DE102011077919A1

DE102011077919A1 - Air damper device for motor vehicle, has air flap, which is partially or entirely made of porous or hollow material, where porous material is formed by open-cell foam or closed-cell foam or fiber tangle or fiber fabric or fibrous tissue

Info

Publication number: DE102011077919A1
Application number: DE102011077919A
Authority: DE
Inventors: Klaus Pfaffelhuber; Cornelius Pfeifer
Original assignee: Roechling Automotive SE and Co KG
Current assignee: Roechling Automotive SE and Co KG
Priority date: 2011-06-21
Filing date: 2011-06-21
Publication date: 2012-12-27
Anticipated expiration: 2031-06-22
Also published as: DE102011077919B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftklappenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem eine Luftdurchlassöffnung aufweisenden Rahmen und wenigstens einer an dem Rahmen im Bereich der Luftdurchlassöffnung derart beweglich aufgenommenen Luftklappe (12), dass die Luftklappe (12) zur Veränderung des Durchströmungsquerschnitts der Luftdurchlassöffnung verstellbar ist zwischen einer Durchlassstellung und einer Sperrstellung, wobei die Luftdurchlassöffnung dann, wenn sich die wenigstens eine Luftklappe (12) in der Durchlassstellung befindet, eine größere Durchströmungsquerschnittsfläche aufweist als dann, wenn sich die wenigstens eine Luftklappe (12) in der Sperrstellung befindet, wobei die wenigstens eine Luftklappe (12) ein poröses Material (34) umfasst, vorzugsweise wenigstens abschnittsweise, besonders bevorzugt größtenteils, am stärksten bevorzugt vollständig aus einem porösen Material gebildet ist.The present invention relates to an air flap device for a motor vehicle having a frame having an air passage opening and at least one air flap (12) movably received on the frame in the region of the air passage opening such that the air flap (12) is adjustable between a passage position to change the flow cross section of the air passage opening and a blocking position, wherein the air passage opening, when the at least one air flap (12) is in the passage position, has a larger flow cross-sectional area than when the at least one air flap (12) is in the blocking position, wherein the at least one air flap ( 12) comprises a porous material (34), preferably at least in sections, particularly preferably for the most part, most preferably completely formed from a porous material.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftklappenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem eine Luftdurchlassöffnung aufweisenden Rahmen und wenigstens einer an dem Rahmen im Bereich der Luftdurchlassöffnung derart beweglich aufgenommenen Luftklappe, dass die Luftklappe zur Veränderung des Durchströmungsquerschnitts der Luftdurchlassöffnung verstellbar ist zwischen einer Durchlassstellung und einer Sperrstellung, wobei die Luftdurchlassöffnung dann, wenn sich die wenigstens eine Luftklappe in der Durchlassstellung befindet, eine größere Durchströmungsquerschnittsfläche aufweist als dann, wenn sich die wenigstens eine Luftklappe in der Sperrstellung befindet.The present invention relates to an air damper device for a motor vehicle having a frame having an air passage opening and at least one air flap so movably received on the frame in the area of the air passage opening that the damper is adjustable between a passage position and a blocking position to change the flow cross section of the air passage opening Air outlet opening, when the at least one air flap is in the passage position, a larger flow cross-sectional area than when the at least one air damper is in the blocking position.

Eine derartige Luftklappenvorrichtung ist im Stand der Technik hinreichend bekannt.Such a damper device is well known in the art.

Luftklappen der gattungsgemäßen Art werden üblicherweise in Kraftfahrzeugen verwendet, um durch Verstellung einer oder mehrerer Luftklappen relativ zu dem sie aufnehmenden Rahmen die Durchströmungsquerschnittsfläche der Luftdurchlassöffnung derart einzustellen, dass im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs eine gewünschte Menge an Luft durch die Luftdurchlassöffnung hindurch strömen kann und zu Aggregaten gelangt, die in Durchströmungsrichtung der Luftdurchlassöffnung hinter dieser Öffnung liegen. Dadurch können die betroffenen Aggregate, wie etwa eine Kühleinrichtung des Kraftfahrzeugs, die Brennkraftmaschine, Aggregate derselben, oder auch Bremsen des Kraftfahrzeugs, konvektiv gekühlt werden.Air dampers of the generic type are commonly used in motor vehicles to adjust by adjusting one or more air dampers relative to the receiving frame, the flow cross-sectional area of the air passage opening such that when driving the motor vehicle, a desired amount of air can flow through the air passage opening and passes to aggregates which lie in the flow direction of the air passage opening behind this opening. As a result, the affected units, such as a cooling device of the motor vehicle, the internal combustion engine, units thereof, or brakes of the motor vehicle can be convectively cooled.

Man hat in der Automobiltechnik erkannt, dass eine Verkürzung der Kaltstartphase der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs deren CO₂-Emission reduziert. Hierzu hat man Anstrengungen unternommen, den Motorblock der Brennkraftmaschine thermisch zu isolieren, und dadurch die Abführung von Motorwärme aus dem Motorraum zu verzögern.It has been recognized in automotive technology that a shortening of the cold start phase of the internal combustion engine of a motor vehicle reduces its CO ₂ emission. For this purpose, efforts have been made to thermally isolate the engine block of the internal combustion engine, and thereby delay the removal of engine heat from the engine compartment.

Eine Überhitzung des so thermisch isolierten Motors kann durch die eingangs genannte gattungsgemäße Luftklappenvorrichtung erreicht werden, bei welcher die wenigstens eine Luftklappe mit zunehmendem Kühlungsbedarf der Brennkraftmaschine zunehmend zur Durchlassstellung hin verlagert werden kann, um so bei gleicher Relativgeschwindigkeit zwischen dem Kraftfahrzeug und der es umgebenden Atmosphäre aufgrund der bei einer Verstellung der wenigstens einen Luftklappe zur Durchlassstellung hin immer größer werdenden Durchströmungsquerschnittsfläche eine immer größer werdende Luftmenge pro Zeiteinheit an die Stellen mit Kühlbedarf zuleiten zu können und so die Kühlleistung bedarfsgerecht einstellen zu können. Gleichzeitig wird eine CW-Wert-Verbesserung durch die geschlossene Luftklappe bewirkt.Overheating of the thus thermally insulated engine can be achieved by the aforementioned generic air damper device, in which the at least one air damper with increasing cooling demand of the engine can be increasingly displaced towards the passage position, so as to the same relative speed between the motor vehicle and the surrounding atmosphere due to be able to supply an ever-increasing amount of air per unit time at the points with cooling demand at an adjustment of the at least one air damper for passage position towards ever larger flow cross-sectional area and so to adjust the cooling capacity as needed. At the same time a CW value improvement is effected by the closed air damper.

Aber auch bei stehendem Fahrzeug kann durch Ventilatorbetrieb ein Luftstrom erzeugt werden.But even when the vehicle is stopped, an airflow can be generated by fan operation.

Der die Brennkraftmaschine umgebende Isolationsmantel ist dabei um so effektiver, je näher er an der Brennkraftmaschine vorgesehen ist. Mit zunehmender Annäherung des thermischen Isolationsmantels an die Brennkraftmaschine entstehen jedoch Schwierigkeiten, da nahe am Motorblock der Brennkraftmaschine vorgesehene Kabel, Schläuche und Rohre dann durch den thermischen Isolationsmantel hindurchgeführt werden müssen.The insulating jacket surrounding the internal combustion engine is the more effective the closer it is to the internal combustion engine. With increasing proximity of the thermal insulation jacket to the engine, however, difficulties arise because provided near the engine block of the engine cables, hoses and pipes must then be passed through the thermal insulation jacket.

Hierdurch werden einerseits unerwünschte Wärmebrücken geschaffen. Andererseits muss für eine Relativbewegbarkeit des üblicherweise karosseriefesten thermischen Isolationsmantels und des relativ zur Karosserie in gewissem Umfang beweglich gelagerten Verbrennungsmotors Sorge getragen werden.As a result, on the one hand unwanted heat bridges are created. On the other hand, care must be taken for a relative movement of the usually body-mounted thermal insulation jacket and the relative to the body to a certain extent movably mounted engine.

Diese Relativbewegbarkeit, die auf die durch den thermischen Isolationsmantel hindurch geführten Kabel, Schläuche und Rohre auszudehnen ist, wird dort häufig im Stand der Technik durch Faltenbälge und dergleichen realisiert, welche jedoch ein schlechtes, zumindest ein schlechteres Wärmeisolationsverhalten aufweisen, als der ungestörte Isolationsmantel.This Relativbewegbarkeit, which is to be extended to the guided through the thermal insulation jacket cables, hoses and pipes is often realized there in the art by bellows and the like, but which have a poor, at least a worse thermal insulation behavior than the undisturbed insulation jacket.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die thermische Isolation der Brennkraftmaschine weiter zu verbessern, um die CO₂-Emission eines Kraftfahrzeugs mit Brennkraftmaschine weiter zu verbessern.It is therefore an object of the present invention to further improve the thermal insulation of the internal combustion engine in order to further improve the CO ₂ emission of a motor vehicle with an internal combustion engine.

Diese Aufgabe wird durch eine Luftklappenvorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, bei welcher erfindungsgemäß die wenigstens eine Luftklappe ein poröses oder hohles Material umfasst, vorzugsweise wenigstens abschnittsweise, besonders bevorzugt größtenteils, am stärksten bevorzugt vollständig aus einem porösen oder hohlen Material gebildet ist.This object is achieved by an air flap device of the type mentioned above, in which, according to the invention, the at least one air flap comprises a porous or hollow material, preferably at least in sections, particularly preferably for the most part, most preferably completely formed from a porous or hollow material.

Durch die Verwendung von porösem oder hohlem Material für die wenigstens eine Luftklappe wird die Luftklappe thermisch isolierend ausgerüstet, da poröse oder hohle Materialien üblicherweise Wärmeenergie schlechter leiten als massives Material derselben Art.By using porous or hollow material for the at least one louver, the louver is thermally insulating equipped, since porous or hollow materials usually conduct heat energy worse than solid material of the same kind.

Als „poröses Material” im Sinne der vorliegenden Anmeldung wird jegliches Material mit einem Luft- bzw. Gasvolumenanteil verstanden.As "porous material" in the sense of the present application, any material with an air or gas volume fraction is understood.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Luftklappenvorrichtung liegt in einer durch das poröse Material bereitgestellten Gewichtsreduzierung, verglichen mit einer gleichdimensionierten Luftklappenvorrichtung aus massivem Material, also aus Material ohne Luftvolumenanteil. A further advantage of the air flap device according to the invention lies in a weight reduction provided by the porous material, compared to a uniformly dimensioned air flap device made of solid material, that is to say of material without air volume fraction.

Neben der Gewichtseinsparung erweist sich die erfindungsgemäße Luftklappenvorrichtung auch dadurch weiter als vorteilhaft, dass sie nicht nur zur thermischen Isolation der Brennkraftmaschine beiträgt, sondern auch zu deren akustischer Isolation beitragen kann. Ein Betrachter wird dieselbe Brennkraftmaschine im selben Fahrzeug und im selben Betriebszustand dann also leiser wahrnehmen, wenn die erfindungsgemäße Luftklappenvorrichtung zwischen dem Betrachter und der Brennkraftmaschine angeordnet ist, als wenn an derselben Stelle eine gleichdimensionierte Luftklappenvorrichtung herkömmlicher Bauart vorgesehen wäre. Dieser Vorteil beruht auf den Schall absorbierenden Eigenschaften poröser Materialien.In addition to the weight saving, the air damper device according to the invention also proves to be advantageous in that it not only contributes to the thermal insulation of the internal combustion engine, but also can contribute to the acoustic insulation. An observer will perceive the same internal combustion engine in the same vehicle and in the same operating state then quieter when the air damper device according to the invention is arranged between the viewer and the internal combustion engine, as if an equal-sized air damper device of conventional design would be provided at the same location. This advantage is due to the sound absorbing properties of porous materials.

Zur Erzielung des oben genannten vorteilhaften Effekts einer verbesserten thermischen Isolation der Brennkraftmaschine ist es ausreichend, wenn die wenigstens eine Luftklappe ein poröses Material umfasst. Da die thermische Isolationswirkung mit der Menge an porösem Material an der wenigstens einen Luftklappe zunimmt, ist die erfindungsgemäße Luftklappenvorrichtung um so besser thermisch isolierend, je größer der Anteil an porösem Material an dieser ist. Entsprechendes gilt für die oben bereits genannte Gewichtseinsparung sowie für die mit der Verwendung von porösem Material einhergehenden akustischen Isolation.In order to achieve the above-mentioned advantageous effect of improved thermal insulation of the internal combustion engine, it is sufficient if the at least one air flap comprises a porous material. Since the thermal insulation effect increases with the amount of porous material on the at least one air flap, the air flap device according to the invention is the better thermally insulating, the larger the proportion of porous material is at this. The same applies to the above-mentioned weight saving as well as for the associated with the use of porous material acoustic insulation.

Häufig umfasst die wenigstens eine Luftklappe einen in einer Luftklappenlängsrichtung verlaufenden länglichen Klappenkörper, welcher in der Regel den Hauptanteil an der Veränderbarkeit der Durchströmungsquerschnittsfläche der Luftdurchlassöffnung bereitstellt. Weiter umfasst die Luftklappe in der Regel ein Lagermittel, beispielsweise je ein Lagermittel an jedem Längsende des Klappenkörpers, an welchen die Luftklappe relativ zum Rahmen beweglich gelagert ist.Frequently, the at least one air flap comprises an elongate flap body which runs in an air flap longitudinal direction and which usually provides the majority of the variability of the throughflow cross-sectional area of the air passage opening. Furthermore, the air flap generally comprises a bearing means, for example a respective bearing means at each longitudinal end of the flap body, on which the air flap is movably mounted relative to the frame.

In einem einfachen und daher bevorzugten Fall kann das Lagermittel ein Zapfen sein, welcher drehbar in einer entsprechenden Ausnehmung am Rahmen eingesetzt ist. Selbstverständlich kann zur Verwirklichung der hier diskutierten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung auch am Rahmen der Zapfen und entsprechend an der Luftklappe die dazu passende Ausnehmung als Lagermittel vorgesehen sein.In a simple and therefore preferred case, the bearing means may be a pin which is rotatably inserted in a corresponding recess on the frame. Of course, in order to realize the further development of the present invention discussed here, the matching recess may also be provided as bearing means on the frame of the pins and correspondingly on the air flap.

Dabei soll jedoch nicht ausgeschlossen sein, dass die Luftklappe zu einer komplizierteren Relativbewegung am Rahmen vorgesehen ist, etwa zu einer kombinierten Dreh- und Translationsbewegung. Auch muss die Translationsbewegung der Luftklappe relativ zum Rahmen, sofern realisiert, nicht geradlinig sein, sondern kann wenigstens abschnittsweise oder sogar vollständig krummlinig verlaufen.However, it should not be excluded that the air damper is provided for a complicated relative movement on the frame, such as a combined rotational and translational movement. Also, the translational movement of the air damper relative to the frame, if realized, need not be rectilinear, but may be at least partially or even completely curvilinear.

In dem oben beschriebenen bevorzugten Fall einer Luftklappe mit Klappenkörper und Lagermittel umfasst wenigstens der Klappenkörper das zuvor genannte poröse Material. Wiederum gilt, dass die thermische Isolationswirkung des Klappenkörpers um so größer ist, je größer der Anteil des Klappenkörpers ist, der aus porösem Material gebildet ist. Daher ist der Klappenkörper vorzugsweise wenigstens abschnittsweise, besonders bevorzugt größtenteils, am stärksten bevorzugt vollständig aus dem porösen Material gebildet. Gleichzeitig ermöglicht dies die robuste Ausbildung der Lagermittel an der wenigstens einen Luftklappe aus massivem Material, wenngleich nicht ausgeschlossen sein sollte, dass auch die Lagermittel aus porösem Material gebildet sein können.In the above-described preferred case of an air damper with valve body and bearing means, at least the valve body comprises the aforementioned porous material. Again, the greater the proportion of the valve body formed of porous material, the greater the thermal insulating effect of the valve body. Therefore, the flap body is preferably at least partially, most preferably for the most part, most preferably completely formed of the porous material. At the same time this allows the robust design of the bearing means on the at least one air damper made of solid material, although it should not be excluded that the bearing means may be formed of porous material.

Wie oben bereits dargelegt, gelten die für die thermische Isolation genannten Vorteile in gleicher Weise für die mit der Verwendung von porösem Material einhergehende Gewichtseinsparung und die ebenfalls einhergehende akustische Isolationswirkung.As already explained above, the advantages mentioned for thermal insulation apply in the same way to the weight saving associated with the use of porous material and the likewise accompanying acoustic insulation effect.

Die thermische Isolationswirkung – ebenso wie die Gewichtseinsparung und die akustische Isolationswirkung – der hier diskutierten Luftklappenvorrichtung kann dadurch noch weiter erhöht werden, dass der Rahmen wenigstens im Bereich der Luftdurchlassöffnung, insbesondere ein die Luftdurchlassöffnung einfassender Rand, ein poröses Material umfasst, vorzugsweise wenigstens abschnittsweise, besonders bevorzugt größtenteils, am stärksten bevorzugt vollständig aus einem porösen Material gebildet ist. Auch für den Rahmen gilt, dass die thermische Isolationswirkung um so stärker erhöht wird, je größer der Anteil des Rahmens ist, der aus porösem Material gebildet ist.The thermal insulation effect - as well as the weight saving and the acoustic insulation effect - of the air flap device discussed here can be further increased that the frame comprises a porous material, at least in sections, especially at least in the area of the air passage opening, in particular an edge enclosing the air passage opening preferably for the most part, most preferably completely formed from a porous material. It is also true for the frame that the greater the proportion of the frame formed of porous material, the greater the thermal insulation effect is increased.

Zur Bereitstellung definierter Werkstoffeigenschaften des porösen Materials kann dieses ein mehrlagiges Material sein. Dabei können mehrere oder sogar alle Lagen aus porösem Material gebildet sein. Ebenso kann das poröse Material zusätzlich zu einzelnen porösen Lagen eine oder mehrere massive Schichten aufweisen, wenn dies beispielsweise für die Formstabilität oder die Steifigkeit der Luftklappenvorrichtung oder ihrer Einzelteile von Vorteil ist. Beispielsweise kann die Luftklappe an ihrer im montierten Zustand zum Außenbereich des Fahrzeugs weisenden Seite zum Schutz vor Steinschlag mit einer massiven Deckschicht ausgerüstet sein, während an der zur Brennkraftmaschine hinweisenden Seite wenigstens eine poröse Lage vorgesehen ist.To provide defined material properties of the porous material, this may be a multilayer material. In this case, several or even all layers may be formed of porous material. Likewise, the porous material may have one or more solid layers in addition to individual porous layers, if this is advantageous, for example, for the dimensional stability or the rigidity of the air flap device or its individual parts. For example, the flap may be equipped with a solid cover layer on its side facing the outer region of the vehicle in the mounted state for protection against rockfall, while at least one porous layer is provided on the side facing the engine.

Zur besonders vorteilhaften Verbesserung der akustischen Isolationswirkung der hier diskutierten Luftklappenvorrichtung kann das poröse Material einen offenzelligen Schaumstoff aufweisen. Gleiches gilt für ein Fasergewirr, welches im Grunde ebenfalls ein offenzelliges Isolationsmaterial darstellt, welche sich vom offenzelligen Schaumstoff lediglich durch die Form der Zellen unterscheidet, nicht jedoch durch die Verbindung der Zellen miteinander. For a particularly advantageous improvement in the acoustic insulation effect of the air flap device discussed here, the porous material may comprise an open-cell foam. The same applies to a fiber entanglement, which is basically also an open-cell insulation material, which differs from the open-cell foam only by the shape of the cells, but not by the connection of the cells to each other.

Ebenso kann das poröse Material ein Fasergelege oder auch ein Fasergewebe umfassen, welche zwar eine geringere Schallisolationswirkung aufweisen als da Fasergewirr, jedoch immer noch eine deutlich bessere derartige Wirkung aufweisen als ein massives Material aus dem selben Werkstoff, aus welchem die Fasern des Geleges oder Gewebes hergestellt sind.Likewise, the porous material may comprise a fiber fabric or a fiber fabric, which although a lower sound insulation effect than because fiber tangles, but still have a much better effect than a solid material made of the same material from which made the fibers of the fabric or fabric are.

Weiter soll nicht ausgeschlossen sein, dass das poröse Material zur Erzielung einer möglichst guten thermischen Isolationswirkung auch einen geschlossenzelligen Schaumstoff aufweist.Furthermore, it should not be ruled out that the porous material also has a closed-cell foam in order to achieve the best possible thermal insulation effect.

Aber auch eine eingeschlossene Luft, beispielsweise in einer blasgeformten, im Wesentlichen hohlen Luftklappe, kann die thermische Isolationswirkung verbessern.But even an enclosed air, for example in a blow-molded, substantially hollow air damper, can improve the thermal insulation effect.

Insbesondere kann daran gedacht werden, dass das oben genannte mehrlagige Material einzelne Lagen aus den oben genannten Werkstoffen in Kombination aufweist.In particular, it can be thought that the above-mentioned multilayer material has individual layers of the above-mentioned materials in combination.

Weiterhin können einzelne Lagen oder das gesamte Material selbst aus einem Faservlies, also einer Form eines Fasergewirrs, gebildet sein, beispielsweise durch Verdichten unter Druck- und Temperatureinwirkung bei gleichzeitiger Verwendung eines thermoplastischen Bindemittels im Faservlies.Furthermore, individual layers or the entire material itself can be formed from a fiber fleece, that is to say a form of a fiber entanglement, for example by compression under pressure and temperature with the simultaneous use of a thermoplastic binder in the fiber fleece.

Wiederum kann ein derartiger Vlieswerkstoff mit mehreren weiteren Lagen von Materialien versehen sein.Again, such a nonwoven material may be provided with several further layers of materials.

Die hier diskutierte Luftklappenvorrichtung kann zur besonders effektiven Steuerung der konvektiven Kühlung von in Durchströmungsrichtung der Luftklappenvorrichtung hinter der selben gelegenen Aggregaten mehrere Luftklappen umfassen, wobei einige dieser Luftklappen gemeinsam verstellbar sein können, um die Durchströmungsquerschnittsfläche in einem großen Bereich verändern zu können.The louver device discussed herein may include a plurality of louvers for particularly effective control of convective cooling of devices located behind it in the direction of flow of the louver device, with some of these louvers being adjustable together to vary the flow cross-sectional area over a wide range.

Zusätzlich oder alternativ kann ebenfalls vorgesehen sein, dass von den mehreren Luftklappen einige gesondert voneinander verstellbar sind, etwa um gezielt Luftströme einzelnen Aggregaten zuzuleiten, da Betriebszustände an dem die Luftklappenvorrichtung tragenden Fahrzeug denkbar sind, bei welchen einige vom Fahrzeug vorgesehene Aggregate Kühlbedarf aufweisen, während dieser bei anderen Aggregaten nicht besteht. Aggregate mit und ohne Kühlbedarf können beispielsweise in ein- und demselben Motorraum vorhanden sein.Additionally or alternatively, it may also be provided that some of the plurality of louvers are adjustable separately from one another, for example to selectively supply air streams to individual units, since operating states on the vehicle supporting the louver device are conceivable, in which some units provided by the vehicle have cooling requirements, during this does not exist in other units. Aggregates with and without cooling demand can be present, for example, in one and the same engine compartment.

Weiter wird die vorstehend genannte Aufgabe gelöst durch ein Kraftfahrzeug mit einer Luftklappenvorrichtung wie sie oben beschrieben wurde, wobei das Krafffahrzeug weiter mit einem im Bereich der Fahrzeugvorderseite vorgesehenen Kühler versehen ist, um ein Fluid durch einen im Fahrbetrieb aufgrund einer Relativbewegung von Fahrzeug und umgebender Atmosphäre erzeugten Luftstrom zu kühlen. Der Kühler kann beispielsweise ein Ladeluftkühler sein, dann ist das zu kühlende Fluid ein Gas, oder der Kühler kann ein Ölkühler oder Wasserkühler sein, dann ist das zu kühlende Fluid eine Flüssigkeit.Further, the above object is achieved by a motor vehicle having a louver device as described above, wherein the Krafffahrzeug is further provided with a provided in the region of the vehicle front side radiator to a fluid by a generated during driving due to a relative movement of the vehicle and the surrounding atmosphere To cool airflow. The cooler may be, for example, a charge air cooler, then the fluid to be cooled is a gas, or the cooler may be an oil cooler or water cooler, then the fluid to be cooled is a liquid.

Bevorzugt ist in diesem Falle vorgesehen, dass die Luftklappen der Luftklappenvorrichtung in Luftström-Anströmrichtung des Kühlers, das ist in der Regel die oben bezeichnete Durchströmungsrichtung der Luftdurchlassöffnung der Luftklappenvorrichtung, vor dem Kühler angeordnet sind. Dann ist es nämlich möglich, dass die Luftklappenvorrichtung den auf den Kühler auftreffenden Luftstrom mengenmäßig begrenzen und damit die konvektive Kühlung des Kühlers beeinflussen kann. Außerdem kann dadurch auch die in dem üblicherweise zu kühlenden Fluid gespeicherte Wärmemenge durch Verstellung der Luftklappen in die Sperrstellung in dem Fluid gehalten werden, wodurch die eingangs gewünschte Wirkung einer verkürzten Kaltstartphase in besonderem Maße erzielt werden kann.In this case, it is preferably provided that the louvers of the louver device are arranged in front of the radiator in the airflow direction of flow of the radiator, which is generally the above-described flow direction of the air passage opening of the louver device. For then it is possible that the air damper device limit the amount of air impinging on the radiator and thus can influence the convective cooling of the radiator. In addition, it can also be kept in the fluid by the adjustment of the air flaps in the blocking position in the fluid stored in the usually to be cooled fluid amount, whereby the initially desired effect of a shortened cold start phase can be achieved to a particular extent.

Zusätzlich oder alternativ kann die Luftklappenvorrichtung im Unterboden des Kraftfahrzeugs vorgesehen sein, etwa um einen Luftstrom gezielt aus vom Fahrzeug eingefassten Volumenbereichen auszuleiten. Ein derartiger Volumenbereich ist bevorzugt der Motorraum mit der darin angeordneten Brennkraftmaschine. Deshalb ist es besonders bevorzugt, dass die Luftklappenvorrichtung im Unterboden des Kraftfahrzeugs im Bereich vor oder/und unter der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, um den an die Brennkraftmaschine zugeführten Luftstrom bedarfsgerecht aus dem Kraftfahrzeug ableiten zu können und bei Stillstand des Fahrzeugs durch Schließen der Luftströmungsöffnung eine Abkühlung der Brennkraftmaschine möglichst zu verzögern.Additionally or alternatively, the air flap device may be provided in the underbody of the motor vehicle, for example, to selectively divert an air flow from volume regions enclosed by the vehicle. Such a volume range is preferably the engine compartment with the internal combustion engine arranged therein. Therefore, it is particularly preferred that the air damper device is provided in the underbody of the motor vehicle in front of and / or under the engine of the motor vehicle to derive the supplied to the engine air flow as needed from the motor vehicle and at standstill of the vehicle by closing the air flow opening To delay a cooling of the internal combustion engine as possible.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es stellt dar: 1a eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Luftklappenvorrichtung im Teilschnitt,The present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. It shows: 1a a top view of an embodiment of an air damper device according to the invention in partial section,

1b eine Seitenansicht entlang einer Luftklappenlängsachse einer Luftklappe der Luftklappenvorrichtung von 1a und 1b a side view along an air damper longitudinal axis of an air damper of the air damper device of 1a and

2 eine grobschematische Längsschnittansicht eines vorderen Bereichs eines Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Luftklappenvorrichtung. 2 a rough schematic longitudinal sectional view of a front portion of a motor vehicle with an air damper device according to the invention.

In 1a ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Luftklappenvorrichtung allgemein mit 10 bezeichnet. Diese umfasst wenigstens eine Luftklappe 12, welche in dem gezeigten Beispiel um eine Luftklappenlängsachse 14, die im Übrigen im dargestellten Beispiel eine Luftklappenlängsrichtung der Luftklappe 12 definiert, drehbar an einem Rahmen 16 aufgenommen ist.In 1a is an embodiment of an air damper device according to the invention generally with 10 designated. This includes at least one air damper 12 , which in the example shown by an air damper longitudinal axis 14 , Incidentally, in the example shown an air damper longitudinal direction of the air damper 12 defined, rotatable on a frame 16 is included.

Zusätzlich oder alternativ kann die wenigstens eine Luftklappe 12 auch translatorisch verlagerbar am Rahmen 16 aufgenommen sein.Additionally or alternatively, the at least one air damper 12 also translationally displaceable on the frame 16 be included.

Der Rahmen 16, der einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein kann, definiert in an sich bekannter Weise eine Luftdurchlassöffnung 18, deren Durchströmungsquerschnittsfläche abhängig von einer Relativstellung der wenigstens einen Luftklappe 12 zum Rahmen 16 veränderbar ist.The frame 16 , which may be formed in one piece or multiple parts, defined in a conventional manner, an air passage opening 18 whose flow cross-sectional area depends on a relative position of the at least one air flap 12 to the frame 16 is changeable.

Der Rahmen 16 kann zusätzlich zu der mit durchgezogenem Strich gezeichneten Luftklappe 12 weitere Luftklappen aufweisen, vorzugsweise mit zur Luftklappenlängsachse 14 parallelen Luftklappenlängsachsen 14', wie etwa die lediglich strichliniert angedeutete weitere Luftklappe 12'.The frame 16 can in addition to the drawn with a solid line damper 12 Have more louvers, preferably with the air damper longitudinal axis 14 parallel air damper longitudinal axes 14 ' , such as the further indicated by dashed lines further air damper 12 ' ,

Weiterhin kann in 1a auch oberhalb der Luftklappe 12 eine zusätzliche Luftklappe vorgesehen sein, um die Durchströmungsquerschnittsfläche 18, welche in dem in 1a gezeigten Beispiel in der Regel orthogonal zur Zeichenebene der 1a durchströmt wird, in möglichst großem Umfang verändern zu können.Furthermore, in 1a also above the air damper 12 an additional air damper may be provided to the flow cross-sectional area 18 , which in the in 1a shown example, usually orthogonal to the plane of the 1a is flowed through to be able to change as much as possible.

In 1a ist die Luftklappe 12 in ihrer Sperrstellung dargestellt, in welcher sie eine möglichst große Fläche der Luftdurchlassöffnung 18 in einer Durchströmungsrichtung, welche im gezeigten Beispiel orthogonal zur Zeichenebene der 1a ist, abdeckt.In 1a is the air damper 12 shown in their blocking position, in which they have the largest possible area of the air passage opening 18 in a flow direction, which in the example shown orthogonal to the plane of the 1a is covering.

Dann, wenn mehrere Luftklappen an der Luftklappenvorrichtung 10 vorgesehen sind, ist es vorteilhaft, wenn sich die unmittelbar benachbarten Luftklappen, hier: beispielsweise Luftklappen 12 und 12', abschnittsweise überlappen, um ein möglichst dichtes Verschließen der Luftdurchlassöffnung 18 in der Sperrstellung der Luftklappen 12 und 12' zu ermöglichen.Then, if several louvers on the louver device 10 are provided, it is advantageous if the immediately adjacent louvers, here: for example, louvers 12 and 12 ' overlap in sections, as close as possible to the air passage opening 18 in the locked position of the louvers 12 and 12 ' to enable.

Die Luftklappe 12 kann einen Luftklappenkörper 20 umfassen, welcher im Wesentlichen vollständig in der Luftdurchlassöffnung aufgenommen sein kann, und kann weiter Lagermittel 22 und 24 umfassen, welche vorzugsweise an den Längsenden des sich längs der Luftklappenlängsachse 14 erstreckenden Klappenkörpers 20 angeordnet sind.The air damper 12 can have a damper body 20 which may be substantially completely housed in the air passage opening, and may further include storage means 22 and 24 which preferably at the longitudinal ends of the along the air damper longitudinal axis 14 extending flap body 20 are arranged.

Beispielsweise können die Lagermittel 22 und 24 in Form von Lagerzapfen 26 und 28 an den Klappenkörper 20 angespritzt sein. Dann können die Zapfen 26 und 28 als die Lagermittel 22 und 24 der Luftklappe 12 in entsprechenden Ausnehmungen 30 bzw. 32 im Rahmen 16 relativ zum Rahmen 16 verlagerbar aufgenommen sein.For example, the storage means 22 and 24 in the form of bearing journals 26 and 28 to the valve body 20 be sprayed. Then the cones can 26 and 28 as the storage means 22 and 24 the air damper 12 in corresponding recesses 30 respectively. 32 as part of 16 relative to the frame 16 be transferred displaced.

In dem in 1a gezeigten Beispiel umfasst wenigstens der Klappenkörper 20 der Luftklappe 12 ein poröses Material 34 (siehe 1b).In the in 1a In the example shown, at least the valve body comprises 20 the air damper 12 a porous material 34 (please refer 1b ).

Das poröse Material 34, welches ein Fasergewirr, imprägniertes Fasergewirr, Fasergelege, Fasergewebe, offenzelliger Schaumstoff, geschlossenzelliger Schaumstoff oder ein Verbund aus mehreren der genannten Materialien sein kann, ist bevorzugt auf der von der im Betrieb angeströmten Seite 12a abgewandten Seite des Klappenkörpers 20 vorgesehen. Das poröse Material 34 weist daher in der Sperrstellung der Luftklappe 12 in einem in ein Kraftfahrzeug eingebauten Zustand bevorzugt zum Fahrzeuginnenraum, etwa zu einem Motorraum, des Kraftfahrzeugs hin.The porous material 34 which may be a fiber tangle, impregnated fiber tangle, fiber web, fiber web, open cell foam, closed cell foam, or a composite of a number of said materials, is preferably on the side streamed in during operation 12a opposite side of the valve body 20 intended. The porous material 34 therefore points in the blocking position of the air damper 12 in a state installed in a motor vehicle, preferably toward the vehicle interior, for example toward an engine compartment, of the motor vehicle.

Die die Anströmseite 12a in der Sperrstellung der Luftklappe 12 aufweisende Seite des Klappenkörpers 20 ist aus Gründen der Formstabilität und einer möglichst großen Standzeit der Luftklappe 12 aus massivem Material 36 gebildet. Dies muss jedoch nicht so sein. Es kann auch der gesamte Klappenkörper 20 aus porösem Material gebildet sein. Ebenso kann der Klappenkörper 20 einen Kern aus massivem Material aufweisen, welcher zu beiden Seiten 12a und 12b mit porösem Material versehen ist oder welcher vollständig in Umfangsrichtung um die Luftklappenlängsachse 14 mit porösem Material umgeben ist.The inflow side 12a in the blocking position of the air flap 12 having side of the valve body 20 is for reasons of dimensional stability and the greatest possible service life of the air damper 12 made of solid material 36 educated. However, this does not have to be the case. It can also be the entire valve body 20 be formed of porous material. Likewise, the valve body 20 have a core of solid material, which on both sides 12a and 12b is provided with porous material or which is completely in the circumferential direction about the air damper longitudinal axis 14 surrounded by porous material.

Ebenfalls können in einem nicht dargestellten, aber ebenfalls möglichen Ausführungsbeispiel ein oder mehrere Lagermittel aus porösem Material gebildet sein, welches durch Imprägnierung entsprechend verfestigt werden kann.Likewise, in an exemplary embodiment which is not shown but which is likewise possible, one or more bearing means may be formed of porous material which can be solidified by impregnation.

In 2 ist grobschematisch die Anordnung der erfindungsgemäßen Luftklappenvorrichtung 10 in einem Kraftfahrzeug 40, genauer in dessen Motorraum 42, gezeigt.In 2 is roughly schematic, the arrangement of the air damper device according to the invention 10 in a motor vehicle 40 , more precisely in the engine compartment 42 , shown.

2 zeigt eine Vorderseite des Fahrzeugs 40 grobschematisch in einem Längsschnitt, wobei die Zeichenebene von 2 parallel zur Fahrzeuglängsachse und orthogonal zur Fahrzeugquerachse verläuft. 2 shows a front of the vehicle 40 roughly schematic in a longitudinal section, wherein the Drawing plane of 2 parallel to the vehicle longitudinal axis and orthogonal to the vehicle transverse axis.

Das Fahrzeug 40 wird im Fahrbetrieb aus Richtung des Pfeiles 44 vom Fahrtwind angeströmt.The vehicle 40 becomes in driving direction from the direction of the arrow 44 streamed by the wind.

Der Fahrtwind strömt üblicherweise durch den Kühlergrill 46 hindurch und erreicht dann die Luftklappenvorrichtung 10. Dabei kann der durch den Fahrtwind ausgelöste Luftstrom die im Rahmen 16 der Luftklappenvorrichtung 10 vorgesehene Luftdurchlassöffnung 18 abhängig von der Stellung der dort vorgesehenen Luftklappen 12, 12' usw. mehr oder weniger ungehindert durchströmen.The airstream usually flows through the radiator grille 46 through and then reaches the air damper device 10 , Here, the triggered by the wind air flow in the frame 16 the air flap device 10 provided air passage opening 18 depending on the position of the air flaps provided there 12 . 12 ' etc. flow through more or less unhindered.

In dem in 2 dargestellten Beispiel sind in der Luftklappenvorrichtung 10 fünf Luftklappen mit parallelen Luftklappenlängsachsen 14, 14' beispielhaft dargestellt. Die oberen drei Luftklappen der Luftklappenvorrichtung 10 lassen sich vorzugsweise gemeinsam bewegen und befinden sich in der Sperrstellung, in welcher die jeweilige Luftklappe einen maximalen Bereich der Luftdurchlassöffnung abschottet.In the in 2 Example shown are in the air damper device 10 Five louvers with parallel air damper longitudinal axes 14 . 14 ' exemplified. The upper three louvers of the louver device 10 can preferably move together and are in the blocking position in which the respective air damper seals off a maximum area of the air passage opening.

Ebenso sind die in dem in 2 dargestellten Beispiel unteren beiden Luftklappen vorzugsweise gemeinsam bewegbar und ebenso vorzugsweise gesondert von den oberen drei Luftklappen bewegbar. Die unteren beiden Luftklappen der Luftklappenvorrichtung 10 in 2 befinden sich in der Durchlassstellung, in welcher die Luftklappen eine maximale Durchströmungsquerschnittsfläche der Luftdurchlassöffnung 18 freigeben.Likewise, those in the in 2 illustrated example, lower two louvers preferably movable together and also preferably movable separately from the upper three louvers. The lower two louvers of the louver device 10 in 2 are in the passage position in which the louvers a maximum flow cross-sectional area of the air passage opening 18 release.

Vorzugsweise ist die Luftklappenvorrichtung 10 derart angeordnet, dass sich ein Kühler 50, bzw. allgemein ein Wärmetauscher 50, zwischen der Brennkraftmaschine 52 und der Luftklappenvorrichtung 10 befindet.Preferably, the air damper device 10 arranged so that a cooler 50 , or in general a heat exchanger 50 , between the internal combustion engine 52 and the louver device 10 located.

Dies hat den Vorteil, dass dann, wenn das Fahrzeug 40 nach einem Betrieb im erwärmten Zustand abgestellt wird, die Luftklappen der Luftklappenvorrichtung 10 durch eine entsprechende Steuervorrichtung im Fahrzeug 40 in ihre Sperrstellung verstellt werden, in welcher das poröse Material 34 von 1b zur Brennkraftmaschine 52 und zum Kühler 50 hin weist. Somit wird eine Auskühlung bzw. Abkühlung der erwärmten Aggregate Brennkraftmaschine 52, Kühler 50 und ggf. weiterer Aggregate, wie beispielsweise Ausgleichsbehälter des Kühlers 50 usw., verlangsamt, denn das poröse Material 34 der Luftklappen weist im Vergleich zum herkömmlicherweise verwendeten Material 36 eine erhöhte thermische Isolationsfähigkeit auf. Dadurch wird der Wärmestrom durch die Luftklappenvorrichtung 12 im Vergleich zu herkömmlichen Luftklappenvorrichtungen aus massivem Material deutlich verringert.This has the advantage that when the vehicle 40 is switched off after operation in the heated state, the louvers of the air damper device 10 by a corresponding control device in the vehicle 40 be adjusted in their blocking position, in which the porous material 34 from 1b to the internal combustion engine 52 and to the radiator 50 points. Thus, a cooling or cooling of the heated units internal combustion engine 52 , Cooler 50 and possibly other aggregates, such as expansion tank of the radiator 50 etc., slows down, because the porous material 34 the air damper has in comparison to conventionally used material 36 an increased thermal insulation capacity. As a result, the heat flow through the air damper device 12 Significantly reduced compared to conventional solid material damper devices.

Wenn dann nach einer vorbestimmten Zeitspanne das Fahrzeug 40 erneut gestartet wird, befindet sich somit die Brennkraftmaschine 52 und auch das im Kühler 50 befindliche Fluid auf einer höheren Temperatur, so dass eine Kaltstartphase verringert, d. h. verkürzt werden kann, was sich positiv auf die CO₂-Emmission des Fahrzeugs auswirkt.If then after a predetermined period of time the vehicle 40 is restarted, so is the internal combustion engine 52 and also in the cooler 50 fluid at a higher temperature, so that a cold start phase can be reduced, ie shortened, which has a positive effect on the CO ₂ emission of the vehicle.

Der Motorraum 42 kann an weiteren Seiten mit thermischem Isolationsmaterial versehen sein, so etwa auch mit einem Unterboden 54 aus porösem Material, oder wenigstens abschnittsweise aus porösem Material. Auch der Unterboden 54 kann einen Rahmen im Sinne der oben beschriebenen Luftklappenvorrichtung bilden, in dem Luftklappen 56 vorgesehen sein können. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Motor seitlich und von oben isoliert ist. Auch hier ist es vorteilhaft, wenn durch das Isolationsmaterial möglichst viele Wärme speichernde Bauteile und Flüssigkeiten eingeschlossen sind, sich also innerhalb des Isolationmantels befinden.The engine compartment 42 may be provided on other sides with thermal insulation material, such as with an underbody 54 of porous material, or at least partially of porous material. Also the underbody 54 may form a frame in the sense of the above described air damper device, in the louvers 56 can be provided. Furthermore, it can be provided that the motor is insulated laterally and from above. Again, it is advantageous if the insulating material as many heat-storing components and liquids are included, so are located within the insulation jacket.

In dem in 2 gezeigten Beispiel sind die zwei vordersten Luftklappen 56 in einer Durchlassstellung und die drei weiter von der Fahrzeugvorderseite entfernt gelegenen Luftklappen in der Sperrstellung gezeichnet.In the in 2 example shown are the two foremost louvers 56 drawn in a passage position and the three further away from the vehicle front side air dampers in the blocking position.

Selbstverständlich kann jede Luftklappe auch in eine Zwischenstellung zwischen Durchlassstellung und Sperrstellung bewegt werden.Of course, each air damper can also be moved to an intermediate position between passage position and blocking position.

Durch die teilweise oder vollständige Ausrüstung der Luftklappen oder auch des Rahmens der Luftklappenvorrichtung kann nicht nur die thermische Isolationswirkung der Luftklappen verbessert werden, sondern auch die akustische Isolationswirkung. Die akustische Isolationswirkung ist insbesondere dann in vorteilhafter Weise erhöht, wenn das poröse Material offenzellig ist, also beispielsweise aus offenzelligem Schaumstoff oder/und einem offenzelligen Fasergewirr gebildet ist oder solche umfasst.By the partial or complete equipment of the louvers or the frame of the louver device not only the thermal insulation effect of the louvers can be improved, but also the acoustic insulation effect. The acoustic insulation effect is particularly advantageously increased if the porous material is open-celled, that is, for example, made of open-cell foam or / and an open-cell fiber entanglement or includes such.

Darüber hinaus kann durch die Porosität oder Teilporosität der Luftklappen, ggf. auch des Rahmens, das Gewicht der Luftklappenvorrichtung gegenüber einer gleichdimensionierten massiven Ausführung verringert werden, was insgesamt die beschleunigte Masse des Fahrzeugs 40 in vorteilhafter Weise verringert.In addition, due to the porosity or partial porosity of the louvers, possibly also of the frame, the weight of the louver device can be reduced compared to an equally dimensioned solid version, which in total the accelerated mass of the vehicle 40 reduced in an advantageous manner.

Mit der hier vorgestellten erfindungsgemäßen Luftklappenvorrichtung kann also im Fahrbetrieb der Wärmehaushalt von Innenbereichen eines Fahrzeugs, wie etwa des Motorraums 42, gezielt beeinflusst werden und kann darüber hinaus bei geparktem Fahrzeug eine thermische Isolationswand gebildet werden, welche eine Auskühlung von erwünscht erwärmten Aggregaten in vorteilhafter Weise verzögern kann.With the air flap device according to the invention presented here, the heat balance of interior areas of a vehicle, such as the engine compartment, can therefore be selected during driving operation 42 , be specifically influenced and can also be formed with parked vehicle, a thermal insulation wall, which can delay a cooling of desired heated aggregates in an advantageous manner.

Durch die ebenfalls erzielbare akustische Isolationswirkung kann darüber hinaus das außerhalb des Fahrzeugs wahrnehmbare, vom Fahrzeug ausgehende Geräusch in seiner Intensität verringert werden.Due to the likewise achievable acoustic insulation effect beyond the perceptible outside the vehicle, emanating from the vehicle noise can be reduced in intensity.

Claims

Air flap device for a motor vehicle ( 40 ) with a frame having an air passage opening ( 16 ; 54 ) and at least one on the frame ( 16 ; 54 ) in the area of the air passage opening ( 18 ) so movably received air damper ( 12 . 12 '; 56 ) that the air damper ( 12 . 12 '; 56 ) for changing the flow cross-section of the air passage opening ( 18 ) is adjustable between a passage position and a blocking position, wherein the air passage opening ( 18 ), when the at least one air damper ( 12 ; 12 '; 56 ) is in the passage position, has a larger flow cross-sectional area than when the at least one air flap ( 12 . 12 '; 56 ) is in the blocking position, characterized in that the at least one air flap ( 12 . 12 '; 56 ) a porous or hollow material ( 34 ), preferably at least in sections, particularly preferably for the most part, most preferably entirely from a porous or hollow material ( 34 ) is formed.

Air flap device according to claim 1, characterized in that the at least one air flap ( 12 ; 12 '; 56 ) in an air damper longitudinal direction (at 14 ) extending elongated valve body ( 20 ) and at least one storage means ( 22 . 24 ), preferably one longitudinal end on the valve body ( 20 ) bearing means ( 22 . 24 ), wherein at least the valve body ( 20 ) the porous material ( 34 ), preferably at least in sections, particularly preferably for the most part, most preferably entirely from the porous material ( 34 ) is formed.

Air flap device according to claim 1 or 2, characterized in that the frame ( 16 ; 54 ) at least in the region of the air passage opening ( 18 ), in particular a the air passage opening ( 18 ) bordering edge, a porous material ( 34 ), preferably at least in sections, particularly preferably for the most part, most preferably entirely of a porous material ( 34 ) is formed.

Air flap device according to one of the preceding claims, characterized in that the porous material ( 34 ) is a multilayer material.

Air flap device according to one of the preceding claims, characterized in that the porous material ( 34 ) comprises an open-cell foam or / and a closed-cell foam and / or a fiber tangle and / or a fiber fabric or / and a fiber fabric.

Air damper device according to one of the preceding claims, characterized in that it has a plurality of louvers ( 12 . 12 '; 56 ), some of which are jointly adjustable and / or some of which are separately adjustable.

Motor vehicle ( 40 ) with an air flap device ( 10 ) according to one of the preceding claims and further comprising a cooler provided in the region of the vehicle front side ( 50 ) for cooling a fluid by a driving operation due to a relative movement of vehicle ( 40 ) and surrounding atmosphere generated airflow ( 44 ), characterized in that the louvers ( 12 ; 12 ' ) in air flow direction ( 44 ) of the radiator ( 50 ) in front of the radiator ( 50 ) are arranged.

Motor vehicle with an air flap device according to one of claims 1 to 6, in particular motor vehicle according to claim 7, characterized in that the air flap device in the underbody ( 54 ) of the motor vehicle ( 40 ), in particular in front of and / or under the engine ( 52 ) of the motor vehicle ( 40 ).