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Die Erfindung betrifft eine Vorbaustruktur einer Fahrzeugkarosserie gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Aus der
DE 198 53 128 C2 ist eine gattungsgemäße Vorbaustruktur einer Fahrzeugkarosserie bekannt. Die Vorbaustruktur umfasst einen Querträger, an welchem ein als Stoßfängerbiegeträger ausgeführtes Crashelement befestigt ist. Der Stoßfängerbiegeträger kann hierbei sowohl direkt als auch über so genannte Pralldämpfer an dem Querträger befestigt sein.
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Aus der
DE 10 2006 011 171 A1 ist eine Vorbaustruktur in einem Stoßfängerbereich eines Kraftfahrzeugs bekannt. Die Vorbaustruktur umfasst einen Querträger, an welchem ein Stoßfänger befestigt ist. Der Stoßfänger weist eine Außenhaut auf, in deren Innerem ein Hohlraum ausgebildet ist, der mit einem Kunststoffschaum ausgeschäumt ist.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zu Grunde, eine Vorbaustruktur einer Fahrzeugkarosserie zu schaffen, welche bei gleichzeitig maximaler Bauraumersparnis eine hohe Energieabsorptionsfähigkeit aufweist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Es wird eine Vorbaustruktur einer Fahrzeugkarosserie zumindest mit einem Querträger und einem an dem Querträger befestigten Crashelement vorgeschlagen, wobei erfindungsgemäß das Crashelement mindestens teilweise als Luftfilter ausgebildet ist. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Crashelement zwischen dem Querträger und einer Frontschürze der Fahrzeugkarosserie angeordnet. In vorteilhafter Weise übernimmt das Crashelement zusätzlich die Funktion als Luftfilter. Hierfür können die mechanischen Eigenschaften des Luftfilters durch gezielte konstruktive Auslegung des Gehäuses und der Filterelemente an das Crashelement angepasst werden, um optimale Crashergebnisse erreichen zu können. Dadurch können in der Vorbaustruktur einer Fahrzeugkarosserie bei gleichzeitig geringerem Platzbedarf sowohl hohe Crashkräfte aufgenommen als auch ein Luftfilter untergebracht werden. Insbesondere eignet sich der Luftfilter ideal als Crashelement, da seine Geometrie an jeden Bauraum angepasst werden kann, ohne dass seine Funktion beeinträchtigt wird. Dies bedeutet, dass das Crashelement sowohl die Funktion des Luftfilters als auch durch geeignete geometrische Gestaltung des Luftfiltergehäuses und des Luftfilterinnenbaus auch Crashfunktionen übernimmt.
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Weiter ist es vorteilhaft, wenn ein Gehäuse und/oder mindestens ein Filterelement des Luftfilters zumindest teilweise als bei Verformung Energie aufnehmendes Crashelement ausgeführt sind. Abhängig vom Crashwinkel bzw. der Intensität der Crashenergie übernimmt zumindest teilweise das Gehäuse und/oder mindestens ein Teil des Luftfilters beim Crash Energie auf und verbessert somit in vorteilhafter Weise das Crashverhalten der Vorbaustruktur. Eine bevorzugte Realisierung des erfindungsgemäßen Luftfilters sieht vor, dass die mechanischen Eigenschaften des Luftfilters denen des substituierenden Crashelementes durch gezielte konstruktive Anpassung des Luftfiltergehäuses und der Filterelemente angepasst werden, um damit gute Crashergebnisse zu erzielen. Durch die verbesserten Eigenschaften der Vorbaustruktur sind der Motorraum und die Fahrzeuginsassen besser geschützt.
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In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorbaustruktur ist vorgesehen, dass der Luftfilter mit einer Luftführungseinheit zusammenwirkt, die mindestens einen Rohluftkanal zur Ansaugung von Rohluft und mindestens einen Reinluftkanal zur Abgabe von Reinluft an eine Brennkraftmaschine des Fahrzeugs aufweist. In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorbaustruktur ist vorgesehen, dass der mindestens eine Rohluftkanal derart angeordnet ist, dass die Rohluft aus einem Motorraum des Fahrzeugs und/oder einem Außenbereich des Fahrzeugs ansaugbar ist. In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorbaustruktur ist vorgesehen, dass der mindestens eine Rohluftkanal der Luftführungseinheit zumindest eine Eintrittsöffnung zur Zuführung der angesaugten Rohluft in den Luftfilter und der mindestens eine Reinluftkanal der Luftführungseinheit zumindest eine Austrittsöffnung zur Abgabe der Reinluft aus dem Luftfilter aufweist. In besonders vorteilhafter Weise ist hierdurch eine raumsparende Luftverteilung im Fahrzeug möglich. Insbesondere ist eine nahezu beliebige Anordnung der Luftkanäle der Luftführungseinheit möglich, wodurch sich ein Packagevorteil ergibt.
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Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Luftführungseinheit zumindest teilweise in den Querträger integriert ist. In vorteilhafter Weise wird durch die Integration des Luftfilters in den Querträger wertvoller Bauraum im Motorraum gespart und ungenutzter Bauraum im Querträger sinnvoll genutzt. Die Tatsache, dass der Querträger zusätzliche Bauteile, wie insbesondere den Luftfilter aufnehmen kann, bringt erhebliche Vorteile bezüglich des Platzbedarfs im Motorraum. Insbesondere ergeben sich hierdurch kurze Luftkanäle und somit ein Bauraumgewinn. Es ist in vorteilhafter Weise eine beliebige Positionierung der Luftkanäle und damit eine Berücksichtigung fahrzeugspezifischer Packageräume möglich.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass die Eintrittsöffnung und/oder die Austrittsöffnung am Querträger vorgesehen sind. In vorteilhafter Weise ist hierdurch eine raumsparende Luftverteilung beispielsweise quer im Fahrzeug möglich. Aus der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ergibt sich ein Packagevorteil, indem eine nahezu beliebige fahrzeugspezifische Anordnung der Luftkanäle im Querträger möglich ist.
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In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorbaustruktur ist zwischen der Eintrittsöffnung des Rohluftkanals und der Austrittsöffnung des Reinluftkanals eine Trennwand zur Trennung der beiden Kanäle im Querträger vorgesehen. Auf einfache und kostengünstige Weise sind hierdurch zwei getrennte Kanäle realisiert. Zusätzlich wirkt die zur Trennung der beiden Kanäle dienende Trennwand als Versteifungselement, welche die Stabilität des Querträgers im Crashfall erhöht.
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In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorbaustruktur umfasst der Luftfilter zumindest einen Anschlussstutzen, der in mindestens eine Eintrittsöffnung und/oder Austrittsöffnung der Luftführungseinheit einsteckbar ist. In vorteilhafter Weise ist hierdurch eine besonders schnelle und kostengünstige Montage des Luftfilters möglich, die einfach durchführbar ist. Hierbei muss nur der zumindest eine Anschlussstutzen des Luftfilters in die entsprechende Öffnung der Luftführungseinheit eingesteckt werden. Insbesondere ermöglicht die erfindungsgemäße Ausgestaltung einen raschen Austausch des Luftfilters zu Reparatur- oder Wartungszwecken.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind vier Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Dabei zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung einer Vorbaustruktur einer Fahrzeugkarosserie in einer ersten Ausführungsform mit einem Querträger und einem an dem Querträger befestigten Crashelement, das als Luftfilter ausgebildet ist, und
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2 einen Schnitt durch die Vorbaustruktur aus 1, wobei das Crashelement zwischen dem Querträger und einer Frontschürze der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist, und
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3 eine perspektivische Darstellung einer Vorbaustruktur in einer zweiten Ausführungsform mit einem in den Querträger integrierten Rohluftkanal, und
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4 eine Explosionsdarstellung einer Vorbaustruktur in einer dritten Ausführungsform mit einem in den Querträger integrierten Rohluftkanal und einem Luftfilter mit Anschlussstutzen zur Strömungsverbindung des Luftfilters mit den Rohluftkanal, und
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5 eine Explosionsdarstellung einer Vorbaustruktur in einer vierten Ausführungsform mit einem zumindest teilweise in den Querträger integrierten Rohluftkanal und einem zumindest teilweise in den Querträger integrierten Reinluftkanal.
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Die 1 bis 5 zeigen eine Vorbaustruktur 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 einer Fahrzeugkarosserie mit einem Querträger 12.1, 12.2, 12.3, 12.4 und einem an dem Querträger 12.1, 12.2, 12.3, 12.4 befestigten Crashelement 14.1, 14.2, 14.3, 14.4, wobei 1 und 2 die Vorbaustruktur 10.1 in einer ersten Ausführungsform, 3 die Vorbaustruktur 10.2 in einer zweiten Ausführungsform, 4 die Vorbaustruktur 10.3 in einer dritten Ausführungsform und 5 die Vorbaustruktur 10.4 in einer vierten Ausführungsform zeigen.
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Erfindungsgemäß ist das Crashelement 14.1, 14.2, 14.3, 14.4 mindestens teilweise als Luftfilter 16.1, 16.2, 16.3, 16.4 ausgebildet. Hierbei sind ein Gehäuse 20.1, 20.2, 20.3, 20.4 und/oder mindestens ein Filterelement 22.1, 22.2, 22.3, 22.4 des Luftfilters 16.1, 16.2, 16.3, 16.4 zumindest teilweise als bei Verformung Energie aufnehmendes Crashelement 14.1, 14.2, 14.3, 14.4 ausgeführt.
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Am Beispiel der Vorbaustruktur 10.1 in einer ersten Ausführungsform ist in 2 ersichtlich, dass das Crashelement 14.1 vorzugsweise zwischen dem Querträger 12.1 und einer Frontschürze 18 der Fahrzeugkarosserie angeordnet.
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In den vorliegenden Ausführungsbeispielen wirkt der Luftfilter 16.1, 16.2, 16.3, 16.4 mit einer Luftführungseinheit 24.1, 24.2, 24.3, 24.4 zusammen, die mindestens einen Rohluftkanal 26.1, 26.2, 26.3a, 26.3b, 26.4 zur Ansaugung von Rohluft und mindestens einen Reinluftkanal 28.1, 28.2, 28.3, 28.4 zur Abgabe von Reinluft an eine Brennkraftmaschine des Fahrzeugs aufweist.
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Der mindestens eine Rohluftkanal 26.1, 26.2, 26.3a, 26.3b, 26.4 der Luftführungseinheit 24.1, 24.2, 24.3, 24.4 weist zumindest eine Eintrittsöffnung 32.1, 32.2, 32.3a, 32.3b, 32.4 zur Zuführung der angesaugten Rohluft in den Luftfilter 16.1, 16.2, 16.3, 16.4 und der mindestens eine Reinluftkanal 28.1, 28.2, 28.3, 28.4 der Luftführungseinheit 24.1, 24.2, 24.3, 24.4 zumindest eine Austrittsöffnung 34.1, 34.2, 34.3, 34.4 zur Abgabe der Reinluft aus dem Luftfilter 16.1, 16.2, 16.3, 16.4 auf.
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Bevorzugt ist der mindestens eine Rohluftkanal 26.1, 26.2, 26.3a, 26.3b, 26.4 derart angeordnet, dass die Rohluft aus einem Motorraum des Fahrzeugs und/oder einem Außenbereich des Fahrzeugs ansaugbar ist.
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Vorzugsweise ist die Luftführungseinheit 24.2, 24.3, 24.4 gemäß 3 bis 5 zumindest teilweise in den Querträger 12.2, 12.3, 12.4 integriert. Besonders bevorzugt sind hierbei die Eintrittsöffnung 32.2, 32.3a, 32.3b, 32.4 des Rohluftkanals 26.2, 26.3a, 26.3b, 26.4 und/oder die Austrittsöffnung 34.4 des Reinluftkanals 28.4 am Querträger 12.2, 12.3, 12.4 vorgesehen sind.
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So zeigt 1 die Vorbaustruktur 10.1 in der ersten Ausführungsform, bei welcher der Rohluftkanal 26.1 in einem Bereich eines an der Stirnseite der Vorbaustruktur 10.1 angeordneten Kühlergrills 30 liegt und somit die Rohluft aus einem Außenbereich des Fahrzeugs ansaugt. Die Luftführungseinheit 24.1 mit dem vorzugsweise stutzenförmig ausgeführten Rohluftkanal 26.1 und dem ebenfalls vorzugsweise stutzenförmig ausgeführten Reinluftkanal 28.1 ist direkt an den Luftfilter 16.1 angeschlossen, indem der Luftfilter 16.1 die Eintrittsöffnung 32.1 zur Zuführung der angesaugten Rohluft aus dem Rohluftkanal 26.1 in den Luftfilter 16.1 und die Austrittsöffnung 34.1 zur Abgabe der Reinluft aus dem Luftfilter 16.1 in den vorzugsweise der Brennkraftmaschine zugewandten Reinluftkanal 28.1 aufweist. Der Luftfilter 16.1 ist an dem Querträger 12.1 vorgebaut.
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In 3 ist die Vorbaustruktur 10.2 in der zweiten Ausführungsform dargestellt, bei welcher der Rohluftkanal 26.2 zumindest teilweise in den Querträger 12.2 integriert ist, wobei die Ansaugung der Rohluft an einem Ende des Querträgers 12.2 und somit aus einem Außenbereich des Fahrzeugs erfolgt. In der vorliegenden Ausführungsform ist an dem Ende des Querträgers 12.2 ein sich im Wesentlichen in Richtung einer Querachse 42 erstreckender und einen Teil 26.2.2 des Rohluftkanals 26.2 bildender Stutzen 40.2 vorgesehen, der den im Querträger 12.2 verlaufenden Teil 26.2.1 des Rohluftkanals 26.2 verlängert und durch den die Rohluft in den Rohluftkanal 26.2 eintritt. Der Luftfilter 16.2 ist an dem Querträger 12.2 vorgebaut, so dass der mindestens teilweise in den Querträger 12.2 integrierte Rohluftkanal 26.2 über die vorzugsweise mittig am Querträger 12.2 vorgesehene Eintrittsöffnung 32.2 in den vorgebauten Luftfilter 16.2 mündet. Der vorzugsweise stutzenförmig ausgeführte Reinluftkanal 28.2 der Luftführungseinheit 24.2 ist über die vorzugsweise an einem Ende des Luftfilters 16.2 vorgesehene Austrittsöffnung 34.2 direkt an den Luftfilter 16.2 angeschlossen.
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Aus 4 ist die Vorbaustruktur 10.3 in der dritten Ausführungsform ersichtlich, bei welcher zwei Rohluftkanäle 26.3a, 26.3b vorgesehen sind, die zumindest teilweise in den Querträger 12.3 integriert sind, wobei die Ansaugung der Rohluft an den Enden des Querträgers 12.3 und somit aus einem Motorraum des Fahrzeugs und/oder einem Außenbereich des Fahrzeugs erfolgt. In der vorliegenden Ausführungsform ist an dem einen Ende des Querträgers 12.3 ein sich im Wesentlichen in Richtung einer Querachse 42 erstreckender und einen Teil 26.3a.2 des Rohluftkanals 26.3a bildender, erster Stutzen 40.3a vorgesehen, der den im Querträger 12.3 verlaufenden Teil 26.3a.1 des Rohluftkanals 26.3a verlängert und durch den die Rohluft in den Rohluftkanal 26.3a eintritt. Ferner ist an dem anderen Ende des Querträgers 12.3 ein sich im Wesentlichen in Richtung einer Hochachse 44 erstreckender und einen Teil 26.3b.2 des Rohluftkanals 26.3b bildender, zweiter Stutzen 40.3b vorgesehen, der den im Querträger 12.3 verlaufenden Teil 26.3b.1 des Rohluftkanals 26.3b verlängert und durch den die Rohluft in den Rohluftkanal 26.3b eintritt. Der Luftfilter 16.3 ist an dem Querträger 12.3 vorgebaut, so dass die mindestens teilweise in den Querträger 12.3 integrierten Rohluftkanäle 26.3a, 26.3b über die am Querträger 12.3 vorgesehenen Eintrittsöffnungen 32.3a, 32.3b in den vorgebauten Luftfilter 16.3 mündet. Der vorzugsweise stutzenförmig ausgeführte Reinluftkanal 28.3 der Luftführungseinheit 24.3 ist über die vorzugsweise an einem Ende des Luftfilters 16.3 vorgesehene Austrittsöffnung 34.3 direkt an den Luftfilter 16.3 angeschlossen. Um die Montage des Luftfilters 16.3 an den Querträger 12.3 zu erleichtern, umfasst der Luftfilter 16.3 zwei Anschlussstutzen 36.3a, 36.3b, die in die Eintrittsöffnungen 32.3a, 32.3b der Luftführungseinheit 24.3 einsteckbar sind.
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5 zeigt die Vorbaustruktur 10.4 in der vierten Ausführungsform, bei welcher der Rohluftkanal 26.4 und der Reinluftkanal 28.4 zumindest teilweise in den Querträger 12.4 integriert sind, wobei die Ansaugung vorzugsweise aus einem Motorraum des Fahrzeugs erfolgt. In der vorliegenden Ausführungsform ist in einem Endbereich des Querträgers 12.4 ein sich im Wesentlichen in Richtung einer Hochachse 44 erstreckender und einen Teil 26.4.2 des Rohluftkanals 26.4 bildender Stutzen 40.4 vorgesehen, der den im Querträger 12.4 verlaufenden Teil 26.4.1 des Rohluftkanals 26.4 verlängert und durch den die Rohluft in den Rohluftkanal 26.4 eintritt. Ferner ist in dem anderen Endbereich des Querträgers 12.4 ein sich im Wesentlichen in Richtung einer Hochachse 44 erstreckender und einen Teil 28.4.2 des Reinluftkanals 28.4 bildender Stutzen 46.4 vorgesehen, der den im Querträger 12.4 verlaufenden Teil 28.4.1 des Reinluftkanals 28.4 verlängert und durch den die Reinluft aus dem Reinluftkanal 28.4 austritt. Zwischen der Eintrittsöffnung 32.4 des Rohluftkanals 26.4 und der Austrittsöffnung 34.4 des Reinluftkanals 28.4 ist im Querträger 12.4 eine Trennwand 38.4 zur Trennung der beiden, im Querträger 12.4 verlaufenden Kanäle 26.4, 28.4 vorgesehen. Um die Montage des Luftfilters 16.4 an den Querträger 12.4 zu erleichtern, umfasst der Luftfilter 16.4 zwei Anschlussstutzen 36.4a, 36.4b, die in die Eintrittsöffnung 32.4 und die Austrittsöffnung 34.4 der Luftführungseinheit 24.4 einsteckbar sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19853128 C2 [0002]
- DE 102006011171 A1 [0003]
