblech zu strömen, kann der im Randbereich eines Lochbleches ein strömende Kühlluftanteil erhöht werden, wenn dort die Querschnitte der Stege be sonders strömungsfreundlich ausgestaltet sind. Weil dadurch die Randbereiche des Kühlerpakets stärker von der Kühlluft angeströmt werden, kann dabei die Kühlleis tung des Kühlerpakets insgesamt erhöht werden.

Die unterschiedliche Querschnittsform der vorhandenen Stege kann auch dazu ge nutzt werden, durch eine geeignete Gestaltung der Oberflächenform der Stege Teile des Kühlluftstroms in eine gewünschte Richtung zu leiten. So ist es beispielsweise vorstellbar, in Anwendungen, bei denen die Fläche des Kühlerabdeckgitters größer ist als die Stirnfläche des Kühlerpakets, die im Randbereich des Kühlerabdeckgitters einströmende Kühlluft auf das Kühlerpaket hin umzulenken. Umgekehrt kann bei einem Kühlerabdeckgitter, dessen Oberfläche kleiner ist als die Stirnfläche des Küh lerpakets, der aus dem Kühlerabdeckgitter austretende Kühlluftstrom in die Breite gelenkt werden. Die unterschiedliche Querschnittsform der Stege kann auch aus Festigkeitsgründen vorteilhaft sein. So ist es möglich, ein grobmaschigeres Gitternetz von Stegen plas tisch stärker auszuformen als die Stege eines engmaschigeren Gitternetzes, um über das grobmaschigere Gitternetz eine erhöhte Festigkeit gegen größere Fremd körper zu erzielen.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Lochblech unterschiedlich große Löcher auf. Auch durch die über die Fläche des Lochblechs verteilten unterschied lich großen Löcher kann die Verteilung der Kühlluft nach der Durchströmung des Lochblechs vergleichmäßigt werden. Die unterschiedlich großen Löcher können auch aus Festigkeitsgründen vorgesehen sein.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weisen die in Strömungsrichtung der Kühl luft weisenden Oberflächen der Stege eine gerundete Oberflächenform auf. Gerun dete Oberflächenformen zeichnen sich durch einen besonders niedrigen Strö mungswiderstand aus. Ein Steg kann somit beispielsweise eine Halbkugelform, eine halbelliptische Form oder sonstige gerundete Oberflächenformen aufweisen. Auch eine Kegelform oder dergleichen mit einer spitzen oder abgerundeten Kegelspitze ist möglich.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung umgrenzen die Stege auf ihrer dem Kühl luftstrom abgewandten Innenseite einen in Strömungsrichtung offenen Hohlraum. Eine solche Stegform ergibt sich, wenn die Materiallage eines zunächst planen Stegs durch Umformen so aufgewölbt wird, dass die einem nächstliegenden Loch benachbarten Oberflächenanteile eines Steges dem Loch zugeneigt sind. Durch die plastische Hohlform der Stege wird ein zusätzliches Gewicht des Lochblechs ver- mieden. Die Hohlform hat nur einen geringen Einfluss auf den Strömungswider stand. Im Hohlraum entsteht zwar ein Unterdrück, wenn ein Kühlluftstrom mit einer üblichen Strömungsgeschwindigkeit an den Kanten der Stege abströmt, die durch den Unterdrück im Hohlraum induzierten Querströmungen und Verwirbelungen der Kühlluft beeinflussen den Druckverlust des Lochblechs insgesamt aber nur geringfü gig-

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung bildet das als Kühlerabdeckgitter verwende te Lochblech ein Bestandteil der Außenflächen eines Fahrzeugs und weist eine ei nen Teil der Außenform des Fahrzeugs bildende Raumform auf. Das Lochblech kann auf diese Weise einen Teil der Außenform des Fahrzeugs bilden. In diesem Bereich kann auf zusätzliche Karosseriebleche verzichtet werden. Das Lochblech kann für eine ansprechende Optik eine passende Lackierung nebst einem entspre chendem Lackaufbau aufweisen, den aktuellen Anforderungen an einen Korrosions schutz genügt.

Die vorstehend angesprochenen Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils für sich, aber auch in Kombination mit anderen Ausgestaltungen der Erfindung mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 kombinierbar.

Weitere Abwandlungen und Ausgestaltungen der Erfindung lassen sich der nachfol genden gegenständlichen Beschreibung und den Zeichnungen entnehmen.

Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden Es zeigen:

Fig. 1 : eine perspektivische Ansicht auf ein Lochblech, und Fig. 2: eine Schnittansicht durch ein Lochblech mit Strömungsverlauf der durchströmenden Kühlluft.

In Fig. 1 ist eine Ansicht auf ein Lochblech 2 gezeigt. In der Ansicht ist erkennbar, dass eine Anzahl von Stegen 4 jeweils Löcher 6 umgrenzen, durch die ein Kühlluft strom hindurch strömen kann. Das Lochblech 2 kann als Kühlerabdeckgitter vor ei nem Kühlerpaket angeordnet sein, um das Kühlerpaket vor Kollisionen mit Fremd körpern zu schützen. Im Ausführungsbeispiel sind als Lochform sechseckige Löcher gezeigt, die Löcher können aber jede andere beliebige Lochform aufweisen, wie bei spielsweise runde, elliptische, viereckige oder achteckige oder andere nicht spiegel symmetrische Lochformen.

Die Stege 4 sind plastisch so geformt, dass sie entgegen der Strömungsrichtung 8 der anströmenden Kühlluft eine gerundete Oberfläche aufweisen.

In Fig. 2 ist eine Schnittansicht gezeigt, aus der erkennbar ist, wie die Kühlluft die Löcher 6 in Strömungsrichtung 8 durchströmt. In der Schnittansicht ist erkennbar, dass sich die Kühlluft jeweils vor einem Steg 4 teilt und in einer annähernd lamina ren Strömung an der Oberfläche der Stege 4 entlang strömt. Indem die Kühlluft an der Oberfläche der Stege 4 entlang strömt, entstehen dabei kaum störende Wirbel. Der Luftwiderstand, den ein entsprechend gestaltetes Lochblech aufweist, ist viel geringer als bei einem Lochblech mit plan geformten Stegen. Auf der Rückseite der Stege können sich strömungstechnische Toträume bilden, die aber keinen erhebli chen nachteiligen Einfluss auf den Strömungswiderstand des Lochblechs 2 haben. Dier in Fig. 2 gezeigte Querschnittsform der Stege 4 ist nur als beispielhaft zu ver stehen. Selbstverständlich können auch andere Ausformungen der Stege 4 verwen det werden. Die Form der Stege richtet sich nach den jeweiligen konkreten Anforde rungen an die Strömungsgeschwindigkeiten, die gewünschte Luftdurchsatzleistung, die Festigkeit des Lochblechs und die geometrischen Einbauverhältnisse eines Küh- lerabdeckgitters in einer konkreten Anwendung. Der Fachmann kann unter Berück sichtigung der vorstehend genannten Parameter eine geeignete Gestaltung der Querschnittsform der Stege 4 bestimmen.