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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Luftdurchlassvorrichtung
mit veränderbarem Luftströmungsquerschnitt zur
Veränderung der Luftströmung in einen Kraftfahrzeugraum,
insbesondere Motorraum, hinein oder/und aus diesem hinaus, welche
als durchströmbare Baueinheiten eine relativ zu einer Grundbaueinheit
beweglich angeordnete Steuerbaueinheit umfasst, wobei der Luftströmungsquerschnitt
durch eine Relativbewegung zwischen Grundbaueinheit und Steuerbaueinheit
veränderbar ist, und welche weiter eine Stellvorrichtung
umfasst, die Kraft übertragend mit wenigstens einer der
Baueinheiten gekoppelt ist, um eine die Baueinheiten zu der Relativbewegung
antreibende Antriebskraft oder/und eine die Baueinheiten in ihrer
jeweiligen Relativstellung haltende Haltekraft bereitzustellen.
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Eine
gattungsgemäße Luftdurchlassvorrichtung ist beispielsweise
bekannt aus der
DE
20 2005 010 683 U1 . Diese offenbart, mehrere um parallele Schwenkachsen
verschwenkbare Luftklappen durch einen gemeinsamen Aktuator zu betätigen.
Bei dem in der
DE
20 2005 010 683 U1 genannten Aktuator handelt es sich um
einen temperaturabhängig wirkenden Fluidaktuator, bei welchem
ein Fluid in einem Arbeitsraum des Aktuators abhängig von
der in dessen unmittelbarer Umgebung herrschenden Temperatur sich
thermisch ausdehnt oder zusammenzieht und dadurch im Zusammenwirken
mit einem den Arbeitsraum begrenzenden Kolben eine Kraft zur Verstellung
der Luftklappen bereitstellt. In Abhängigkeit von der Schwenkstellung
der Luftklappen wird der Strömungsquerschnitt verändert,
der von einem die Luftdurchlassvorrichtung anströmenden
Luftstrom durchströmbar ist. Dieser Luftstrom ist in den
meisten Fällen durch den Fahrtwind eines die Luftdurchlassvorrichtung
tragenden Kraftfahrzeugs gegeben.
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Eine
weitere Vorrichtung zum automatischen Öffnen und Schließen
von eine Kühlerjalousie bildenden Luftklappen ist aus der
DE 32 11 793 A1 bekannt.
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Auch
diese Druckschrift lehrt, ein Windschott im Bereich des Kühlergrills
eines Kraftfahrzeugs durch einen fluidbetätigten Aktuator
zu öffnen und zu schließen. Als Fluid wird Wachs
verwendet, dass sich abhängig von der Temperatur im Motorraum
ausdehnt oder zusammenzieht und gerade durch diese thermische Ausdehnung
oder Kontraktion die zum Verstellen des Schotts notwendige Energie
bereitstellt.
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Es
ist weiter daran gedacht, derartige Luftdurchlassvorrichtungen nicht
nur durch die jeweilige Umgebungstemperatur des Aktuators ohne jeglichen weiteren
Einfluss von außen zu steuern, sondern wahlweise aufgrund
von vorbestimmten Betriebszuständen, in welchen die Temperatur
im jeweiligen Fahrzeugraum nur eine von mehreren den Betriebszustand
charakterisierenden Größen darstellen kann.
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In
derartigen Ausführungsformen ist häufig ein Elektromotor
vorgesehen, welcher von einer Steuervorrichtung angesteuert ist,
die ausgehend von vorbestimmten Eingangsgrößen
den Elektromotor zum Öffnen oder Schließen der
Luftdurchlassvorrichtung antreibt. Derartige Vorrichtungen weisen
jedoch ein sehr hohes Gewicht auf und sind teuer in der Herstellung
sowie in der Montage.
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Wie
bereits das eingangs gegebene Beispiel eines Motorraums als der
Kraftfahrzeugraum zeigt, handelt es sich bei dem angesprochenen
Kraftfahrzeugraum nicht um einen hermetisch abgeschlossenen Raum,
sondern in einem weiten Sinne um ein an einem Kraftfahrzeug bereitgestelltes
Raumvolumen, das abgesehen von der hier diskutierten Luftdurchlassvorrichtung
zur Umgebung hin offen oder geschlossen sein kann.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße
Kfz-Luftdurchlassvorrichtung derart weiterzubilden, dass sie mit
möglichst einfachen konstruktiven Mitteln zu beliebigen
Zeitpunkten oder/und in beliebigen Betriebszuständen schaltbar ist.
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Diese
Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung
gelöst durch eine Kfz-Luftdurchlassvorrichtung der eingangs
genannten Art, bei welcher die Stellvorrichtung eine wenigstens
einen Stellmagnet umfassende Stellmagnetanordnung mit veränderbarem
Magnetfeld aufweist, welche dazu ausgebildet und angeordnet ist,
in Abhängigkeit von dem von ihr ausgehenden Magnetfeld
im Zusammenwirken mit einer Reaktionskörperanordnung, welche
wenigstens einen magnetisierten oder magnetisierbaren Reaktionskörper
aufweist, eine diese anziehende oder/und eine diese abstoßende
magnetische Antriebs- oder/und Haltekraft zu erzeugen, wobei eine Anordnung
aus Stellmagnetanordnung und Reaktionskörperanordnung mit
einer Baueinheit aus Grundbaueinheit und Steuerbaueinheit verbunden
ist und die jeweils andere Anordnung mit der jeweils anderen Baueinheit
verbunden ist, sowie dadurch, dass die Stellvorrichtung ferner eine
Steuervorrichtung zur Steuerung des veränderbaren Magnetfelds
der Stellmagnetanordnung aufweist.
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Erfindungsgemäß werden
also magnetische Kräfte, welche zwischen der Stellmagnetanordnung und
der Reaktionskörperanordnung wirken, zur Relativverstellung
der Grundbaueinheit und der Steuerbaueinheit und damit zur Veränderung
des Luftströmungsquerschnitts der Luftdurchlassvorrichtung
genutzt.
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Grundsätzlich
kann daran gedacht sein, sowohl die Grundbaueinheit als auch die
Steuerbaueinheit relativ zu dem sie tragenden Kraftfahrzeug beweglich
an diesem anzuordnen. Dadurch kann ein sehr großer Unterschied
zwischen minimalem und maximalem Luftströmungsquerschnitt
erreicht werden.
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Im
Aufbau einfacher und daher auch in der Montage weniger aufwändig
ist jedoch bevorzugt die Grundbaueinheit im Wesentlichen ortsfest
an dem die Luftdurchlassvorrichtung tragenden Kraftfahrzeug vorgesehen.
Sie ist damit im Bezug auf das sie tragende Kraftfahrzeug im Wesentlichen
unbeweglich.
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Da
die Stellmagnetanordnung zur Realisierung des veränderbaren
Magnetfelds, welches von ihr ausgeht, einen gewissen Bauaufwand
erfordert, ist es vorteilhaft, auch diese Anordnung im Wesentlichen
unbeweglich relativ zum die Luftdurchlassvorrichtung tragenden Kraftfahrzeug
anzuordnen. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ergibt sich daher, wenn sowohl die Grundbaueinheit
als auch die Stellmagnetanordnung im Wesentlichen ortsfest am Kraftfahrzeug
angeordnet sind. Aus Gründen einer vorteilhafterweise vereinfachten
Montage kann die Stellmagnetanordnung unmittelbar mit der Grundbaueinheit
verbunden sein und zusammen mit dieser montierbar sein. Alternativ kann
die Stellmagnetanordnung mittelbar, etwa über das Kraftfahrzeug,
mit der Grundbaueinheit verbunden sein.
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Da
es, wie oben beschrieben, weniger Montageaufwand erfordert, einfacher
aufgebaute Bauteile beweglich am Kraftfahrzeug anzuordnen, ist vorteilhafterweise
ebenso vorgesehen, dass die Steuerbaueinheit relativ zu dem die
Luftdurchlassvorrichtung tragenden Kraftfahrzeug beweglich vorgesehen ist
und die Reaktionskörperanordnung mittelbar oder unmittelbar
zur gemeinsamen Bewegung mit der Steuerbaueinheit verbunden ist.
Mit "mittelbar verbunden" ist lediglich die Zwischenanordnung von weiteren
Bauteilen zwischen der Reaktionskörperanordnung und der
Steuerbaueinheit bezeichnet.
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Eine
möglichst effektive Übertragung der zwischen der
Reaktionskörperanordnung und der Stellmagnetanordnung wirkenden
magnetischen Antriebs- oder Haltekraft kann dann erhalten werden, wenn
der wenigstens eine Reaktionskörper dem wenigstens einen
Stellmagneten unter Bildung eines veränderlichen Luftspalts
zwischen diesen zugeordnet ist. Die Veränderbarkeit des
Luftspalts, welche bis zu einer Luftspaltweite von Null reichen
kann und bevorzugt auch reicht, rührt in diesem Falle von
der Relativbeweglichkeit von Stellmagnetanordnung und Reaktionskörperanordnung
her.
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Ein
besonders großer Verstellweg des Reaktionskörpers
und damit ein vorteilhaft großer Änderungsbereich
zwischen minimalem und maximalem Luft strömungsquerschnitt
kann bei durch relativ zueinander schwenkbar angeordneter Grund-
und Steuerbaueinheit dadurch erhalten werden, dass der Reaktionskörper
bei einer Relativbewegung von Grund- und Steuerbaueinheit eine Bewegung
relativ zum Stellmagneten ausführt mit einer ersten Bewegungskomponente
in Luftspaltweitenrichtung und mit einer zweiten Bewegungskomponente
orthogonal zur Luftspaltweitenrichtung.
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Um
bei der oben beschriebenen Relativkinematik zwischen dem wenigstens
einen Stellmagneten und dem wenigstens einen Reaktionskörper
gewährleisten zu können, dass stets eine möglichst
große Kraft zwischen dem Reaktionskörper und dem diesem
unter Bildung eines Luftspalts gegenüber angeordneten Stellmagneten
wirken kann, kann der Reaktionskörper in Richtung der zweiten
Bewegungskomponente so bemessen sein, dass sich aufeinander zu weisende
Polflächen des Reaktionskörpers und des Stellmagneten
bei Betrachtung in Luftspaltweitenrichtung unabhängig von
ihrer Stellung im Wesentlichen überlappen, vorzugsweise
vollständig überlappen.
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Alternativ
oder zusätzlich kann zum Erreichen desselben Ziels vorgesehen
sein, dass der wenigstens eine Reaktionskörper oder/und
der wenigstens eine Stellmagnet beweglich, vorzugsweise gelenkig,
mit der ihnen jeweils zugeordneten Baueinheit verbunden ist. In
diesem Falle kann die Gelenkigkeit derart ausgestaltet sein, dass
magnetische Wirkflächen sowohl des wenigstens einen Stellmagneten als
auch des wenigstens einen Reaktionskörpers zueinander parallel
und damit mit geringstmöglichem Luftspalt bei vorgegebener
Konstruktion angeordnet sind. Alternativ können auch Kugelgelenke
verwendet werden.
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Grundsätzlich
funktioniert die erfindungsgemäße Kfz-Luftdurchlassvorrichtung
bereits mit einer Stellmagnetanordnung mit genau einem Stellmagneten
und mit einer Reaktionskörperanordnung mit genau einem
Reaktionskörper. Eine baulich größere Luftdurchlassvorrichtung,
welche höhere Antriebs- oder/und Haltekräfte erfordert,
kann erfindungsgemäß ausgestaltet sein und problemlos
funktionieren, wenn die Stellmagnetanordnung eine Mehrzahl von Stellmagneten
umfasst. Jeder der Stellmagneten kann dann mit der Reaktionskörperanordnung
Wechselwirken. Dabei wird zwischen jedem Stellmagneten und der Reaktionskörperanordnung
eine magnetische Teilkraft bzw. Einzelkraft erzeugt, wobei die Steuervorrichtung
vorteilhafterweise derart ausgebildet ist, dass zumindest in einem
vorbestimmten Betriebszustand, vorzugsweise in einer Mehrzahl von Betriebszuständen,
besonders bevorzugt in allen Betriebszuständen, die gesamte
zwischen der Stellmagnetanordnung und der Reaktionskörperanordnung wirkende
Antriebs- und Haltekraft größer ist als jede einzelne
Teilkraft, die zwischen einzelnen Stellmagneten und der Reaktionskörperanordnung
wirkt.
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Um
den vorhandenen, meist knappen Bauraum am Kraftfahrzeug optimal
auszunutzen und dabei eine möglichst hohe Antriebs- und
Haltekraft in der erfindungsgemäßen Kfz-Luftdurchlassvorrichtung
zu erhalten, kann vorgesehen sein, dass die Stellmagnetanordnung
derart angeordnet und durch die Steuervorrichtung angesteuert ist,
dass eine erste Untermenge der Mehrzahl von Stellmagneten im Zusammenwirken
mit der Reaktionskörperanordnung eine anziehende Antriebs-
und Haltekraft erzeugt, und eine zweite Untermenge der Mehrzahl
von Stellmagneten im Zusammenwirken mit der Reaktionskörperanordnung
eine abstoßende Antriebs- und Haltekraft erzeugt. Eine
derartige Ausgestaltung gestattet nämlich, Stellmagneten
in völlig unterschiedlichen Bereichen der Luftdurchlassvorrichtung
anzuordnen und trotzdem eine Antriebs- und Haltekraft zu erzielen,
welche größer ist als jede einzelne Teil- bzw. Einzelkraft,
die zwischen einem einzelnen Stellmagneten und der Reaktionskörperanordnung
wirkt, da die anziehenden und die abstoßenden Teilkräfte
in die gleiche Richtung weisende Kraftkomponenten aufweisen können
oder bevorzugt die Teilkräfte insgesamt im Wesentlichen
gleich gerichtet sind.
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Idealerweise
ist die Kfz-Luftdurchlassvorrichtung derart aufgebaut, bzw. sind
die Stellmagnetanordnung und die Reaktionskörperanordnung
derart angeordnet, dass die gesamte in der Luftdurchlassvorrichtung
erhaltene Antriebs- und Haltekraft betragsmäßig
bis auf Reibungsverluste der Summe der Teil- bzw. Einzelkräfte
entspricht.
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Besonders
effektiv kann die magnetische Antriebs- und Haltekraft bei einer
Mehrzahl von Stellmagneten dann erzeugt werden, wenn die Reaktionskörperanordnung
eine Mehrzahl von Reaktionskörpern umfasst, wobei jedem
Stellmagneten der Stellmagnetanordnung wenigstens ein Reaktionskörper
unter Bildung eines, vorzugsweise bis auf Null, veränderlichen
Luftspalts zwischen diesen zugeordnet ist.
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Grundsätzlich
kann daran gedacht sein, das von der Stellmagnetanordnung ausgehende
Magnetfeld in beliebiger Weise veränderbar auszugestalten. Beispielsweise
kann in einer weniger bevorzugten Ausführungsform der wenigstens
eine Stellmagnet ein beweglicher, insbesondere drehbarer Permanentmagnet
sein, bei dessen Drehung um eine vorbestimmte Drehachse auch das
von ihm ausgehende Magnetfeld um diese Achse dreht. Somit kann bei diesem
Stellmagneten eine vollständige Umpolung erreicht werden.
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Aufgrund
der ohnehin im Kraftfahrzeug vorhandenen elektrischen Energieversorgung
ist es jedoch bei gleichzeitig höherer Steuerungsgenauigkeit wesentlich
einfacher, einen Elektromagneten als den wenigstens einen Stellmagneten
zu verwenden und die Steuervorrichtung dazu auszubilden, die dem
wenigstens einen Elektromagneten zugeführte elektrische
Energie in Betrag oder/und Polarität zu ändern.
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Unabhängig
davon, wie der wenigstens eine Stellmagnet ausgestaltet ist, kann
dann, wenn eine lediglich anziehende Antriebs- und Haltekraft erforderlich
ist, ein Reaktionskörper aus ferromagnetischem Material
verwendet werden. Besonders bevorzugt, weil zu höheren
und gewünschtenfalls auch zu abstoßenden Antriebs-
und Haltekräften führend, wird als der wenigstens
eine Reaktionskörper jedoch ein Permanentmagnet verwendet.
Dieser ist vorteilhafterweise derart angeordnet, dass einer seiner
beiden Pole zu dem Stellmagneten hinweist, und zwar vorteilhafterweise
unabhängig vom Betriebszustand der Luftdurchlassvorrichtung.
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Die
vorliegende Erfindung ist an beliebig gestalteten Grund- und Steuerbaueinheiten
realisierbar. Beispielsweise können die Grund- und die
Steuerbaueinheit aus relativ zueinander beweglichen, und zwar translatorisch
oder/und rotatorisch bewegbaren Lochelementen realisiert sein, wobei
der Luftströmungsquerschnitt durch den Überlappungsbereich von überlappenden
Löchern von Grundbaueinheit und Steuerbaueinheit definiert
ist und der Überlappungsgrad dieser Löcher durch
die Relativbewegung zwischen den Baueinheiten veränderbar
ist.
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Ebenso
kann die Steuerbaueinheit wenigstens eine um eine Schwenkachse schwenkbare
Luftklappe aufweisen. Ein größerer maximaler Luftströmungsquerschnitt
kann dabei erreicht werden, wenn die Steuerbaueinheit eine Mehrzahl
derartiger Luftklappen umfasst, welche vorzugsweise um zueinander
parallele Schwenkachsen schwenkbar sind. Dabei kann die Grundbaueinheit
eine Schlitzplatte sein, wobei jedem Schlitz eine Luftklappe zugeordnet
ist, den diese verschließt, oder die Luftklappen schließen bis
auf die erste und die letzte Luftklappe gegen sich selbst, so dass
die Grundbaueinheit lediglich eine von den Luftklappen zu öffnende
bzw. zu verschließende große Öffnung
aufzuweisen braucht.
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Damit
die Grundbaueinheit und die Steuerbaueinheit in vorteilhafter Weise
als eine vormontierte Baugruppe an einem Fahrzeug anbringbar sind, kann
vorzugsweise die Steuerbaueinheit an der Grundbaueinheit aufgenommen
sein, d. h. kann besonders bevorzugt die Mehrzahl von Luftklappen
an der Grundbaueinheit aufgenommen sein.
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Nachzutragen
bleibt, dass es sich im Fahrzeugbau als vorteilhaft erwiesen hat,
die Luftklappen um eine im Wesentlichen horizontale Schwenkachse schwenkbar
anzuordnen. Dabei kann mit besonders geringem Kraftaufwand eine
sehr große Luftdurchlassöffnung von den Luftklappen
wahlweise geöffnet und wieder verschlossen werden.
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Um
einen Luftstrom in den Fahrzeugraum hinein möglichst vollständig
zu unterbinden, kann eine besonders hohe Dichtungswirkung dadurch
erreicht werden, dass die wenigstens eine Luftklappe eine Dichtkante
aufweist, mit welcher sie in einer vorbestimmten Strömungssperrstellung
der Luftdurchlassvorrichtung in Anlage an ein weiteres Bauteil gelangt, wobei
diese Dichtkante wenigstens teilweise, vorzugsweise vollständig,
aus einem weicheren Material ausgebildet ist als ein die Dichtkante
tragender Luftklappenkörper. Das weitere Bauteil kann eine
andere Luftklappe oder die Grundbaueinheit sein.
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Eine
ausschließlich anziehende Antriebs- und Haltekraft und
damit verbunden ein kostengünstiger Reaktionskörper
aus einem lediglich ferromagnetischen Material kann dann zur Veränderung
des Luftströmungsquerschnitts ausreichen, wenn die Kfz-Luftdurchlassvorrichtung
ein Vorspannmittel umfasst, durch welches die Grund- und die Steuerbaueinheit
in eine erste Relativstellung vorgespannt sind, der ein erster Luftströmungsquerschnitt
zugeordnet ist, und durch die Stellvorrichtung gegen die Vorspannkraft
des Vorspannmittels in eine zweite Relativstellung verstellbar sind,
der ein vom ersten verschiedener zweiter Luftströmungsquerschnitt
zugeordnet ist. Vorzugsweise ist der erste Luftströmungsquerschnitt
ein erster extremer Querschnitt, also ein minimaler oder maximaler
Querschnitt und ist der zweite Luftströmungsquerschnitt
der jeweils andere extreme Querschnitt, also der maximale oder minimale
Querschnitt. Somit kann beispielsweise die Kfz-Luftdurchlassvorrichtung
mit einfachen Mitteln wahlweise vollständig geöffnet
und geschlossen werden.
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Die
vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert, die in den beiliegenden Zeichnungen
dargestellt sind. Es stellt dar:
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1 eine
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Kfz-Luftdurchlassvorrichtung in der Draufsicht,
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2 eine
schematische Querschnittsansicht in der Vergrößerung
eines Teils der Kfz-Luftdurchlassvorrichtung von 1 aus
der Blickrichtung gemäß Pfeil II von 1 in
einer Strömungsdurchlassstellung und
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3 den
Vorrichtungsteil von 2 in einer Strömungssperrstellung.
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In 1 ist
eine in der Draufsicht dargestellte erfindungsgemäße
Kfz-Luftdurchlassvorrichtung allgemein mit 10 bezeichnet.
Dabei ist in 1 die Rückseite der
Luftdurchlassvorrichtung 10 zu sehen, welche im Betrieb
in Richtung des Pfeils L orthogonal zur Zeichenebene der 1 auf
den Betrachter zu mit Luft angeströmt wird.
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Die
Luftdurchlassvorrichtung 10 umfasst eine im dargestellten
Beispiel als Kunststoff-Spritzgussteil hergestellte Grundbaueinheit 12,
welche ortsfest in eine Öffnung einer nicht dargestellten Fahrzeugkarosserie
eingebracht wird und mit dieser verbunden wird, um die Luftdurchlassvorrichtung 10 an
einem in 1 nicht dargestellten Fahrzeug
anzubringen.
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Die
Luftdurchlassvorrichtung 10, wie sie in 1 dargestellt
ist, dient beispielsweise dazu, an einem fahrenden Fahrzeug Luft
wahlweise in einen Fahrzeugraum, wie etwa den Motorraum, einströmen zu
lassen oder aus diesem ausströmen zu lassen, je nach Anbringungsort.
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Die
Luftdurchlassvorrichtung 10 umfasst weiter eine Steuerbaueinheit 13,
die in dem in 1 gezeigten Beispiel eine Mehrzahl
von um parallele Schwenkachsen S schwenkbare Luftklappen 14 und ein
die Luftklappen 14 zur gemeinsamen Bewegung verbindendes
Getriebegestänge 16 umfasst.
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In 1 ist
die Luftdurchlassvorrichtung 10, wie in 3,
in ihrer Strömungssperrstellung dargestellt.
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Starr
mit der Grundbaueinheit 12 verbunden sind zwei Elektromagneten 18 und 20,
von welchen jedem jeweils ein starr mit dem Getriebegestänge 16 verbundener
Permanentmagnet 22 bzw. 24 gegenüberliegend
angeordnet und zugeordnet ist. Die Permanentmagneten 22 und 24 sind
Reaktionskörper im Sinne des Hauptanspruchs und bilden
eine Reaktionskörperanordnung.
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Die
Elektromagneten 18 und 20, welche Stellmagneten
im Sinne des Hauptanspruchs sind und eine Stellmagnetanordnung bilden,
sind über eine Energieversorgungsleitung 26 und 28 jeweils mit
einer Steuervorrichtung 30 verbunden. Die Steuervorrichtung 30 erhält
wiederum die von ihr über die Energieversorgungsleitungen 26 und 28 zu
den Elektromagneten 18 und 20 weitergeleitete
elektrische Energie über eine Energieversorgungsleitung 32.
Außerdem erhält sie über Signalleitungen 34 Signale von
Sensoren, aus welchen die Steuervorrichtung 30 den Betriebszustand
etwa der Brennkraftmaschine des Fahrzeugs ermittelt und abhängig
von den eingehenden Signalen die Elektromagneten 18 und 20 derart
mit elektrischer Energie versorgt, dass die Luftdurchlassvorrichtung 10 sich
entweder in der in den 1 und 3 gezeigten
Strömungssperrstellung befindet, oder sich in der in 2 gezeigten
Strömungsdurchlassstellung befindet.
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Die über
die Signalleitungen 34 eingehenden Signale können
beispielsweise Signale sein, welche die Kühlwassertemperatur
oder/und die Fahrgeschwindigkeit oder/und die Drehzahl der Brennkraftmaschine
oder/und die Drosselklappenstellung der Brennkraftmaschine repräsentieren.
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Die
Elektromagneten 18 und 20 können durch
die Steuervorrichtung 30 derart bestromt werden, dass die
zu den Permanentmagneten 22 und 24 hinweisenden
Polflächen 18a und 20a der Elektromagneten 18 und 20 wahlweise
einen magnetischen Nord- oder einen magnetischen Südpol
bilden.
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Demgegenüber
ist die magnetische Orientierung der Permanentmagneten 22 und 24 als
die Reaktionskörper durch die starre Verbindung mit dem Getriebegestänge 16 festgelegt.
Beispielsweise kann die zum Elektromagneten 18 hinweisende
Polfläche 22a des Permanentmagneten 22 ein
Nordpol sein und kann die Polfläche 24a des Permanentmagneten 24 ein
Südpol sein.
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Werden
in diesem Falle die Elektromagneten 18 und 20 derart
durch die Steuervorrichtung 30 bestromt, dass ihre Polflächen 18a und 20a einen
Nordpol aufweisen, dann wirkt zwischen dem Elektromagneten 18 und
dem zugeordneten Permanentmagneten 22 eine abstoßende
Kraft und zwischen dem Elektromagneten 20 und dem zugeordneten
Permanentmagneten 24 eine anziehende Kraft, so dass sich
die in den 1 und 3 dargestellte
Strömungssperrstellung an der Luftdurchlassvorrichtung 10 einstellt.
Die zwischen dem Elektromagneten 18 und dem Permanentmagneten 22 wirkende
abstoßende Teilkraft und die zwischen dem Elektromagneten 20 und
dem Permanentmagneten 24 wirkende anziehende Teilkraft
sind gleich gerichtet und addieren sich zu einer die jeweiligen
genannten Teilkräfte übersteigenden Gesamtkraft.
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Durch
Umpolen der Elektromagneten 18 und 20 mittels
der Steuervorrichtung 30 können die einzelnen
zwischen den jeweiligen Elektromotoren und den diesen zugeordneten
Reaktionskörpern wirkenden Teilkräfte in ihrer
Richtung umgekehrt werden, so dass eine entgegengesetzt gerichtete
Gesamtkraft auf das Getriebegestänge 16 wirkt,
wodurch die Luftdurchlassvorrichtung in die in 2 dargestellte Strömungsdurchlassstellung
verstellt wird. Dann wirken zwischen dem Elektromagneten 18 und
dem ihm als Reaktionskörper zugeordneten Permanentmagneten 22 eine
anziehende Teilkraft und zwischen dem Elektromagneten 20 und
dem diesem als Reaktionskörper zugeordneten Permanentmagneten 24 eine
abstoßende Teilkraft.
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Wie
in den 2 und 3 gezeigt ist, ist das Getriebegestänge 16 über
Gelenke 36 mit den um die Schwenkachse S schwenkbaren Luftklappen 14 gelenkig
verbunden.
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Das
Getriebegestänge 16 weist Ausbuchtungen 38 auf,
in welche erste Dichtkanten 14a der Luftklappen 14 in
der Strömungsdurchlassstellung kollisionsfrei aufgenommen
sind.
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In
der in den 1 und 3, insbesondere 3,
dargestellten Strömungssperrstellung erkennt man, dass
jede zwischen zwei benachbarten Luftklappen 14 angeordnete
Luftklappe 14 an ihrer ersten Dichtkante 14a dichtend
von einer zweiten Dichtkante 14b einer zur rechten benachbarten
Luftklappe 14 berührt wird und mit ihrer zweiten
Dichtkante 14b selbst wiederum eine ersten Dichtkante 14a einer
zur linken benachbarten Luftklappe dichtend berührt.
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Dies
bedeutet, die Luftklappen schließen in der Strömungssperrstellung
die Luftdurchlassvorrichtung 10 im Wesentlichen gegen sich
selbst ab. Nur die beiden äußersten Luftklappen 14,
welche jeweils nur eine Luftklappe als Nachbarn haben, dichten in der
Strömungssperrstellung gegen eine Dichtkante 12a der
Grundbaueinheit 12 (s. 3).
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Zur
Erhöhung der Dichtungswirkung kann vorteilhafterweise die
erste Dichtkante 14a oder/und die zweite Dichtkante 14b aus
einem weicheren Material gebildet sein als der die Dichtkanten 14a und 14b tragende
Luftklappenkörper 14c. Insbesondere kann das Material
der Dichtkanten 14a oder/und 14b einen niedrigeren
Elastizitätsmodul aufweisen als der Luftklappenkörper 14c,
so dass für die Verformung der so ausgebildeten Dichtkanten
eine geringere Kraft notwendig als für die gleiche Verformung
des Luftklappenkörpers 14c. Dadurch kann die Luftklappe 14 im
Bereich des Luftklappenkörper 14c stabil zur Schwenkbewegung
gelagert sein und an ihren Dichtkanten 14a oder/und 14b in
ihrer Dichtungswirkung optimiert sein.
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Die
aus einem anderen Material als der Luftklappenkörper 14c gebildeten
Dichtkanten können auf dem Luftklappenkörper 14c beispielsweise
aufvulkanisiert, aufgespritzt oder auch aufgeklebt, aufgenietet
oder sonstwie mit dem Luftklappenkörper 14c verbunden
sein.
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Eine
vereinfachte Ausführungsform der Luftdurchlassvorrichtung 10 ist
in 3 angedeutet.
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Wie
in 2 strichliniert angedeutet ist, kann der Permanentmagnet 24 als
der Reaktionskörper abweichend von der Darstellung mit
durchgezogener Linie derart vergrößert ausgebildet
sein, dass sich die Polflächen 20a und 24a des
Elektromagneten 20 bzw. des Permanentmagneten 24 auch
in der in 2 gezeigten Strömungsdurchlassstellung
bei Betrachtung in Luftspaltweitenrichtung W im Wesentlichen vollständig überlappen,
d. h. dass die kleinere Polfläche bei Projektion der beiden
Polflächen in Luftspaltweitenrichtung W im Wesentlichen
vollständig innerhalb der Projektion der größeren
Polfläche gelegen ist. Hierdurch kann gewährleistet
sein, dass stets eine maximal mögliche magnetische Kraft
zwischen dem Elektromagneten 20 und dem Permanentmagneten 24 wirkt.
Für das Wirkungspaar aus Elektromagnet 18 und
Permanentmagnet 22 gilt entsprechendes.
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Diese
Modifikation der Permanentmagneten oder der Reaktionskörper
allgemein ist vor allen Dingen bei derartigen Ausführungsformen
hilfreich, bei welchen der Reaktionskörper aufgrund der
Kinematik der Steuerbaueinheit 13, mit welcher er verbunden ist,
bei seiner Verstellung von der Strömungssperrstellung in
die Strömungsdurchlassstellung eine Bewegung mit einer
Bewegungskomponente in Luftspaltweitenrichtung W und mit einer weiteren
Bewegungskomponente orthogonal hierzu ausführt. Gerade
die Bewegungskomponente orthogonal zur Luftspaltweitenrichtung W
(hier: Bewegungskomponente in Richtung des Pfeils P) hat aufgrund
der vergrößerten Ausbildung des Permanentmagneten 24 keinen
Einfluss auf die zwischen Elektromagneten 20 und Permanentmagneten 24 wirkenden
Kräfte.
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Alternativ
oder zusätzlich können der Elektromagnet 20 oder/und
der Permanentmagnet 24 jeweils derart schwenkbar mit den
sie tragenden Baueinheiten verbunden sein, dass ihre Polflächen 20a bzw. 24a stets
aufeinander zuweisen können. Dies ist jedoch vor allem
dann von Vorteil, wenn lediglich anziehende Kräfte zwischen
Elektromagnet und Reaktionskörper wirken sollen.
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Eine
weitere Modifikation der erfindungsgemäßen Ausführungsform
der 1 bis 3 ist in 3 angedeutet:
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Beispielsweise
kann der Elektromagnet 18 und der ihm zugeordnete Reaktionskörper 22 durch eine
Zugfeder 40 ersetzt sein, welche an ihrem einen Ende mit
der Grundbaueinheit 12 und mit ihrem anderen Ende mit der
Steuerbaueinheit 13, insbesondere mit dem Getriebegestänge 16,
verbunden ist und welche die Steuerbaueinheit 13 in eine
ihrer Extremstellungen, hier: Strömungsdurchlassstellung, vorspannt.
Gegen die Vorspannkraft der Zugfeder 40 wird dann die Steuerbaueinheit 13 in
ihre jeweils andere Extremstellung (hier: Strömungssperrstellung) durch
das Wirkungspaar aus Permanentmagnet 24 und Elektromagnet 20 verstellt.
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Insbesondere
bei der in 3 angedeuteten Modifikation
mit der Zugfeder 40 kann anstelle eines Permanentmagneten 24 als
Reaktionskörper auch lediglich ein nicht dauerhaft magnetisierter
ferromagnetischer Reaktionskörper verwendet werden. In
diesem Fall kann eine Rückstellung der Steuerbaueinheit 13 in
die Strömungsdurchlassstellung durch Abschalten des Elektromagneten 20 oder
durch Verringerung des ihm zugeführten Stroms erfolgen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 202005010683
U1 [0002, 0002]
- - DE 3211793 A1 [0003]