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Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug mit einer im Vorderwagen angeordneten Tragstruktur, die seitliche Längsträger und mindestens einen zwischen den Längsträgern angeordneten Stossfängerquerträger aufweist sowie mit mindestens einer in Fahrtrichtung hinter dem Stossfängerquerträger angeordneten Klimaaggregatleitung einer Klimaanlage. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Klimaaggregatleitung einer Klimaanlage.
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Im Allgemeinen weist ein Kraftfahrzeug eine Tragstruktur auf, die im Wesentlichen eine Fahrgastzelle umschließt. Außerdem ist die Tragstruktur in deren vorderen Bereich in Fahrtrichtung gesehen vor der Fahrgastzelle zur Aufnahme einer Kraftfahrzeugverbrennungsmaschine sowie anderer Aggregate eingerichtet. Die Tragstruktur ist eingerichtet bei einem Aufprall die durch den Aufprall eingeleitete Aufprallenergie durch gezielte Verformung der Tragstruktur aufzunehmen. Der Bereich der Tragstruktur, der vor der Fahrgastzelle angeordnet ist, wird als Vorderwagen-Tragstruktur bezeichnet und absorbiert, beispielsweise bei einem Frontalaufprall oder Frontal-Crash, die in den Vorderwagen eingeleitete Aufprallenergie indem die Vorderwagen-Tragstruktur gezielt verformt wird. Die Tragstruktur weist im Allgemeinen zwei Längsträger und mehrere diesem verbindenden Querträger auf, durch die die Tragstruktur eine hohe Struktursteifigkeit erhält. Durch die Querträger kann bei einem Frontalaufprall zwischen zwei Fahrzeugen die Aufprallenergie auch auf nicht direkt vom Aufprall oder Crash betroffene Seiten gelenkt werden. Dadurch ist es ermöglicht, dass die Längsträger ebenfalls zumindest teilweise die Aufprallenergie absorbieren können. Der vordere untere Querträger wird als Stoßfängerquerträger bezeichnet und kann beispielsweise als formgehärtetes Bauteil ausgeführt sein.
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Crashtests sind heutzutage obligatorisch, bevor ein neues Fahrzeug für den Straßenverkehr freigegeben wird. Beim Crashtest wird ein Fahrzeug unter definierten Bedingungen gegen ein feststehendes starres oder deformierbares Hindernis gefahren. Ferner gibt es die Möglichkeit, Fahrzeug-Fahrzeug-Crashs zu fahren. Die Auswirkungen des Crashs werden durch zahlreiche Sensoren und durch Aufnahmen mit Hochgeschwindigkeitskameras erfasst. In Europa wird im Allgemeinen die EURO NCAP, ein herstellerunabhängiger Crashtest durchgeführt. Das EURO NCAP wurde 1997 erstmals vorgestellt und die Abkürzung steht für: European New Car Assessment Programm, in dem die Vereinigung der europäischen Verkehrsministerien sowie die Versicherungen und die Automobilclubs zusammengeschlossen sind. Die genormte Prüfung ist aus drei Teilen zusammengesetzt und umfasst den Front-Crash, den Seiten-Crash und Pfahlaufprall. Simuliert wird hierbei jeweils ein Zusammenstoß mit einem Fahrzeug gleicher Größe. Aus diesem Grund sind auch die Bewertungen nur innerhalb einer Fahrzeugklasse vergleichbar. Im Allgemeinen wird ein Frontal-Crahtest derart durchgeführt, dass das Kraftfahrzeug auf eine Geschwindigkeit von 64 km/h beschleunigt wird und dann seitlich versetzt, frontal auf eine deformierbare Barriere prallt. Zusätzlich stößt bei dem Seitencrash eine 50 km/h fahrende Barriere, die auf einem Wagen montiert ist, seitlich mit dem Kraftfahrzeug zusammen. Beim Pfahlcrash prallt das Kraftfahrzeug mit 30 km/h seitlich auf der Höhe des Fahrers auf eine Stahlsäule.
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Aus der
DE 102 48 794 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit einer Tragstruktur für den Vorderwagen des Kraftfahrzeuges bekannt. Die Tragstruktur weist seitliche Längsträger und Querträger zur Anordnung des Fahrwerkes, des Antriebsaggregates, eines Kühlers für die Motorkühlflüssigkeit und weiterer Aggregate und Komponenten sowie Karosserieteile auf. Die Tragstruktur ist derart ausgelegt, dass diese die bei einem Fahrzeugaufprall eingebrachte Aufprallenergie absorbiert, und dabei eine Energieübertragung in die Fahrgastzelle verhindert, zumindest stark einschränkt. Hierzu weist diese ein doppelwandiges, im Wesentlichen U-förmiges Tragprofil mit einer hohlen Bodenwandung und zwei hohlen, sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Seitenwandungen auf, durch das die Motorkühlflüssigkeit derart geleitet wird und von dem weitere Betriebsflüssigkeiten derart aufgenommen werden, dass diese einen jeweils separierten Bereich des Tragprofils vollständig ausfüllen. Hierbei sind die eine Betriebsflüssigkeit aufnehmenden Bereiche jeweils mit wenigstens einem Ventil zum Aufbau eines deformationsbedingten Überdruckes versehen.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer verbesserten Tragstruktur zu schaffen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Merkmalen der abhängigen Ansprüche zu entnehmen.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist eine im Vorderwagen angeordnete Tragstruktur, die seitliche Längsträger und mindestens einen zwischen den Längsträgern angeordneten Stossfängerquerträger aufweist, sowie mindestens eine in Fahrtrichtung hinter dem Stossfängerquerträger angeordnete Klimaaggregatleitung einer Klimaanlage auf. Die Klimaaggregatleitung zeichnet sich dadurch aus, dass in einem dem Stossfängerquerträger zugeordneten Bereich mindestens eine Sollbruchstelle vorgesehen ist. Bei einem Frontal-Crash oder Frontalaufprall kann dabei der Stoßfängerquerträger die Aufprallenergie aufnehmen und durch den Energieeintrag in seiner Lage verschoben werden oder sogar verbogen werden. Der Stoßfängerquerträger kann bevorzugt in den in Fahrtrichtung gesehen hinter diesem angeordneten Bereich ausweichen, da der Impuls entgegengesetzt zur Fahrtrichtung gerichtet ist. Somit wird die Aufprallenergie über die geometrische Verschiebung oder Verbiegung des Stoßfängerquerträgers an die in Fahrtrichtung gesehen hinter dem Stoßfängerquerträger angeordnete Sollbruchstelle der Klimaaggregatleitung weitergegeben. Diese kann sich durch den Energieeintrag an der Sollbruchstelle öffnen, sodass ein sich in der Klimaaggregatleitung befindliches Aggregatfluid oder Kühlmittel an definierter Stelle aus der Klimaaggregatleitung entweichen kann. Hierbei ist die Fahrtrichtung als die Richtung bezeichnet, in der die Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeugs gerichtet ist. Bei einem Frontalaufprall oder Crash entweder mit einem anderen Fahrzeug oder mit einem Gegenstand, beispielsweise mit einer Wand, werden der Impuls und damit die Richtung des Energieeintrags im Wesentlichen entgegengesetzt der Bewegungsrichtung des Fahrzeuges gerichtet. Mit anderen Worten, der Energieeintrag wird ausgehend von dem Ort des Aufpralls im Wesentlichen zuerst an den Stoßfängerquerträger erfolgen und danach an die hinter diesem angeordneten Bereiche der Klimaaggregatsleitung und damit der Sollbruchstelle der Klimaaggregatleitung. Das Öffnender Klimaaggregatleitung an der Sollbruchstelle kann beispielsweise durch ein Abscheren der Leitung an der Sollbruchstelle erfolgen.
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Unter der Sollbruchstelle wird eine konstruktive oder mechanische bzw. physikalische Maßnahme oder Auslegung der Klimaaggregatleitung verstanden. Die Sollbruchstelle kann hierbei als Sicherungselement vorgesehen sein. Im Schadensfall kann dieses Sicherungselement gezielt und vorhersagbar versagen, um hierdurch den möglichen Schaden in einem Gesamtsystem klein zu halten oder eine besondere Funktion zu erreichen. Das Abscheren der Klimaaggregatleitung kann hierbei beispielsweise durch eine konstruktive Maßnahme, beispielsweise durch einen Bereich mit einer dünneren Wandung der Klimaaggregatleitung vorgesehen sein.
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Die Klimaanlage kann eine Heizungs- und/oder Kompressionskälteanlage sein, die eine Kompressionskälteanlage aufweist, die mit einem Kühlmittel, beispielsweise R 134a, insbesondere jedoch HF01234yf oder CO2 (R744), sowie neuen chemischen alternativen Kühlmitteln betrieben wird. Das Kühlmittel kann hierbei in einem flüssigen Zustand oder einem gasförmigen Zustand oder einer Mischung aus beiden vorliegen. In anderen Worten, die Klimaaggregatleitung kann mit einem Fluid gefüllt sein, wobei das Fluid unter Druck stehen kann.
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In einer Ausgestaltung des Kraftfahrzeuges weist der Stoßfängerquerträger eine U-förmige oder gabelförmige Halterung zur Aufnahme der Klimaaggregatleitung auf. Der Stoßfängerquerträger kann ein U-förmig ausgebildetes Hohlprofil aufweisen. Durch die Verbiegung und/oder Verlagerung und/oder Verformung des Stoßfängerquerträgers und/oder der Halterung kann die Klimaaggregatleitung an der Sollbruchstelle abgeschert werden. Auch durch einen im Wesentlichen seitlichen Frontalcrash kann der Stoßfängerquerträger derart verbogen werden, dass das Hohlprofil sich ebenfalls verbiegt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Kraftfahrzeuges ist die Klimaaggregatleitung eine Überdruckleitung. Bei einer Überdruckleitung kann das in dieser befindliche Kühlmittel unter Druck an der durch den Aufprall verursachten offenen Sollbruchstelle austreten.
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Bei dem Kraftfahrzeug kann die Klimaaggregatsleitung eine mit einem Klimaanlagenkondensator verbundene Klimaanlagenkondensatorleitung sein. In der Klimaanlagenkondenstorleitung kann ein unter Hochdruck stehendes gasförmiges Kühlmittel zwischen einem Klimaanlagenkompressor und einem Klimaanlagenkondensator zirkulieren oder eine unter Hochdruck stehende Flüssigkeit des Kühlmittels zwischen dem Klimaanlagenkondensator und dem Klimaanlagentrockner. Es ist besonders vorteilhaft, wenn bei einem Crash das unter Hochdruck stehende Kühlmittel an der definierten Sollbruchstelle der Klimaanlagenaggregatleitung austritt. Diese Sollbruchstelle kann derart angeordnet sein, dass der entstehende Schaden durch das unter Hochdruck stehende Kühlmittel möglichst gering ist, d. h. dass brennbare Kühlmittel (z. B. HF01234yf) von heißen Motor- oder Abgasanlagenteilen und Personen gefährdende Kühlmittel (z. B. CO2) vom Kfz-Innenraum (insbesondere Lüftungseinlass) ferngehalten werden.
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In einer Ausgestaltung des Kraftfahrzeugs kann die Tragstruktur derart ausgelegt sein, dass bei einem Frontal – Crash des Fahrzeugs mit weniger als 16 km/h Fahrzeuggeschwindigkeit, der Stoßfängerquerträger die Klimaaggregatleitung nicht berührt. Dies kann der Fall sein, da die Verbiegung oder Verschiebung auf Grund des durch die niedrige Geschwindigkeit verursachten geringen Energieeintrags geringer ist als der Abstand zwischen dem Stoßfängerquerträger und der Klimaaggregatleitung. Hierdurch kann der Schaden an der Tragstruktur und der Klimaanlage bei Aufprall mit niedriger Geschwindigkeit minimal sein.
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Bevorzugt kann bei dem Kraftfahrzeug der Stoßfängerquerträger als Opferteil bei einem Frontal-Crash des Fahrzeugsmit mehr als 20 km/h Fahrzeuggeschwindigkeit ausgelegt sein. Bei einer derartigen Geschwindigkeit können Verschiebungen am Fahrgestell des Kraftfahrzeuges auftreten. Mit anderen Worten, der Stoßfängerquerträger wird verformt werden und somit kann ein Öffnen der Klimaaggregatleitung erfolgen. Dadurch, dass der Stoßfängerquerträger als Opferteil ausgelegt ist, um die Aufprallenergie aufzunehmen, kann die Klimaaggregatleitung an einer definierten Stelle, der Sollbruchstelle geöffnet werden. Dies insbesondere dadurch, dass diese derart in Fahrtrichtung hinter dem Stoßfängerquerträger angeordnet ist, dass die Aufprallenergie von der Klimaaggregatleitung an der Sollbruchstelle aufgenommen werden kann. Dadurch kann die Klimaaggregatleitung an dieser Stelle oder in diesem Bereich geöffnet werden.
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Das Kraftfahrzeug kann im Stoßfängerquerträger mindestens einen integrierten Luftführungskanal aufweisen. Hierdurch kann eine Luftzuführung der Klimaanlage ebenfalls in dem Stoßfängerquerträger angeordnet sein. Dies kann Platz sparend sein.
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Die Aufgabe wird ferner durch eine Klimaaggregatleitung einer Klimaanlage gelöst, die für einen Einbau in ein Kraftfahrzeug mit einer im Vorderwagen angeordneten Tragstruktur ausgelegt ist, wobei die Tragstruktur seitliche Längsträger und mindestens einen zwischen den Längsträgern angeordneten Stossfängerquerträger aufweist, wobei die Klimaaggregatleitung in Fahrtrichtung hinter dem Stossfängerquerträger anordenbar ist. Die Klimaaggregatleitung zeichnet sich dadurch aus, dass die Klimaaggregatleitung in einem dem Stossfängerquerträger zugeordneten Bereich eine Sollbruchstelle aufweist. Die Klimaaggregatleitung kann somit zumindest bereichsweise im Bereich des Stoßfängerquerträgers angeordnet sein. Bevorzugt ist diese durch eine U-förmige Halterung mit einem gabelförmigen Profil aufgenommen, die an dem Stoßfängerquerträger angeordnet ist. Dadurch kann die Klimaaggregatleitung beispielsweise an einem oder beiden Enden des U-förmigen Profils bei einem Frontal-Crash abgeschert werden.
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Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Kraftfahrzeuges und der Klimaaggregatleitung können den abhängigen Ansprüchen entnommen werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren der Zeichnung näher beschrieben, aus denen sich auch unabhängig von der Zusammenfassung in den Patentansprüchen weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben.
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In den Figuren sind gleiche oder ähnliche Gegenstände oder Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen:
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1 eine Tragstruktur eines Kraftfahrzeuges;
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2 einen Ausschnitt der Tragstruktur aus 1 in Querschnittsdarstellung.
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1 zeigt in perspektivischer schematischer Darstellung von oben eine Tragstruktur 10 eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Personenkraftfahrzeuges. Die Tragstruktur 10 weist eine Vorderwagentragstruktur 12 mit mehreren Längsträgern auf. Zwischen denen mehreren Längsträgern sind an mehrere Querträger angeordnet. Die mehreren Längsträger umfassen einen ersten Stoßfängerlängsträger 14 und einen zweiten Stoßfängerlängsträger 16 zwischen denen ein Stoßfängerquerträger 18 angeordnet ist.
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Die mehreren Längsträger umfassen ferner einen ersten Ober-Längsträger 20, einen zweiten Ober-Längsträger 22 sowie einen ersten Unter-Längsträger 24 und einen zweiten Unter-Längsträger 26. Zwischen den Ober-Längsträgern 20 und 22 ist ein Ober-Querträger 28 angeordnet. Zwischen den Unter-Längsträgern 24 und 26 ist mindestens ein Unter-Querträger 30 angeordnet. Die oberen Längsträger 20 und 22 bilden eine ausgehend von der A-Säule 32 und 34 Kotflügelbank aus. Unterhalb der Längsträger 20 und 22 ist jeweils ein Radhaus 36 und 38 ausgebildet. Der Ober-Längsträger 20 und der Ober-Querträger 28 sowie der Unterlängsträger 24 und der Unter-Querträger 30 sind mittels einer Rahmenstütze 40 und 42 verbunden. Der Ober-Querträger 22 und der Ober-Querträger 28 sind jeweils mittels der Rahmenstütze 40 und 42 mit dem Unter-Längsträger 26 und dem Unter-Querträger 20 verbunden. Die Ober-Längsträger 20 und 22 mit dem Ober-Querträger 28 sowie die Unterlängsträger 24 und 26 mit dem Unter-Querträger 30 sowie die Rahmenstützen 40 und 42 bilden zusammen einen Frontschildrahmen 44 aus.
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In Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges, die mit einem Pfeil 46 dargestellt ist, gesehen hinter dem Stoßfängerquerträger 18 ist eine nicht dargestellte Klimaanlage angeordnet, die mindestens ein Aggregat und eine Klimaaggregatleitung aufweist. Die Klimaanlage kann der Heizung und Klimatisierung des Kraftfahrzeuges dienen. Typischerweise können in einer Kompressionsanlage der Klimaanlage Kühlmittel R 134a, CO2 (R744), sowie neue chemische Alternativen eingesetzt werden.
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Die Tragstruktur 10 umschließt im in Fahrtrichtung hinter dem Vorderwagen 12 angeordneten Bereich eine Fahrgastzelle und einen hinter der Fahrgastzelle angeordneten Kofferraumbereich.
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2 zeigt im Querschnitt einen Ausschnitt der Tragstruktur 10 von der lediglich der Stoßfängerquerträger 18 gezeigt ist. In Fahrtrichtung 46 des Kraftfahrzeuges gesehen hinter dem Stoßfängerquerträger 18 ist eine Klimaaggregatsleitung 47 der Klimaanlage 48, die schematische dargestellt ist, angeordnet. Die Klimaaggregatsleitung 47 ist bevorzugt eine Klimaanlagenkondensatorleitung 47. An dem Stoßfängerträger 18 ist eine U-förmige Halterung 50 angeordnet, in der die Klimaaggregatleitung 47 aufgenommen ist. Die Anordnung in Fahrtrichtung 46 gesehen hinter dem Stoßfängerquerträger 18 und in der U-förmigen Halterung 50 führt dazu, dass im Falle eines Crashs oder Aufpralls bei einer Verschiebung des Stoßfängerquerträgers 18 die Klimaaggregatsleitung 47 sich an einer Sollbruchstelle öffnet. Dadurch ist insbesondere eine Wahrscheinlichkeit für einen Austritt von in der Leitung 47 befindlichem Kühlmittel, an möglicherweise durch den Crash beschädigter Stelle, die von der Sollbruchstelle verschieden ist, deutlich reduziert. Da die Halterung 50 am Stoßfängerquerträger 18 gabelförmig, insbesondere zumindest bereichsweise U-förmig ausgebildet ist, kann die Sollbruchstelle auch bei einem stark seitlichen Frontalcrash aktiviert werden. Insbesondere kann die Klimaaggregatleitung 47 durch den Crash abgeschert werden.
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Insbesondere ist das Kraftfahrzeug mit der Tragstruktur 10 derart ausgelegt ist, dass bei einem Frontal – Crash des Fahrzeugs mit weniger als 16 km/h Fahrzeuggeschwindigkeit, der Stoßfängerquerträger 18 die Klimaaggregatleitung 47 nicht berührt. In anderen Worten, der Abstand zwischen Klimaaggregatleitung 47 und Halterung 50 sowie Stoßfängerquerträger 18 ist derart gewählt, dass eine leichte Verformung des Stoßfängerquerträgers 18 die Sollbruchstelle nicht öffnet.
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Hingegen ist die Auslegung derart, dass nach einem Frontal – Crash des Fahrzeugs mit mehr als 20 km/h Fahrzeuggeschwindigkeit der Stoßfängerquerträger 18 als Opferteil ausgelegt ist. Bei einem Frontal-Crash mit dieser Geschwindigkeit ist die Verformung des Stoßfängerquerträgers 18 größer auf Grund des höheren Energieeintrags. Somit muss der Stoßfängerquerträger 18 nach denn Crash ersetzt werden.
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Die Merkmale, die in Zusammenhang mit dem Fahrzeug und der Klimaaggregatleitung 47 beschrieben wurden, können in Alleinstellung oder in Kombination verwendet werden. Somit sind Merkmale, die in Zusammenhang mit dem Fahrzeug beschrieben wurden, auch für die Klimaaggregatleitung 47 anwendbar und umgekehrt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Tragstruktur
- 12
- Vorderwagentragstruktur
- 14
- erster Stoßfängerlängsträger
- 16
- zweiter Stoßfängerlängsträger
- 18
- Stoßfängerquerträger
- 20
- erster Ober-Längsträger
- 22
- zweiter Ober-Längsträger
- 24
- erster Unter-Längsträger
- 26
- zweiter unter-Längsträger
- 28
- Ober-Querträger
- 30
- Unter-Querträger
- 32
- A-Säule
- 34
- Kotflügelbank
- 36
- Radhaus
- 38
- Radhaus
- 40
- Rahmenstütze
- 42
- Rahmenstütze
- 44
- Frontschildrahmen
- 46
- Fahrtrichtung
- 47
- Klimaaggregatleitung
- 48
- Klimaanlage
- 50
- U-förmige Halterung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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