DE202015103133U1

DE202015103133U1 - Abgestimmter Luftextraktor um Windpulsation in einem Fahrzeug zu verhüten

Info

Publication number: DE202015103133U1
Application number: DE202015103133.5U
Authority: DE
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-06-20
Filing date: 2015-06-15
Publication date: 2015-09-15
Anticipated expiration: 2025-06-16
Also published as: RU2015124045A3; RU2673327C2; US9302564B2; CN204749793U; US20150367708A1; RU2015124045A

Abstract

Luftextraktor zur Verringerung von Windpulsation in einem Fahrzeug, der Folgendes umfasst: eine Halterung mit einer ersten Öffnung; eine erste Klappe, die schwenkbar an der Halterung in der ersten Öffnung montiert ist, die erste Klappe zwischen einer voll auswärts geöffneten Position, einer voll einwärts geöffneten Position und einer geschlossenen Zwischenposition verlagerbar.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Dieses Dokument bezieht sich allgemein auf Luftdruck-Ausgleichsvorrichtungen und, spezieller, auf einen abgestimmten Luftextraktor zum Verhüten von Windpulsation in einem Fahrzeug.
HINTERGRUND
Wenn ein Fahrzeug mit einem oder mehreren offenen Fenstern und/oder dem geöffneten Schiebedach gefahren wird, kann das Fahrzeug ein Windpulsationsphänomen zeigen. Windpulsation ist eine niederfrequente Druckschwingung, die als „Hubschrauber”-Geräusch beschrieben werden kann. Im Allgemeinen ist Windpulsation mit Frequenzen zwischen 12 und 18 Hertz verbunden. Falls Druckschwingungen hoch genug sind, werden die Insassen des Fahrzeugs unzufrieden und belästigt und schließen dann die Fenster und/oder das Schiebedach. Pulsation bei offenen Fenstern wird durch die Kopplung des unstetigen Luftstroms über der Öffnung mit der akustischen Resonanzform des Innenraumes verursacht. Infolge verbesserter Fahrzeug-Aerodynamik und besserer Karosserieabdichtung ist Windpulsation an Fahrzeugen in den letzten 10 Jahren üblicher geworden. Daher hat sich das Windpulsationsphänomen weiter verbreitet, so dass die Notwendigkeit für eine verbesserte Lösung besteht.
Die U. S.-Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 2009/0088065, die Ford Global Technologies, LLC, zugeordnet ist, offenbart einen Luftextraktor nach dem Stand der Technik, der hinter dem Kennzeichen oder an einer anderen nach hinten gerichteten Fläche des Fahrzeugs angebracht ist, worin er dazu ausgeführt ist, Luftdruckänderungen im Fahrzeuginnenraum abzubauen und Windpulsation zu steuern. Die Vorrichtung besteht aus einer Luftextraktor-Öffnung, die mittels eines Verschlusselements geöffnet und geschlossen werden kann. Insbesondere ist die Öffnung normalerweise geschlossen, um den Fahrzeuginnenraum abzudichten, aber sie wird geöffnet, wenn Windpulsationsphänomene erfasst werden, um die Strömung von Luft aus dem Fahrzeuginnenraum zu gestatten und somit Windpulsation zu mildern.
Während der in 2009/0088065 veröffentlichte Luftextraktor zwar dem vorgesehenen Zweck dienlich ist, ist er nicht speziell auf die Windpulsations-Frequenzcharakteristik des Fahrzeugs, in dem er montiert ist, abgestimmt und kann daher nicht die effizienteste und effektivste Milderung des Windpulsationsphänomens liefern.
Dieses Dokument bezieht sich auf einen Luftextraktor mit mehreren Klappen die darauf abgestimmt sind, bei einer bestimmten Frequenz oder Frequenzen gleich der erwarteten Frequenzen größter Windpulsation des Fahrzeugs, in dem der Luftextraktor eingebaut ist, mitzuschwingen. Den Klappen ist gestattet einwärts zum Fahrgastraum des Fahrzeugs und auswärts zur Außenoberfläche des Fahrzeugs zu schwenken, um so eine hinreichende Dämpfung der Pulsationsamplituden-/Spitzenpulsationspegel-Charakteristik des Fahrzeugs in dem der Extraktor montiert ist bereitzustellen.
KURZDARSTELLUNG
Ein Luftextraktor zur Reduzierung von Windpulsation in einem Fahrzeug umfasst eine Halterung mit einer ersten Öffnung und einer ersten Klappe, die schwenkbar an der Halterung in dieser Öffnung montiert ist. Die erste Klappe ist zwischen einer voll auswärts geöffneten Position, einer voll einwärts geöffneten Position und einer geschlossenen Zwischenposition, bei der die Klappe in der Öffnung der Halterung gefluchtet ist, verlagerbar. Die Klappe ist auf eine Resonanzfrequenz zwischen 12 und 18 Hertz abgestimmt. Diese Frequenz ist charakteristisch für die Windpulsation, die von dem Fahrzeug, in dem der Luftextraktor montiert ist, erzeugt wird. Ein abgestimmter Luftextraktor bietet eine effizientere und effektivere Milderung des Windpulsationsphänomens, und steigert somit die Zufriedenheit des Fahrzeughalters/-bedieners.
In einer möglichen Ausführungsform umfasst der Luftextraktor weiterhin eine zweite Klappe, die schwenkbar an der Halterung in der ersten Öffnung montiert ist. Diese Klappe ist zwischen einer voll auswärts geöffneten Position, einer voll einwärts geöffneten Position und einer geschlossenen Zwischenposition verlagerbar. In einer möglichen Ausführungsform sind sowohl die erste und zweite Klappe auf eine Resonanzfrequenz zwischen 12 und 18 Hertz abgestimmt. In einer möglichen Ausführungsform sind die erste und zweite Klappe auf unterschiedliche Frequenzen abgestimmt.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform umfasst die Halterung des Luftextraktors ferner eine zweite Öffnung und eine dritte Klappe, die schwenkbar an der Halterung in der zweiten Öffnung montiert ist. Die dritte Klappe ist, wie die erste und zweite Klappe, zwischen einer voll auswärts geöffneten Position, einer voll einwärts geöffneten Position und einer geschlossenen Zwischenposition verlagerbar. In einer möglichen Ausführungsform sind die erste, die zweite und die dritte Klappe alle auf eine Resonanzfrequenz zwischen 12 und 18 Hertz abgestimmt, die charakteristisch für das Windpulsationsphänomen in Verbindung mit dem Fahrzeug, in dem der Luftextraktor montiert ist, ist. In einer möglichen Ausführungsform sind die erste, die zweite und die dritte Klappe auf unterschiedliche Frequenzen abgestimmt.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform umfasst die Halterung eine vierte Klappe, die schwenkbar an der Halterung in der zweiten Öffnung montiert ist. Die vierte Klappe ist zwischen einer voll auswärts geöffneten Position, einer voll einwärts geöffneten Position und einer geschlossenen Zwischenposition verlagerbar. In einer möglichen Ausführungsform sind die erste, die zweite, die dritte und die vierte Klappe alle auf eine Resonanzfrequenz zwischen 12 und 18 Hertz abgestimmt. In einer möglichen Ausführungsform sind die erste, zweite, dritte und vierte Klappe auf unterschiedliche Frequenzen abgestimmt.
Wenn ein Luftextraktor eine Halterung mit mehreren Öffnungen und mehreren Klappen die schwenkbar montiert sind, um sich wie beschrieben zu öffnen und zu schließen, umfasst, ist eine Anzahl unterschiedlicher Ausführungsformen möglich. In einer möglichen Ausführungsform sind mindestens zwei Klappen der mehreren Klappen auf eine einzige Frequenz abgestimmt. In einer weiteren möglichen Ausführungsform sind mindestens zwei Klappen der mehreren Klappen auf unterschiedliche Frequenzen abgestimmt. In einer weiteren möglichen Ausführungsform sind die mehreren Klappen alle auf unterschiedliche Frequenzen abgestimmt. Weiterhin, ist in einer weiteren Ausführungsform eine bogenförmige Eindämmungswand bereitgestellt, die sich von einem Ende von mindestens einer der mehreren Öffnungen in einem an einen Bewegungsweg der in der Öffnung sitzenden Klappe angrenzenden Bogen erstreckt. Eine derartige Eindämmungswand kann bereitgestellt sein, um den Luftstrom durch die Öffnung zu reduzieren, wenn sich die Klappe in einer geöffneten Position befindet.
Im Einklang mit einem zusätzlichen Aspekt wird ein Verfahren zur Steuerung von Windpulsation in einem Fahrzeug bereitgestellt. Dieses Verfahren umfasst Ausstatten des Fahrzeugs mit einem Luftextraktor mit mehreren Klappen, die auf eine Resonanzfrequenz zwischen 12 und 18 Hertz abgestimmt sind.
In der folgenden Darstellung werden mehrere bevorzugte Ausführungsformen des abgestimmten Luftextraktors gezeigt und beschrieben. Wie zu erkennen sein sollte, ist der abgestimmte Luftextraktor für andere verschiedene Ausführungsformen tauglich, und seine mehreren Details sind in verschiedenen, offensichtlichen Aspekten modifizierbar, ohne von dem abgestimmten Luftextraktor, wie er in den folgenden Ansprüchen dargelegt und beschrieben wird, abzuweichen. Dementsprechend sollten die Zeichnungen und Beschreibungen als von veranschaulichender Natur und nicht als einschränkend verstanden werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beigefügten Zeichnungen, die hierin aufgenommen werden und Teil der Beschreibung sind, stellen mehrere Aspekte des abgestimmten Luftextraktors dar und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, bestimmte Prinzipien davon zu erläutern. In den Zeichnungen:
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs, das den abgestimmten Luftextraktor enthält, welcher der Gegenstand dieses Dokuments ist.
2 ist eine partielle Schnittansicht der Heckklappe des in 1 abgebildeten Fahrzeugs, die den Einbau des Luftextraktors in dieser Heckklappe darstellt.
3 ist eine detaillierte perspektivische Ansicht eines abgestimmten Luftextraktors, der mit vier getrennten Klappen ausgestattet ist. Drei Klappen befinden sich in einer ersten oder oberen Öffnung, und vier Klappen befinden sich in einer zweiten oder unteren Öffnung.
4a ist eine schematische Darstellung von zwei übereinander angeordneten Klappen, die sich beide in der Zwischen- oder geschlossenen Position befinden.
4b ist eine schematische Darstellung ähnlich 4a, die aber diese beiden Klappen in einer teilweise einwärts geöffneten Position zeigt.
4c ist eine weitere schematische Darstellung, welche die obere Klappe in einer voll einwärts geöffneten Position und die untere Klappe in einer voll auswärts geöffneten Position zeigt. Insbesondere öffnen sich die Klappen bei Pulsationsphänomenen in beide Richtungen, abhängig von den Schwankungen des Über- und Unterdrucks des Pulsationszyklus, Ein- und Austritt von Luft gestattend, um Pulsationsdruckspitzen zu reduzieren.
4d ist eine weitere schematische Darstellung, die beide Klappen in einer auswärts geöffneten Position zeigt, um Luftdruck innerhalb des Fahrzeuginnenraums abzulassen, wenn eine Tür geschlossen wird.
5 ist eine partielle Schnittansicht einer Heckklappe des Fahrzeugs mit einer alternative Ausführungsform mit einem Lüftungsschieber zum gezielten Öffnen und Schließen des Lufstrompfades durch die Heckklappe, die den abgestimmten Luftextraktor hält.
6 ist eine grafische Darstellung der Frequenz als Funktion von Masse/Fläche.
Nun wird ausführlich Bezug auf verschiedene Ausführungsformen des abgestimmten Luftextraktors genommen, von denen einige als Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Nun wird auf 1 Bezug genommen, die ein Fahrzeug 10 in Form eines SUV darstellt, das eine rechte Vordertür 12 mit einem offenen Fenster 14 enthält das das Eintreten von Luft in den Fahrzeuginnenraum gestattet (siehe Wirkpfeile A). Wie dargestellt ist das offene Fenster 14 das einzige offene Fenster im Fahrzeug 10.
Wie weiterhin dargestellt, weist das Fahrzeug 10 eine Heckklappe 16 auf. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben, ist der abgestimmte Luftextraktor 18, welcher der Gegenstand dieses Dokuments ist, in der Heckklappe 16 hinter dem Kennzeichen 20 montiert. Innenraumluft, die durch den abgestimmten Luftextraktor 18 strömt, tritt hinter dem Kennzeichen 20 aus dem Fahrzeug aus (sie Wirkpfeile B), um Windpulsation zu unterdrücken und zu mildern, damit der Bediener des Fahrzeugs das Freiluft-Fahrerlebnis ohne die gewöhnlich mit Windpulsation verbundene Störung besser genießen kann.
Nun wird auf die 2 und 3 Bezug genommen, die den abgestimmten Luftextraktor 18 und den Einbau des abgestimmten Luftextraktors in der Heckklappe 16 des Fahrzeugs 10 darstellen. Wie in 3 optimal dargestellt, umfasst der abgestimmte Luftextraktor 18 eine Halterung 22 in Form eines Rahmens, die eine Dichtung 24 um den Außenumfang oder Rand enthalten kann. In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Halterung 22 eine erste Öffnung 26 und eine zweite Öffnung 28. In der dargestellten Ausführungsform sind die Öffnungen 26, 28 durch die Trennwand 30 getrennt und vertikal gestapelt, mit Öffnung 26 über Öffnung 28.
Drei Klappen 32, 34, 36 sind an der Halterung 22 in der ersten Öffnung 26 montiert. Die Klappen 32, 34, 36 sind so bemessen und geformt, dass sie die Öffnung 26 im Wesentlichen ausfüllen und schließen, wenn sie sich in ihrer Ruhe- oder Ausgangsposition befinden, wie in 3 dargestellt. Hier versteht es sich jedoch, dass genügend Spielraum zwischen den Klappen 32, 34, 36 und der Halterung 22 den Klappen gestattet, unabhängig verlagert und frei geschwungen zu werden, wie nachstehend beschrieben.
Vier Klappen 38, 40, 42, 44 sind an der Halterung 22 in der zweiten Öffnung 28 montiert. Die vier Klappen 38, 40, 42, 44 sind so bemessen und geformt, dass sie die zweite Öffnung 28 im Wesentlichen ausfüllen und schließen, wenn sie sich in ihrer Ruhe- oder Ausgangsposition befinden, wie in 4 dargestellt, während sie auch ausreichenden Spiel für unabhängige schwingende Bewegung behalten.
Jede Klappe 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44 umfasst ein Blatt oder Streifen eines geeigneten elastischen Materials. In einer möglichen Ausführungsform des Luftextraktors 10 weist jede Klappe 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44 eine Steifigkeit zwischen 1,5 und 4,5 gemäß dem Youngschen-Modul auf. Solche Materialien, mit gewünschter Steifigkeit, umfassen Polycarbonat, Poly-(Acrylnitril-Co-Butadien-Co-Styrol) (ABS), Acryl, Poly-(Ethylenterephthalat) (PET), Polystyrol und Poly-(Vinylchlorid) (PVC), sind aber nicht darauf beschränkt.
Ein Ende 46 jeder der oberen Klappen 32, 34, 36 ist entlang dem oberen Querelement 48 an der Halterung 22 montiert, während ein Ende 50 jeder der unteren Klappen 38, 40, 42, 44 entlang dem unteren Querelement 52 an der Halterung 22 montiert ist. In der dargestellten Ausführungsform werden die Enden 46, 50 hinter zwei Verankerungsstreifen 51 aufgenommen und festgehalten. In einer anderen möglichen Ausführungsform werden die Enden 46, 50 in einer kooperierenden Nut (nicht gezeigt) in den Querelementen 48, 52 aufgenommen und festgehalten. In einer anderen Ausführungsform werden die Enden 46, 50 an die Querelemte angeklemmt. In jeder dieser drei unterschiedlichen Ausführungsformen kann ein Klebemittel verwendet werden, um die Integrität der Montage zu erhöhen. Natürlich gibt es andere Möglichkeiten, ein Ende 46, 50 einer Klappe 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44 an der Halterung 22 zu sichern, und diese werden nur als Beispiele möglicher Wege dies zu lösen gezeigt.
Bei der Montage auf diese freitragende Art, wirkt das elastische Material der Klappen 32, 34, 36, 38, 40 als natürliches Scharnier, so dass sich jede Klappe unabhängig zwischen einer voll auswärts geöffneten Position P1, einer voll einwärts geöffneten Position P2 und einer geschlossenen Zwischenposition P3 bewegen kann. In der voll auswärts geöffneten Position P1 schwenken die Klappen 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44 in Richtung des Kennzeichens 20 vom Fahrzeuginnenraum weg. In der voll einwärts geöffneten Position P2 schwenken die Klappen 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44 einwärts in Richtung des Fahrzeuginnenraums. In der geschlossenen Zwischenposition P3 ruhen die Klappen 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44 schließlich bündig in den Öffnungen 26, 28.
Wie in 2 dargestellt, ist der abgestimmte Luftextraktor 18 in einem Luftpfad oder Lüftungskanal 60 montiert, der sich durch die Heckklappe 16 erstreckt und auf der Innenseite von einer ästhetisch ansprechenden Blende 62 und auf der Außenseite von einem Filtersieb 64 verschlossen wird, das hinter dem Kennzeichen 20 positioniert ist. Ein Luftspalt 56 zwischen dem Kennzeichen 20 und der Außenseite 68 der Heckklappe 16 gestattet freien Durchgang der Luft vom Fahrzeuginnenraum durch den Luftpfad 60 zur Umwelt angrenzend an das Kennzeichen 20. In der dargestellten Ausführungsform ist die Halterung 22 des abgestimmten Luftextraktors 18 vertikal im Luftpfad 60 montiert, wobei die Dichtung 24 am ganzen Umfang der Halterung 22 mit der Wand 70 des Luftpfads im Eingriff steht. Somit strömt keine Luft durch den Luftpfad 60, es sei denn, sie strömt durch die Öffnungen 26, 28 im abgestimmten Luftextraktor 18.
Luftpulsation tritt typischerweise bei niedrigen Frequenzen zwischen 12 und 18 Hertz auf. Die spezifische Spitzenfrequenz für Luftpulsation variiert von Fahrzeug zu Fahrzeug und hängt von einer Reihe von Faktoren ab, einschließlich ohne darauf beschränkt zu sein Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeug-Aerodynamik, Fensterplatzierung, Schiebedachplatzierung, Fenstergröße, Schiebedachgröße, Innenraumvolumen und dergleichen. Bei jedem gegebenen Fahrzeug können Tests durchgeführt werden, um die Spitzenfrequenz oder -frequenzen der Windpulsationscharakteristik dieses Fahrzeugs zu ermitteln. Die einzelnen Klappen 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44 des Luftextraktors 18 können dann auf Resonanz mit der Spitzenfrequenz oder den Spitzenfrequenzen, die für das Fahrzeug charakteristisch sind abgestimmt werden. Diese Abstimmung gestattet es dem Luftextraktor 18, mit optimaler Effizienz und Effektivität zu arbeiten, um unangenehme Windpulsation zu mildern oder zu unterdrücken und somit das Reiseerlebnis der Fahrzeuginsassen zu verbessern.
Die Abstimmung wird durch eine Kombination der Steifigkeit und des Massenträgheitsmoments der Klappen 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44, die als Ausleger angeordnet sind und sowohl als Feder als auch als Scharnier wirken, erzielt. Dieses Trägheitsmoment selbst entsteht aus der Kombination der Klappenform, der Dichte der Klappe sowie der Masse der Klappe. Die Dichte der Klappe 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44 liegt typischerweise innerhalb eines Bereichs von 1,0 bis 1,5 kg/m³. Die Masse der Klappe liegt typischerweise in dem Bereich zwischen 0,25 und 0,75 g. Die Masse jeder einzelnen Klappe 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44 kann entweder mit Bleiband, durch Vergrößern der Dicke des Materials oder durch Verwendung eines dichteren Materials von geeigneter Steifigkeit erhöht werden. Während quadratische oder rechteckige Klappen 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44 geeignet sind, versteht es sich, dass im Wesentlichen auch jede andere Form verwendet werden kann. Die Oberfläche jeder Klappe beträgt im Allgemeinen zwischen 1.000 und 2.000 mm², wobei die Gesamtoberfläche aller Klappen im Allgemeinen zwischen 8.000 und 16.000 mm² beträgt.
Nunmehr wird auf die 4a–4d Bezug genommen, wobei der Luftextraktor 18 eine optionale bogenförmige Eindämmungswand 72 und eine kooperierende Seitenwand 73 enthält. Wie dargestellt, erstreckt sich die Eindämmungswand 72 vom Rand 74 der Klappenöffnung 26, 28 gegenüber der Auslegerhalterung der Klappen 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44 in einem Bogen (von etwa 20 bis 40 Grad, in einer möglichen Ausführungsform von etwa 30 Grad) angrenzend an den Bewegungsweg, der von den Klappen 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44 beschrieben wird, die in der Öffnung schwenken und dadurch effektiv die Trennwand 30 bilden. Der Spalt 76 zwischen der distalen Spitze 78 von der Klappe 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44 und der Eindämmungswand 72 beträgt typischerweise zwischen ca. 0,1 und ca. 0,3 mm. Die Eindämmungswand 72 und die kooperierende Seitenwand 73 reduzieren die durch die zugehörige Öffnung 26, 28 strömende Luftmenge, wenn die zugeordnete Klappe 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44 sich in der teilweise einwärts geöffneten Position befindet. Dies repräsentiert einen weiteren Aspekt der Abstimmung der Leistung des Luftextraktors 18 auf die speziellen Windpulsationscharakteristik des Fahrzeugs 10, in das der Luftextraktor eingebaut ist.
Nun wird die Funktion der Klappen 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44 des Luftextraktors 18 ausführlicher beschrieben. Wie in 4a dargestellt, befinden sich die Klappen 32, 38 in ihrer Ruhe- oder Ausgangsposition, in der sie mit der Halterung 22 bündig sind, die Halterung nominell abdichten und die Öffnungen 26, 28, in denen sie montiert sind, schließen. Das Formgedächtnis des elastischen Materials, aus dem die Klappen 32, 38 hergestellt sind, zwingt die Klappen 32, 38 in diese Position in Abwesenheit anderer Luftdruckfaktoren (d. h. überdruck oder Unterdruck im Fahrzeuginnenraum).
In 4b sind die Klappen 32, 38 in einer teilweise einwärts geöffneten Position dargestellt, was charakteristisch für einen internen Unterdruck im Fahrgastraum des Fahrzeugs ist, der entsteht, wenn das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit von etwa 55 mph bewegt wird, während die Fenster und das Schiebedach geschlossen sind. Wie dargestellt, bleiben die distalen Spitzen 78 der Klappen 32, 38 bündig mit den Eindämmungswänden 72 in einem nominell abgedichteten oder geschlossenen Zustand. Hier ist zu beachten, dass die Eindämmungswand 72 gekrümmt ist, um den Pfad der Klappen 32, 38 zu verfolgen oder zu spiegeln und nur einen geringen Spielraum von den distalen Spitzen 78 beizubehalten.
In 4c sind die Klappen 32, 38 jeweils in voll einwärts bzw. auswärts geöffneten Positionen dargestellt. Bei Windpulsationsphänomenen, die durch ein offenes Fenster oder Schiebedach herbeigeführt werden, schwingt der Luftdruck im Fahrzeug zwischen den Überdruck- und Unterdruckspitzen mit einer Frequenz, die typischerweise zwischen 12 und 18 Hertz liegt. Wenn der Druck im Fahrzeuginnenraum zu einer Überdruckspitze ansteigt, werden die Klappen 32, 38 in eine auswärts geöffnete Position verlagert, um Druck abzulassen und die Amplitude der Überdruckspitze zu reduzieren. Wenn dann der Druck im Fahrzeuginnenraum während der zweiten Hälfte des Windpulsationszyklus auf einen Unterdruck- oder Vakuumzustand abfällt, werden die Klappen 32, 38 auf eine voll einwärts geöffneten Position verlagert. Dies gestattet den Durchgang von Luft in den Fahrzeuginnenraum, um somit die Amplitude der Unterdruckspitze zu reduzieren.
Durch Bereitstellen eines Luftextraktors 18 mit Klappen 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44, die sich sowohl einwärts als auch auswärts öffnen, kann die Amplitude der mit Windpulsation verbundenen Über- und Unterdruckspitzen reduziert werden, wodurch ihre störende Effekte reduziert und sogar beseitigt werden. Darüber hinaus wird die Funktion der Klappen 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44 optimiert, indem sie auf die Resonanzfrequenz oder -frequenzen der Windpulsation im Zusammenhang mit dem speziellen Fahrzeug, in dem der Luftextraktor 18 eingebaut ist, abgestimmt werden. Dies gewährleistet, dass die Klappen 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44 mit größerer Effizienz und Effektivität auf die Über- und Unterdruckschwingungen der Windpulsation reagieren, um maximalen Nutzen und optimale Leistung zu bieten.
In 4d sind beide Klappen 32, 38 in der voll auswärts geöffneten Position dargestellt. Dies tritt während des Türschließens auf. In dieser Position gestatten die Klappen 32, 38 das Entweichen von Luftdruck aus dem Fahrzeuginnenraum, damit die Tür ungehindert ohne den Widerstand des „Türschließungs-Luftkissens” geschlossen werden kann.
Eine weitere alternative Ausführungsform ist in 5 dargestellt. Die Ausführungsform in 5 entspricht genau der Ausführungsform von 2 bis auf die zusätzliche Lüftungsschieber-Anordnung 90, die einen Lüftungsschieber 92 zum Öffnen und Schließen des Luftpfads 60 umfasst. Der Lüftungsschieber 92 wird mithilfe des zugehörigen Antriebsmotors 94 und Schneckenantriebs 96 zwischen der geöffneten und der geschlossenen Position verlagert. Wie sich versteht, ist der Lüftungsschieber 92 am distalen Ende des Schneckenantriebs 96 angebracht. Folglich kann der Motor 94 in einer Richtung angetrieben werden, um den Lüftungsschieber 92 anzuheben und den Luftpfad 50 bei Erkennung von Windpulsation im Fahrzeug zu öffnen. Durch Öffnen des Luftpfads 60 wird der abgestimmte Luftextraktor 18 aktiviert, damit er Windpulsation abbauen und verhindern kann. Zu allen anderen Zeiten kann der Lüftungsschieber 92 geschlossen sein, um den Luftpfad 60 abzudichten und Eindringen von Luft in den Fahrzeuginnenraum durch diesen Luftpfad zu verhindern.
Das folgende Beispiel eines abgestimmten Luftextraktors mit Klappen, die auf die Resonanzfrequenzen zwischen 12–18 Hertz abgestimmt sind, wird präsentiert, um die Erfindung weiter darzustellen.
Beispiel
Der in diesem Beispiel präsentierte Extraktor umfasst 9 Klappen oder Finger, die aus Polycarbonatblättern von 0,3 mm Dicke hergestellt sind. Jede Klappe ist unabhängig. Die oberen vier Klappen kragen von oben aus, und die unteren 5 Klappen kragen von unten aus. Diese Auslegergelenke stellen sowohl die Dreh- als auch die Federfunktion für die Klappen bereit.

Jede Klappe weist einen (in manchen Fällen zwei) Streifen Bleiband auf, das dem Polycarbonatblatt zusätzliche Masse verleiht. Diese Masse bildet in Verbindung mit der Polycarbonatmasse und der Auslegerfeder am Drehpunkt einen mechanischen resonanten Masse/Feder-Mechanismus, ähnlich einem Pendel. Die Frequenz hängt von der Federkonstante des Polycarbonats, der Masse des Polycarbonats und der Masse des hinzugefügten Bleibands ab. Die Frequenzen werden ausgewählt, um den im Fahrzeug auftretenden Bereich von Pulsationsfrequenzen abzudecken. In dieser Ausführungsform haben die oberen vier Klappen entsprechende Resonanzfrequenzen von 17, 14, 13 und 16 Hertz, während die unteren fünf Klappen entsprechende Resonanzfrequenzen von 16, 14, 17, 13 und 15 Hertz haben. Die Konstruktionsparameter für die Größen und Abstimmungsmassen sind in der nachstehenden Tabelle angegeben.

Finger. Nr.	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Frequenz Hz	17	14	13	16	16	14	17	13	15
Länge mm	40,5	40,5	40,5	40,5	40,5	40,5	40,5	40,5	40,5
Breite mm	39,6	39	40,1	36,8	32	32,5	30,6	30,6	29,7
Fläche mm²	1603,8	1579,5	1624,05	1490,4	1296	1316,25	1239,3	1239,3	1202,85
Masse g	0,73	1,384	1,424	0,694	0,564	0,976	0,416	0,898	0,546
Hebelarm mm	33	33	33	33	33	33	33	33	33
Masse/Fläche	0,000455	0,000876	0,000877	0,000466	0,000435	0,000742	0,000336	0,000725	0,000454
Frequenz Hz	17	14	13	16	16	14	17	13	15


Bleiband	0,02	g/mm

6 zeigt eine grafische Darstellung der Frequenz als Funktion von Masse/Fläche.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich zahlreiche Vorteile aus der Anwendung der hier offen gelegten Konzepte ergeben. Der Luftextraktor 18 erfüllt drei scheinbar widersprüchliche fundamentale Anforderungen. Er bietet eine Druckentlastung, sowohl von Überdruck als auch Unterdruck, wenn das Fahrzeug ein Windpulsationsphänomen aufweist. Er sorgt unterwegs für minimalen Lufteintritt in das Fahrzeug, um das Eindringen von Staub und Abgas zu vermeiden, und er bietet Druckentlastung für reduzierten Türschließungsaufwand.
Das Vorstehende dient Veranschaulichungs- und Beschreibungszwecken. Es soll nicht erschöpfend sein oder die Ausführungsformen auf die präzise offenbarte Form einschränken. Im Licht der obigen Lehren sind offenkundige Modifikationen und Variationen möglich. Zum Beispiel: Während die in 3 dargestellte Luftextraktor-Ausführungsform drei Klappen 32, 34, 36 in der oberen Öffnung 26 und vier Klappen 38, 40, 42, 44 in der unteren Öffnung 28 aufweist, kann im Wesentlichen jede Anzahl von Klappen in jeder Öffnung enthalten sein. In einer möglichen Ausführungsform enthält jede Öffnung vier Klappen. Ferner, während der dargestellte Luftextraktor 18 hinter dem Kennzeichen 20 montiert ist, ist zu verstehen, dass er auch an anderen Stellen im Heck des Fahrzeugs, z. B. hinter der Schlussleuchtenanordnung, montiert sein könnte. Zusätzlich könnten die Klappen 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44 wenn gefordert auch mit echten Drehzapfen und Scharnieren an der Halterung 22 montiert werden während ein Auslegerscharnier beschrieben und dargestellt worden ist.
All diese Modifikationen und Variationen liegen im Umfang der beigefügten Ansprüche, wenn sie entsprechend der Breite, zu der sie den Regeln entsprechend, juristisch und gerechterweise berechtigt sind, interpretiert werden.

Claims

Luftextraktor zur Verringerung von Windpulsation in einem Fahrzeug, der Folgendes umfasst: eine Halterung mit einer ersten Öffnung; eine erste Klappe, die schwenkbar an der Halterung in der ersten Öffnung montiert ist, die erste Klappe zwischen einer voll auswärts geöffneten Position, einer voll einwärts geöffneten Position und einer geschlossenen Zwischenposition verlagerbar.
Luftextraktor nach Anspruch 1, wobei die Klappe auf eine Resonanzfrequenz zwischen 12 und 18 Hertz abgestimmt ist.
Luftextraktor nach Anspruch 1, wobei die Halterung ferner eine zweite Klappe umfasst, die schwenkbar an dem Rahmen in der ersten Öffnung montiert ist.
Luftextraktor nach Anspruch 3, wobei die zweite Klappe zwischen einer voll auswärts geöffneten Position, einer voll einwärts geöffneten Position und einer geschlossenen Zwischenposition verlagerbar ist.
Luftextraktor nach Anspruch 4, wobei die erste und zweite Klappe auf eine Resonanzfrequenz zwischen 12 und 18 Hertz abgestimmt sind.
Luftextraktor nach Anspruch 5, wobei die erste und zweite Klappe auf unterschiedliche Frequenzen abgestimmt sind.
Luftextraktor nach Anspruch 5, wobei die Halterung ferner eine zweite Öffnung umfasst und eine dritte Klappe schwenkbar an der Halterung in der zweiten Öffnung montiert ist.
Luftextraktor nach Anspruch 7, wobei die dritte Klappe zwischen einer voll auswärts geöffneten Position, einer voll einwärts geöffneten Position und einer geschlossenen Zwischenposition verlagerbar ist.
Luftextraktor nach Anspruch 8, wobei die erste, zweite und dritte Klappe auf eine Resonanzfrequenz zwischen 12 und 18 Hertz abgestimmt sind.
Luftextraktor nach Anspruch 9, wobei die erste, zweite und dritte Klappe auf unterschiedliche Frequenzen abgestimmt sind.
Luftextraktor nach Anspruch 8, wobei die Halterung eine vierte Klappe umfasst, die schwenkbar an der Halterung in der zweiten Öffnung montiert ist.
Luftextraktor nach Anspruch 11, wobei die vierte Klappe zwischen einer voll auswärts geöffneten Position, einer voll einwärts geöffneten Position und einer geschlossenen Zwischenposition verlagerbar ist.
Luftextraktor nach Anspruch 12, wobei die erste, zweite, dritte und vierte Klappe auf eine Resonanzfrequenz zwischen 12 und 18 Hertz abgestimmt sind.
Luftextraktor nach Anspruch 13, wobei die erste, zweite, dritte und vierte Klappe auf unterschiedliche Frequenzen abgestimmt sind.
Luftextraktor zur Verringerung von Windpulsation bei offenem Fenster in einem Fahrzeug, Folgendes umfassend: eine Halterung mit mehreren Öffnungen; mehrere Klappen, die schwenkbar an der Halterung montiert sind mit jeweils mindestens einer der Klappen in jeder der Öffnungen montiert; und wobei jede Klappe der mehreren Klappen auf eine Resonanzfrequenz zwischen 12 und 18 Hertz abgestimmt ist.
Luftextraktor nach Anspruch 15, wobei mindestens zwei Klappen der mehreren Klappen auf eine einzige Frequenz abgestimmt sind.
Luftextraktor nach Anspruch 15, wobei mindestens zwei Klappen der mehreren Klappen auf unterschiedliche Frequenzen abgestimmt sind.
Luftextraktor nach Anspruch 15, wobei die besagten mehreren Klappen alle auf unterschiedliche Frequenzen abgestimmt sind.
Luftextraktor nach Anspruch 15, ferner eine bogenförmige Eindämmungswand umfassend, die sich von einem Ende von mindestens einer der mehreren Öffnungen in einem an den Bewegungsweg der Klappe, die in der einen der Öffnungen aufgenommen wird, angrenzenden Bogen erstreckt.