DE19516942A1 - Einrichtung zur Abschottung einer Luftdurchtrittsöffnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Abschottung einer Luftdurchtrittsöffnung, die sich vorzugsweise am Stoßfänger eines Kraftfahrzeugs befindet und einen Lufteinlaß für den Kühler des Kraftfahrzeugs bildet. Die Erfindung ist darüberhin­ aus aber auch allgemein zur wahlweisen Freigabe oder zum Ver­ schluß beliebiger Luftdurchtrittsöffnungen oder Luft- bzw. Belüftungskanäle geeignet, wobei auch Zwischen-Öffnungsstellun­ gen einstellbar sind, bei denen der durchtretende Luftstrom nicht gänzlich unterbunden, sondern gedrosselt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend jedoch am Beispiel der Abschot­ tung einer Luftdurchtrittsöffnung im Bereich des Stoßfängers eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Diese Luftdurchtrittsöffnung, die bei normalen Temperaturen den Fahrtwind zum Kühler eintreten läßt, muß bei sehr niedrigen Temperaturen zumindest zeitweise verschlossen werden, bis geeignete Betriebstemperaturen erreicht sind. Aus diesem Grund ist bereits versucht worden, die Luft­ durchtrittsöffnung am Stoßfänger eines Kraftfahrzeugs mit einem Schieber zu öffnen und zu schließen, der von einem Motor auf­ wärts und abwärts bewegbar ist. Dabei hat sich herausgestellt, daß der Schieber nicht mehr bewegt werden kann, wenn sich im Bereich der Luftdurchtrittsöffnung Eis abge­ lagert hat. Auch starke Ablagerungen von anderen festen Stoffen können die freie Bewegbarkeit eines derartigen Schiebers verhin­ dern.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Abschottung einer Luftdurchtrittsöffnung an­ zugeben, mit der diese zuverlässiger geöffnet, gedrosselt und verschlossen werden kann. Dies soll insbesondere dann der Fall sein, wenn sich im Bereich der Luftdurchtrittsöffnung Eis und größere Mengen von Fremdpartikeln ablagern können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen gekennzeichnet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist wenigstens ein Element angeordnet, das derart expandierbar ist, daß es sich im wesent­ lichen über den gesamten Querschnitt der Luftdurchtrittsöffnung erstreckt. In seinem nicht-expandierten Ausgangszustand gibt das Element die Luftdurchtrittsöffnung frei. Wenn das Element be­ vorzugt durch Zufuhr eines gasförmigen Mediums wie Luft aufge­ weitet wird, verschließt es zunehmend die Luftdurchtrittsöff­ nung, wodurch der hindurchtretende Luftstrom gedrosselt wird. Bei Bedarf wird das Element so weit expandiert, daß die Luft­ durchtrittsöffnung völlig verschlossen ist.

Die Expansion des Elementes ist auch dann problemlos möglich, wenn sich Schmutzpartikel und Eis an dem Element abgelagert haben, da das Eis und eine eventuelle Schmutzschicht beim Auf­ blasen des Elementes abspringen. Durch Aufbringen von Unterdruck kann das Element stets zuverlässig wieder zusammengezogen wer­ den.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß im Bereich der Luftdurch­ trittsöffnung auch mehrere expandierbare Elemente angeordnet sein können, wozu die Luftdurchtrittsöffnung beispielsweise auch in mehrere Kammern unterteilt sein kann, in denen sich jeweils ein Element befindet.

Es ist ersichtlich, daß das expandierbare Element auch in an­ dersartigen Belüftungsöffnungen oder Luftkanälen angeordnet sein kann, um diese wahlweise freizugeben oder zu verschließen und wobei auch beliebige Zwischenstellungen möglich sind.

Wenn es auch bevorzugt ist, daß zum Aufweiten des Elementes ein gasförmiges Medium wie Luft verwendet wird, so liegt es doch im Rahmen der Erfindung, daß das Element auch mittels einer Flüs­ sigkeit expandiert werden kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das expandierbare Element ein Faltenbalg sein. Dieser Faltenbalg kann einen sym­ metrischen Aufbau zu seiner Mittelachse haben, d. h. er hat in diesem Fall beidseitig "Falten", so daß er in Richtung seiner Mittelachse verlängerbar oder zu verkürzen ist.

Der Faltenbalg kann aber auch querschnittlich einen unsymme­ trischen Aufbau haben, wobei sich die "Falten" nur an der von der Lufteintrittsöffnung abgewanden Seite befinden und eine obere Abschlußwand aus einer nahezu horizontalen Lage bei Zufuhr des Druckmediums nach oben verschwenkt wird, bis sie sich an die zugehörige obere Abschlußwand der Luftdurchtrittsöffnung anlegt. Damit wird der Luftstrom durch eine glatte, "ungefaltete" Wand des Faltenbalgs blockiert, so daß sich zwischen den Falten dieses Faltenbalgs, die an der von der Lufteintrittsöffnung abgewandten Seite liegen, keine Fremdpartikel ansammeln können.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung hat das expan­ dierbare Element im wesentlichen eine schlauchartige Quer­ schnittsform, wobei der Schlauch soweit expandierbar ist, daß er den gesamten Querschnitt der Luftdurchtrittsöffnung ausfüllt. Hierzu können selbstverständlich auch mehrere schlauchartige Elemente übereinanderliegend oder nebeneinanderliegend bei­ spielsweise in durch Zwischenwände abgeteilten Kammern angeord­ net sein.

Das wenigstens eine schlauchartige Element kann mit einer ver­ schwenkbaren Abdeckwand zusammenwirken, die in Fahrtrichtung des Fahrzeugs vor dem Element angeordnet sein kann und beim Expan­ dieren des schlauchartigen Elementes durch dieses nach oben ver­ schwenkt wird. Die verschwenkbare Abdeckwand kann dabei infolge des Fahrtwindes stets an dem schlauchartigen Element anliegen und schirmt dieses gegen den Luftstrom sowie eintretende Fremdp­ artikel wie beispielsweise spitze Steine wirkungsvoll ab.

Die expandierbaren Elemente bestehen bevorzugt aus einem weichen Kunststoff wie EPDM, wobei als Material für das schlauchartige Element bevorzugt Gummi verwendet wird. Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf diese Materialien beschränkt.

Das wenigstens eine expandierbare Element ist bevorzugt im entspannten oder durch Vakuum zusammengezogenen Zustand in einem Aufnahmeraum angeordnet, der an die Luftdurchtrittsöffnung angrenzt. Dieser Aufnahmeraum befindet sich zweckmäßigerweise unterhalb der Luftdurchtrittsöffnung, er kann aber auch - je nach Platzverhältnissen - über der Luftdurchtrittsöffnung vorgesehen sein. Das wenigstens eine expandierbare Element erstreckt sich dabei über die gesamte Länge der Luftdurchtrittsöffnung.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß der Aufnahmeraum für das expandierbare Element rechts oder links neben der Luftdurch­ trittsöffnung vorgesehen sein, wobei sich in diesem Falle das expandierbare Element über die ganze Höhe der Luftdurchtritts­ öffnung erstreckt und in seitlicher Richtung verlängerbar ist. Je nach Abmessungen kann beispielsweise auch oberhalb und unter­ halb (oder rechts und links neben) der Luftdurchtrittsöffnung jeweils ein expandierbares Element wie beispielsweise ein Fal­ tenbalg vorgesehen sein.

Die Lufteintrittsöffnung ist bevorzugt durch eine obere Wand begrenzt, an die sich das expandierbare Elemente im aufgeweite­ ten Zustand anlegt. An der Vorderseite und der Rückseite ist die Luftdurchtrittsöffnung zweckmäßigerweise mit Gittern versehen, die das expandierbare Elemente einschließen. An der Vorderseite sollte das Gitter, das z. B. aus parallelen, horizontal verlau­ fenden Stäben besteht, einen größeren Stababstand haben als an der Rückseite, damit die Vorderseite nicht mit Eis zugesetzt werden kann.

Wie bereits oben erwähnt, steht das expandierbare Element be­ vorzugt mit einer Luftdruckquelle in Verbindung. Hierzu ist zweckmäßigerweise eine Pumpe vorgesehen, die wahlweise das Element aufblasen oder - als Vakuumpumpe wirkend - zusammen­ ziehen kann.

Alle Ausführungsformen der Erfindung können mit Unterdruck über ein Thermostatventil angesteuert werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Luftdurchtrittsöffnung geöffnet, gedrosselt oder verschlossen, ohne daß hierzu ein mechanisch bewegtes Verschlußelement wie ein linear bewegbarer Schieber oder eine verschwenkbare Klappe erforderlich ist, die beispielsweise durch eine Ansammlung von Eis funktionsunfähig werden können. Das erfindungsgemäß vorgesehene flexible Ver­ schlußelement kann hingegen auch bei solchen Umständen zuverläs­ sig expandiert oder zusammengezogen werden, so daß beispiels­ weise die Luftdurchtrittsöffnung am Stoßfänger eines Kraftfahr­ zeugs bei allen Wetterverhältnissen geöffnet oder geschlossen werden kann. Dies kann automatisch dadurch geschehen, daß die Pumpe über einen Thermostaten gesteuert wird.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfol­ genden Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen auf weitgehend schematische Weise:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch den vorderen Stoßfänger eines Kraftfahrzeugs, wobei im Bereich der Luftdurch­ trittsöffnung ein symmetrischer Faltenbalg angeordnet ist;

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform in einer ähnlichen Dar­ stellung wie Fig. 1; wobei drei unsymmetrische Falten­ bälge übereinander angeordnet sind und

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform, bei der die expandier­ baren Elemente eine schlauchartige Form haben.

Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch den unteren Bereich eines Stoßfängers bzw. einer Stoßstange 1 eines Kraftfahrzeugs. Der Stoßfänger 1 hat in seinem unteren Bereich eine in Einbaula­ ge horizontal verlaufende Luftdurchtrittsöffnung 2, durch die dem nicht dargestellten Kühler des Kraftfahrzeugs Luft zugeführt wird, solange die Luftdurchtrittsöffnung 2 nicht verschlossen wird.

In einem unterhalb der Luftdurchtrittsöffnung 2 ausgebildeten Aufnahmeraum 3 ist ein Faltenbalg 4 untergebracht, der eine zur Längsmittelachse 5 symmetrische Form hat, d. h. der Faltenbalg 4 hat an beiden Seiten "Falten" 6, so daß er entlang der Längs­ mittelsachse 5 verlängert oder verkürzt werden kann, je nachdem ob ihm Luft zugeführt oder Luft aus ihm abgesaugt wird.

Der Faltenbalg 4 ist mit einem Basisabschnitt 7 an der Bodenwand 8 des Aufnahmeraums 3 befestigt, und zwar mittels am Boden angeformter Klauen 9, die in eine Nut 10 des Basisabschnitts 7 des Faltenbalgs 4 eingreifen.

Im zusammengezogenen Zustand befindet sich der gesamte Falten­ balg 4 unterhalb der Luftdurchtrittsöffnung 2, so daß der durch Pfeile 11 angedeutete Luftstrom ungehindert durch die Luftein­ trittsöffnung 2 hindurchtreten kann.

An der Lufteintrittsseite 12 und an der Luftaustrittsseite 13 des Stoßfängers 1 sind horizontale Stäbe 14 angebracht, die ein Stützgitter für den Faltenbalg bilden. An der Lufteintrittsseite 12 haben die Stäbe 14 einen größeren Abstand voneinander als an der Luftaustrittsseite 13, damit das Gitter an der Luftein­ trittsseite nicht durch Eis zugesetzt werden kann. Eine obere Abschlußwand 15 schließt den Raum mit der Luftdurchtrittsöffnung 2 oben ab.

Der Faltenbalg 4 ist über einen nicht dargestellten Schlauch mit einer ebenfalls nicht dargestellten Pumpe verbunden, die dem Faltenbalg 4 Luft zuführen oder aus diesem Luft absaugen kann. Dargestellt ist in Fig. 1 lediglich ein mit dem Faltenbalg 4 verbundener Stutzen 16, an den der Schlauch angeschlossen wird.

Wenn ein ebenfalls nicht dargestellter Thermostat eine vorgege­ bene, niedrige Umgebungstemperatur erfaßt, wird automatisch die Pumpe in Betrieb gesetzt, die dem Faltenbalg 4 Druckluft zu­ führt, so daß dieser verlängert wird, wie in Fig. 1 durch die strichpunktierten Linien angedeutet ist. Wenn sich der Falten­ balg 4 mit seiner Oberseite an die obere Abschlußwand 15 anlegt bzw. anpreßt, ist die Luftdurchtrittsöffnung 2 vollständig abgeschottet.

Zur Freigabe der Luftdurchtrittsöffnung 2 wird die Pumpe so umgeschaltet, daß sie als Vakuumpumpe arbeitet und die Luft aus dem Faltenbalg 4 absaugt, so daß sich dieser in den Fig. 1 mit durchgezogener Linie dargestellten Zustand zusammenzieht.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist der Raum zwischen der unteren Wand 8 und der oberen Ab­ schlußwand 15 durch zwei Zwischenwände 17 in drei Kammern 18 unterteilt, in denen jeweils am Boden ein unsymmetrisches Fal­ tenbalgelement 19 befestigt ist. Dieses Faltenbalgelement 19 hat jeweils nur an der der Lufteintrittsseite abgewandten Seite "Falten" 20, wobei eine obere glatte Abschlußwand 21 aus einer mit durchgezogener Linie in Fig. 2 angedeuteten schwach geneig­ ten Lage um ein vorderes Gelenk 22 derart aufwärts verschwenkbar ist (strichpunktierte Linie 23 in Fig. 2), daß sie an die obere Kammerwand angepreßt wird. Hierzu sind wiederum die Faltenbalge­ lemente 19 mit der bereits oben beschriebenen, umschaltbaren Pumpe verbunden. Die Faltenbalgelemente 19 können - durch Thermo­ stat gesteuert - auch unabhängig voneinander expandiert oder evakuiert werden.

Bei der in Fig. 3 schematisch dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist am Boden der drei Kammern 18 jeweils ein schlauch­ artiges, expandierbares Element 24 befestigt, das im zusammen­ gezogenen oder entspannten Zustand eine flache Linsenform haben kann und das soweit expandierbar ist, daß es sich an die zuge­ hörige obere Abschlußwand der Kammer 18 anlegt, was in Fig. 3 durch die strichpunktierte Linie angedeutet ist. In Fahrtrich­ tung vor den schlauchartigen Elementen 24 ist jeweils eine verschwenkbare Abdeckwand 25 befestigt, die beim Aufblasen des Elementes 24 von diesem aus der in durchgezogener Linie schwach geneigten Lage in eine vertikale Lage verschwenkt wird. Die Abdeckwand 25 schützt das dahinter befindliche schlauchartige Elemente 24 vor Beschädigung durch eintretende Fremdpartikel wie z. B. spitze Steine.

Erfindungsgemäß wird außerdem vorgeschlagen, im Bereich der oberen Abschlußwand eine Federeinrichtung anzuordnen, die bei Ausfall der Druckmediumpumpe wirksam werden und das expandier­ bare Element zusammendrücken kann, um die Luftdurchtrittsöffnung freizugeben.

Claims (14)

1. Einrichtung zur Abschottung einer Luftdurchtrittsöffnung, vorzugsweise am Stoßfänger eines Kraftfahrzeugs, gekennzeichnet durch wenigstens ein Element (4, 19, 24), das derart expandierbar ist, daß es sich im wesent­ lichen über den gesamten Querschnitt der Luftdurchtrittsöffnung erstreckt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Element (4, 19, 24) durch Zufuhr eines gasförmigen Mediums, vorzugsweise Luft, expandierbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Element ein Faltenbalg (4, 19) ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg (4) querschnittlich einen zu seiner Mittelachse (5) symmetrischen Aufbau hat.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg (19) querschnittlich einen unsymmetrischen Aufbau mit an nur einer Seite angeordneten Falten (20) hat.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das expandierbare Element (24) eine schlauchartige Form hat.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das schlauchartige Element mit einer verschwenkbaren Klappe (25) zusammenwirkt, die vor dem Element angeordnet ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das expandierbare Element (4, 19, 24) im entspannten oder zusammengezogenen Zustand in einem an die Luftdurchtrittsöffnung (2) angrenzenden Aufnahmeraum (3) angebracht ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteintrittsöffnung (2) durch eine obere Wand (15) begrenzt ist, an die sich das expandierbare Element (4, 19, 24) im aufgeweiteten Zustand anlegt.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdurchtrittsöffnung (2) durch bevorzugt horizontale Zwischenwände (17) in mehrere Kammern (18) unterteilt ist, in denen jeweils ein expandierbares Element (19, 24) angeordnet ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufteintrittsöffnung (2) an der Vorderseite (12) und an der Rückseite (13) mit Gitterstäben (14) versehen ist.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das expandierbare Element mit einer Druckmediumquelle in Verbindung steht.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das expandierbare Element (4, 19, 24) mit einer Pumpe verbunden ist, die wahlweise das Element aufblasen oder evakuieren kann.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Unterdruck über ein Thermo­ statventil angesteuert wird.