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Die Erfindung betrifft einen Vorderwagen eines Kraftfahrzeugs mit einer Abdeckung für den Motorraum nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
WO 2007/080125 A1 ist eine Leichtbau-Abdeckung für einen Motorraum bekannt, die der Isolierung gegenüber Geräuschen und Hitze aus dem Motorraum gegen den Fahrgastraum dient. In die Abdeckung sind auch Bauteile für den Fußgängerschutz oder für die Aufprallsicherheit integriert. Jedoch übernimmt diese Abdeckung selber keine tragenden Funktion für die Fahrzeugkarosserie.
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Weitere Abdeckungen für den Motorraum sind in den Schriften
DE 4228549 A1 ,
DE 19825739 B4 und
DE 10115266 A1 offenbart. Alle dienen überwiegend der akustischen Abschirmung des Motorraums und weisen teilweise integrierte Funktionen auf. Auch diese Abdeckungen übernehmen keine tragenden Funktionen der Fahrzeugkarosserie.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine leicht entfernbare Abdeckung für den Motorraum zu schaffen, die eine Vielzahl von Funktionalität in sich vereint und die insbesondere die Steifigkeit des Fahrzeugvorbaus im Bereich des Motorraums erhöht.
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Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Indem die Abdeckung als Strukturbauteil ausgeführt ist und eine kraftschlüssige, aber lösbare Befestigung der Abdeckung an der Fahrzeugkarosserie an zumindest vier Befestigungspunkten erfolgt, kann die Abdeckung sowohl den Motorraum ganz oder teilweise nach oben abdecken und zusätzlich die Karosserie im Bereich des Motorraums bzw. des Vorderwagens wesentlich versteifen. Diese Idee liegt die Erkenntnis zugrunde, dass in modernen Fahrzeugen, sowohl mit Verbrennungsmotorantrieb als auch mit Elektromotorantrieb, der Motorraum nur noch in geringem Umfang ganz zugänglich sein muß, da heutige Antriebe zunehmend wartungsärmer sind.
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Nur in ganz seltenen Fällen ist der Motor selber Gegenstand des Zugriffs auf den Motorraum. In den allermeisten Fällen müssen kleiner Wartungsarbeiten durchgeführt werden wie Kontrolle und/oder nachfüllen der Betriebsflüssigkeiten wie Motoröl, Getriebeöl, Kühlerflüssigkeit, Bremsflüssigkeit. Oder es müssen Verschleißteile wie Sicherungen, Luftfilter, Scheinwerferbirnen etc. getauscht werden. In all diesen Fällen ist der unbeschränkte Zugang zum Motorraum nicht erforderlich, es genügen mehr oder weniger große Wartungsöffnungen. Von daher kann der nicht für die Wartungsöffnungen benötigte Raum mit der fest mit der Karosserie verbundenen Abdeckung versehen werden, um die besagten strukturellen Verbesserungen der Karosserie zu erreichen.
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Unter kraftschlüssiger Befestigung ist eine kraft- und/oder momentenübertragende Verbindung der Abdeckung mit der Karosserie zu verstehen. Ein lösbare Befestigung im Sinne der Erfindung ist jede Verbindung, die mit geringem Aufwand gelöst und wieder geschlossen werden kann. Beispiele für solche kraftschlüssigen, lösbaren Befestigungen sind Verschraubungen, Bolzenverbindungen und Verriegelungen.
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Der Begriff Strukturbauteil kennzeichnet jede Konstruktion, die geeignet ist, die an den Befestigungspunkten wirkenden Kräfte und/oder Momente zwischen diesen zu übertragen.
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Die Anzahl Befestigungspunkte beträgt vier oder mehr. Mindestens vier Befestigungspunkte sind deshalb erforderlich, damit die Abdeckung die Verbindung zwischen der steifen Karosseriestruktur auf der rechten und linken Seite des Motorraums herstellen kann. Dabei können die Befestigungspunkte der Abdeckung an einem Federbeindom, am Windlauf und/oder an einem Längsträger angeordnet sind. Insbesondere wenn die Abdeckung an mehreren Befestigungspunkten auf den neben der Motorraum laufenden linken und rechten Längsträgern, den linken und rechten Federbeindomen und dem Windlauf befestigt ist, resultiert daraus ein sehr steifer Vorderwagenaufbau. Insbesondere eine Befestigung an den Federbeindomen ersetzt dann die sogenannten Domstreben, die entweder zwischen den Federbeindomen und/oder zwischen den Federbeindomen und dem Windlauf angeordnet sind.
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In einer bevorzugten Ausführung ist die Abdeckung unter einer Motorhaube angeordnet. Dann kann die Motorhaube mit ihren Außenflächen äußere Funktionen übernehmen wie aerodynamische Kontur, Witterungsschutz, Sichtschutz, Fußgängerschutz, usw. Die Abdeckung innen übernimmt – neben der bereits genannten Strukturfunktion – innere Funktionen wie Geräuschdämpfung, Aggregateträger, ggf. auch Fußgängerschutz, usw.
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In einer weiteren Ausführung kann die Abdeckung Außenflächen aufweisen. Dann übernimmt die Abdeckung neben den inneren Funktionen auch ganz oder teilweise die äußeren Funktionen der Motorhaube. Als Außenflächen sind dabei die Karosserieflächen zu verstehen, die bei geschlossener Motorhaube und/oder geschlossener Abdeckung von einem Betrachter am Fahrzeug wahrgenommen werden. Wird eine Fläche der Abdeckung von der geschlossenen Motorhaube verdeckt, handelt es sich nicht um eine Außenfläche. Durch das Merkmal der Außenflächen auf der Abdeckung kann die Abdeckung ganz oder teilweise die Motorhaube ersetzen bzw. anders ausgedrückt, die Abdeckung wird zur Motorhaube, aber nicht beweglich am Fahrzeug angeordnet wie bekannte Motorhauben, sondern die Abdeckung ist dann eine Motorhaube, die über die Befestigungspunkte fest mit der Karosserie verbunden ist.
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Bevorzugt kann die lösbare Befestigung durch eine Bedienung am Kraftfahrzeug gelöst werden kann ohne Zuhilfenahme eines zusätzlichen Werkzeuges. Dies kann z. B. durch geeignete Bolzenverriegelungen erfolgen, die manuell oder mittels eines Aktuators entriegelt werden und damit die Abdeckung freigeben. Dies ermöglicht den raschen Zugang zum Motorraum im Falle von Wartungsarbeiten am Motor oder im Motorraum, wenn der Zugang durch Wartungsöffnungen nicht ausreicht, bzw., wenn die Abdeckung vollständig die bewegliche Motorhaube ersetzt, wenn diese keine Wartungsöffnungen aufweist.
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Vorteilhaft weist die Abdeckung Wartungsöffnungen für darunter liegende Fahrzeugaggregate auf. Dann kann auf einfache Weise z. B. Kühlwasser oder Bremsflüssigkeit nachgefüllt werden, oder Sicherungen ersetzt werden, ohne dass die Abdeckung entfernt werden muß.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Abdeckung als Stahl-Kunststoff-Hybridteil ausgeführt. Solche Hybridstrukturen sind vielfältig bekannt, indem ein Stahlkern ganz oder teilweise eine Ummantelung aus Kunststoff erhält. Durch den Stahlanteil bzw. den Stahlkern wird ein festes und steifes Strukturbauteil geschaffen, dass die geforderte Übertragung der Kräfte und Momente erfüllen kann. Mittels der Ummantelung aus Kunststoff kann zum Teil die Steifigkeit und Festigkeit des Stahlkerns weiter erhöht werden, und es können auch vielfältige Funktionen in die Abdeckung integriert werden. Dies Funktionen können sein Luftführungen, Sicherungskasten, Halterungen für Aggregate, Flüssigkeitsbehälter usw.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist zusätzlich zur Abdeckung eine bewegliche Abdeckklappe vorgesehen, wobei die Abdeckklappe im geschlossenen Zustand zumindest einen Teil des Motorraums abdeckt, der nicht von der Abdeckung abgedeckt ist. Dabei kann die Abdeckklappe an der Abdeckung selber beweglich befestigt sein, oder sie kann an der Karosserie beweglich befestigt sein. Eine solche Abdeckklappe dient der leicht Zugänglichkeit zum Motorraum, wenn die Abdeckklappe selber schwer zu entfernen und/oder schwer zu bewegen ist. Dann kann für einfache Wartungsarbeiten die Abdeckklappe benutzt werden.
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Vorteilhaft weist die Abdeckklappe Außenflächen auf. Dies insbesondere dann, wenn die Abdeckung als Motorhaube mit Außenflächen ausgeführt ist. Dann übernimmt die Abdeckklappe die Funktion einer kleinen, beweglichen Motorhaube.
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Besonders vorteilhaft übernimmt die Abdeckklappe zumindest teilweise die Funktion eines Kühlergrills. Dann ist die Abdeckklappe im vorderen Bereich des Motorraums angeordnet. Für den Zugang zum Motorraum, insbesondere im Falle von Wartungsarbeiten, wird dann der Kühlergrill ganz oder teilweise, je nach Ausführung der Abdeckklappe, bewegt. Bei dieser Ausführung als Kühlergrill weist die Abdeckklappe auch Außenflächen auf.
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Bevorzugt sind in der Abdeckung und/oder der Abdeckklappe funktionale Bauteile integriert, insbesondere Waschdüsen, Waschflüssigkeitsbehälter, Kühlflüssigkeitsbehälter, Bremsflüssigkeitsbehälter, Scheibenwischerantriebe, Luftfilter, Luftführungskanäle, Beleuchtungsvorrichtungen, elektrische Sicherungen, Fußgängerschutzvorrichtungen. Aufgrund der festen Verbindung mit der Karosserie können all diese Bauteile in der Abdeckung untergebracht werden, die sonst schwierig im Motorraum Platz finden oder schwierig nur befestigt werden können. Da die Abdeckung nur in Ausnahmefällen bewegt wird, kann eine sehr weitgehende Ankopplung an die anderen Motorraumaggregate erfolgen.
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Besonders vorteilhaft lassen sich zwischen Abdeckung und Abdeckklappe Luftführungskanäle ausbilden. Bevorzugt können dies die Luftführungskanäle für die Innenraumbelüftung, Motorzuluft und/oder Kühlluft sein. Dies erlaubt die sehr einfache Herstellung der Luftführungskanäle, da keine hohlen Teile erforderlich sind, sondere nur offene Querschnitte in Abdeckung und Abdeckklappe. Abdeckung und Abdeckklappe sind so geformt, dass die Hohlquerschnitte der Luftführungskanäle sich erst beim Schließen der Abdeckklappe bilden.
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Vorteilhaft weisen die Abdeckung und/oder die Abdeckklappe Scharniere auf. Wenn die Abdeckung und/oder die Abdeckklappe bewegt werden, ist es günstig, wenn diese Bewegung durch geeignete Scharniere unterschätzt und geführt wird. Dabei sind alle Scharniere geeignet, die bereits heute für Fahrzeugklappen bekannt sind. Die Verwendung der Scharniere erleichtert dem Bediener den Zugang sowohl bei Wartungsarbeiten, wenn nur die Abdeckklappe bewegt werden muß, aber auch bei größeren Arbeiten, wenn die Abdeckung selber bewegt werden muß. Dann kann die Abdeckung, nachdem die Befestigungen gelöst sind, genauso geöffnet werden wie heute bekannte, bewegliche Motorhauben.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Abdeckung mit geöffneter Abdeckklappe;
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2 eine Frontansicht der Abdeckung mit geöffneter Abdeckklappe aus 1;
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3 eine Frontansicht der Abdeckung aus 2. mit geschlossener Abdeckklappe;
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4 einen schematischen Querschnitt durch den Motorraum mit einer Abdeckung, und
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5 einen vergrößerten Schnitt durch die Abdeckung im Bereich des Luftfilters.
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Ein Ausschnitt aus einem Vorderwagen 1 eines Kraftfahrzeuges ist in 1 in einer perspektivischen Ansicht und in 2 in einer Frontansicht dargestellt, mit dem Kotflügel 2, dem Stoßfänger 3, der A-Säule 4 und Windschutzscheibe 5. Die Motorhaube ist nicht dargestellt, nur die sich im geöffneten Zustand befindlichen Motorhaubenscharniere 6 sind gezeigt.
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Die Abdeckung 7 deckt den Motorraum 8 teilweise nach oben ab. Die verbleibende Öffnung wird durch die im offenen Zustand dargestellte Abdeckklappe 9 verschlossen. Die Abdeckklappe 9 ist hier abnehmbar dargestellt. Sie kann jedoch auch über Scharniere mit der Abdeckung oder der Karosserie beweglich angeordnet sein.
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Die Abdeckung ist an der Karosserie fest montiert indem sie an den beiden Befestigungspunkten 10 mit den nicht dargestellten oberen Längsträgern verschraubt, an den beiden Befestigungspunkten 11 mit den nicht dargestellten Federbeindomen und an den beiden Befestigungspunkten 12 mit dem Windlauf 13 verschraubt ist.
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Die Abdeckklappe 9 weist an der Frontseite 18 Lufteinlaßschlitze 14 für die Ansaugluft des Motors auf. Wenn die Abdeckklappe 9 geschlossen ist, wird die Ansaugluft über in die Abdeckklappe 9 integrierte Luftkanäle 15 in in die Abdeckung 7 integrierte Luftkanäle 15 weitergeleitet. Über einen in der Abdeckung 7 eingebauten Luftfilter 16 gelangt die gefilterte Ansaugluft über Lufteinlaßkanäle 17 in nicht dargestellte Ansaugkrümmer des Verbrennungsmotors.
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Die Frontseite 18 der Abdeckklappe 9 ist an der Außenseite des Fahrzeugs angeordnet und auch von außen sichtbar, wenn die nicht dargestellte Motorhaube geschlossen ist. Neben der Funktion der Ansaugleitung für die Ansaugluft mitttels der Lufteinlaßschlitze 14 kann die Frontseite auch als Träger für Verzierungselemente und Markenembleme dienen. Dies erlaubt eine einfache Anpassung z. B. an verschiedenen Baureihen oder auch verschiedene Herstellermarken, da nur die Abdeckklappe 9 geändert werden muß, während sich unter der Motorhaube der gleiche Aufbau befindet.
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In 3 zeigt die Frontansicht des in 1 und 2 beschriebenen Vorderwagens 1 mit geschlossener Abdeckklappe 9, aber geöffneter Motorhaube. Die Oberseite des Motorraums 8 ist durch die Abdeckung 7 und die Abdeckklappe 9 vollständig geschlossen.
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4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Motorraum 8 mit der Abdeckung 7, 5 einen vergrößerten Schnitt entsprechend 4 durch die Abdeckung im Bereich des Luftfilters. Die Abdeckung 7 weist einen steifen Metallkern aus einem Tiefziehblech 20 auf und ist an den Befestigungspunkten 11 mit den Federbeindomen 21 verschraubt. Weitere Befestigungspunkte 10 der Abdeckung 7 befinden sich auf den oberen Längsträgern 22. Durch diese strukturelle Verbindung der Längsträger 22 und der Federbeindome 21 links und rechts des Motors 23 wird insgesamt der Bereich des Vorderwagens wesentlich versteift.
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Die Abdeckung 7 ist als Hybridteil ausgeführt, indem das Tiefziehblech 20 ein aufgespritztes bzw. umspritzendes Kunststoffteil 27 aufweist. Das Kunststoffteil 27 ist dabei so gebaut, dass es die Funktion der Luftführungskanäle 14 und das Luftfiltergehäuse 24 für den Luftfilter 16 beinhaltet. Weiterhin sind durch das Kunststoffteil 27 die Lufteinlaßkanäle 17 an der Abdeckung 7 ausgebildet, die auf einer Seite mit dem Luftfiltergehäuse 24 verbunden sind und auf der anderen Seite eine abgedichtete, aber lösbare Verbindung zu den Einlaßkrümmern 25 des Motors 23 aufweisen.
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Die hier geschlossen gezeigte Motorhaube 19 kann recht einfach und leicht hergestellt werden, da sie sich auf der steifen Abdeckung 7 abstützen kann. Dafür sind zusätzlich Lagerpunkte auf der Abdeckung 7 vorgesehen, die durch elastische Schaumgummiblöcke 28 realisiert sind. Für den Fußgängerschutz ist zwischen Abdeckung 7 und Motorhaube 19 ein Airbag 26 vorgesehen, der bei einem Aufprall eines Fußgängers auf den Vorderwagen 1 die Motorhaube 19 anhebt, so dass von der steifen Abdeckung 7 keine Gefahr für den Fußgänger ausgeht. Dabei dient die Abdeckung 7 als starres Widerlager für den Airbag, so dass die Motorhaube 19 sicher angehoben wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorderwagen
- 2
- Kotflügel
- 3
- Stoßfänger
- 4
- A-Säule
- 5
- Windschutzscheibe
- 6
- Motorhaubenscharnier
- 7
- Abdeckung
- 8
- Motorraum
- 9
- Abdeckklappe
- 10
- Befestigungspunkt zum oberen Längsträger
- 11
- Befestigungspunkt zum Federbeindom
- 12
- Befestigungspunkt zum Windlauf
- 13
- Windlauf
- 14
- Lufteinlaßschlitz
- 15
- Luftkanal
- 16
- Luftfilter
- 17
- Lufteinlaßkanal
- 18
- Frontseite (der Abdeckklappe 9)
- 19
- Motorhaube
- 20
- Tiefziehblech
- 21
- Federbeindom
- 22
- oberer Längsträger
- 23
- Motor
- 24
- Luftfiltergehäuse
- 25
- Einlaßkrümmer
- 26
- Airbag
- 27
- Kunststoffteil
- 28
- Schaumgummiblock
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2007/080125 A1 [0002]
- DE 4228549 A1 [0003]
- DE 19825739 B4 [0003]
- DE 10115266 A1 [0003]
