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Die Erfindung betrifft einen Luftkanal für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Luftkanäle für Fahrzeuge sind in zahlreichen Variationen bekannt. Diese Luftkanäle werden üblicherweise im Bereich einer Frontscheibe zwischen einer Frontklappe und einem Motorraum angeordnet und trennen eindringendes Wasser von einströmender Luft. Üblicher Weise umfassen die Luftkanäle ein geschlossenes Gehäuse, welches an mindestens einer Gehäusewand eine Öffnung aufweist, über welche Luft einströmen und Wasser eindringen kann.
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Aus der
DE 10 2012 202 369 A1 ist ein Fahrzeug mit einer Frontklappe und einer Fußgängerschutzvorrichtung bekannt. Die Fußgängerschutzvorrichtung umfasst hierbei ein Gehäuse. Das Gehäuse ist derart im Bereich eines frontscheibenseitigen Endes der Frontklappe angeordnet, dass ein Luftkanal zwischen der Frontklappe und dem Gehäuse zur Zuführung von Außenluft in einen Fahrzeuginnenraum ausgebildet ist. Der Luftkanal verläuft hierbei oberhalb des Gehäuses und unterhalb der Frontklappe.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Luftkanal für ein Fahrzeug zu schaffen, welcher ein Eindringen von Wasser in eine Luftansaugöffnung unterbindet, einfach aufgebaut ist und weniger Bauteile aufweist, um Luft von Wasser zu trennen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch Bereitstellung eines Luftkanals für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Um einen Luftkanal für ein Fahrzeug zu schaffen, welcher ein Eindringen von Wasser in eine Luftansaugöffnung unterbindet, einfach aufgebaut ist und weniger Bauteile aufweist, um Luft von Wasser zu trennen, weist ein Grundkörper des erfindungsgemäßen Luftkanals einen nach oben offenen F-förmigen Querschnitt auf, welcher in einem geschlossenen Zustand einer Frontklappe von oben durch die Frontklappe zumindest teilweise geschlossen ist. Durch das Schließen der Frontklappe entsteht ein teilweise geschlossener P-förmiger Querschnitt des Grundkörpers. Der Grundkörper ist hierbei im Bereich einer Frontscheibe zwischen der Frontklappe und dem Motorraum angeordnet. In vorteilhafter Weise können im geschlossenen Zustand der Frontklappe zwei Bereiche des Luftkanals unterschieden werden. Ein einer Frontscheibe zugewandter offener Bereich und ein dem Motorinnenraum zugewandter geschlossener Bereich. In vorteilhafter Weise kann ein Deckel für den Luftkanal eingespart werden, da der Grundkörper des Luftkanals von der Frontklappe geschlossen werden kann. Der erfindungsgemäße Luftkörper kann in vorteilhafter Weise auch die Funktion von aus dem Stand der Technik bekannten Wasserkästen übernehmen, in welchen üblicherweise Luft und Wasser voneinander getrennt werden und das Wasser abgeleitet wird. Durch die Einsparung von Bauteilen, wie beispielsweise Abdeckungen, Wasserkästen usw., können in vorteilhafter Weise Kosten eingespart werden. Des Weiteren kann das Gewicht des Fahrzeugs reduziert werden, wodurch beispielsweise positive Effekte des Treibstoffverbrauchs des Fahrzeugs erzielt werden können. Des Weiteren kann durch den Entfall von Bauteilen der Bauraum für den Luftkanal reduziert werden, wodurch in vorteilhafter Weise größere Freiheiten bei der Gestaltung anderer Baugruppen im Motorraum ermöglicht werden können. Des Weiteren kann durch den reduzierten Bauraum auf Durchbrüche, wie beispielsweise für elektrische Anschlüsse, in den Motorraum verzichtet werden, wie sie bei den aus dem Stand der Technik bekannten Wasserkästen erforderlich sind.
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In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Luftkanals kann der Grundkörper eine Bodenfläche umfassen, auf welcher mindestens zwei Dichtlippen angeordnet sind. Beispielsweise können die mindestens zwei Dichtlippen im Wesentlichen parallel zueinander und zur Frontscheibe verlaufen. Diese Dichtlippen sind in vorteilhafter Weise zur Frontklappe hin ausgerichtet, so dass im geschlossenen Zustand der Frontklappe das teilweise geschlossene P-förmige Profil ausgebildet werden kann. In vorteilhafter Weise kann ein Großteil des anfallenden Wassers durch eine Prallfläche von einem durch die Frontklappe schließbaren Bereich ferngehalten werden. Der schließbare Bereich entspricht hierbei dem Bereich zwischen den Dichtlippen des P-förmigen Profils. Die Prallfläche entspricht in vorteilhafter Weise einer Außenseite einer der Frontscheibe zugewandten ersten Dichtlippe. Hierbei kann das Wasser in vorteilhafter Weise entlang der ersten Dichtlippe gesammelt und/oder abgeleitet werden. Wobei der Bereich, in dem das Wasser gesammelt werden kann, einem offenen Bereich entspricht. Um zu verhindern, dass Staub und/oder Schmutz in den schließbaren Bereich gelangt und/oder durch eine Ansaugpumpe mit der Luft angesaugt wird, umfasst der Grundkörper Dichtungen an den Stirnseiten zwischen den Dichtlippen. Dadurch kann in vorteilhafter Weise Luft nur über einen vorgegebenen Einlass einströmen und/oder angesaugt werden, wobei dieser Bereich beispielsweise Filter aufweist, welche groben Schmutz aus dem angesaugten Luftstrom bzw. dem einströmenden Wasser filtern.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Luftkanals kann die Bodenfläche im schließbaren Bereich zwischen den mindestens zwei Dichtlippen mindestens einen erhöhten Bereich und einen abgesenkten Bereich aufweisen. Der erhöhte und der abgesenkte Bereich können in vorteilhafter Weise durch einen Knick der Bodenfläche und/oder durch unterschiedliche Neigungen der Bodenfläche einfach realisiert und hergestellt werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Luftkanals kann eine Luftansaugöffnung im erhöhten Bereich der Bodenfläche des Grundkörpers angeordnet werden. Des Weiteren kann ein um die Luftansaugöffnung verlaufender Rahmen mit einem Kragen einen Einlaufschutz für die Luftansaugöffnung ausbilden, welcher das Eindringen von Wasser in die Luftansaugöffnung verhindert. Durch die Anordnung im erhöhten Bereich kann das in den schließbaren Bereich eingedrungene Wasser vom angesaugten Luftstrom getrennt werden. Das Wasser kann in vorteilhafter Weise nur dann in die Luftansaugöffnung eindringen, wenn der Wasserstand den erhöhten Bereich erreicht, des Weiteren schützt der Einlaufschutz je nach Höhe des Randes die Luftansaugöffnung weiter. In vorteilhafter Weise kann mit einfachen Mitteln das Eindringen von Wasser in die Luftansaugöffnung verhindert werden. Dadurch, dass das Eindringen in die Luftansaugöffnung unterbunden werden kann, kann das Eindringen von Wasser in die korrespondierenden Luftkanäle einer Klimaanlage und/oder in einen Gebläsemotor verhindert werden, wodurch in vorteilhafter Weise die Langlebigkeit der Klimaanlage und/oder des Gebläsemotors erhöht werden können.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Luftkanals kann der abgesenkte Bereich mit mindestens einer dem Motorraum zugewandten zweiten Dichtlippe eine Wasserrinne ausbilden. Das in den schließbaren Bereich eingedrungene Wasser kann in vorteilhafter Weise einfach am geodätisch tiefsten Punkt gesammelt und/oder abgeleitet werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Luftkanals kann die Wasserrinne einen Ablauf aufweisen, welcher in vorteilhafter Weise am geodätisch tiefsten Punkt des Grundkörpers angeordnet ist. Das Wasser kann durch den Ablauf ablaufen und wird nicht in der Wasserrinne gesammelt. Dadurch kann in vorteilhafter Weise verhindert werden, dass der Wasserstand ansteigt. Des Weiteren kann der Ablauf so angeordnet werden, dass keine Gefahr für elektrische und/oder elektronische Baugruppen bzw. Elemente und/oder für korrosionsgefährdete Bereich bzw. Materialien entsteht.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Luftkanals kann die der Frontscheibe zugewandte erste Dichtlippe einen Grobfilter umfassen. Das heißt, dass nur ein Bereich der ersten Dichtlippe als Prallfläche fungiert. Ein zweiter Bereich der Dichtlippe mit dem Grobfilter lässt vor allem die gewünschte Luft in den schließbaren Bereich ein. Durch den Grobfilter wird verhindert, dass Feststoffe, wie beispielsweise Blätter und/oder Äste und/oder Insekten, in den schließbaren Bereich gelangen. Der schließbare Bereich kann zudem an den Stirnseiten Dichtungen aufweisen, welche beispielsweise als so genannte Schaumraupen ausgeführt werden können, und welche verhindern, dass Feststoffe und/oder Schmutz über die Stirnflächen in den schließbaren Bereich eindringen können. Dadurch wird zudem sichergestellt, dass die Luft nur über den mit dem Grobfilter gesicherten Bereich in den schließbaren Bereich gelangt.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Luftkanals kann der Grundkörper im Bereich einer Scheibenwischeraufnahme eine schalldämpfende Struktur aufweisen. Durch die schalldämpfenden Strukturen kann der Grundkörper in vorteilhafter Weise trotz geringerer Masse ähnliche Schalleigenschaften wie herkömmliche Wasserkästen aufweisen. Durch die schalldämpfenden Eigenschaften der schalldämpfenden Struktur können erzeugter Motorschall, welcher ohne weitere akustische Maßnahmen über einen Stirnwandträger und die Frontscheibe als Störschall in den Fahrzeuginnraum gelangt, bzw. vom Scheibenwischer erzeugten Geräusche in vorteilhafter Weise wirksam reduziert werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Luftkanals kann die schalldämpfende Struktur als Schichtstruktur ausgeführt werden. Die Schichtstruktur kann beispielsweise als akustisches Schott, Filterbank, Lochplattenabsorber, hohle Metallstruktur usw. ausgeführt werden. Eine bevorzugte Ausführungsform der schalldämpfenden Struktur weist beispielsweise eine Metall-Glaswolle-Metall-Schichtstruktur auf. In vorteilhafter Weise kann die Schichtstruktur den Grundkörper konstruktiv vom Stirnwandquerträger und/oder dem Scheibenwischer abschirmen und ermöglicht ein Abweichen des Massegesetzes, so dass mit geringerer Masse die gleiche akustische Dämmwirkung erzielt werden kann. Dadurch können in vorteilhafter Weise Leichtbaupotentiale in der Akustik optimal umgesetzt werden. Des Weiteren ist eine Metall-Glaswolle-Metall-Schichtstruktur einfach in großen Mengen herstellbar.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.
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Dabei zeigen:
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1 eine perspektivische Frontansicht eines Fahrzeugs mit einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Luftkanals,
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2 eine perspektivische Ansicht des Luftkanals aus 1,
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3 einen Querschnitt im Bereich einer Luftansaugöffnung des Luftkanals aus 1 und 2,
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4 eine schematische Darstellung von Wasser- und Luftströmungen an einer Fahrzeugfront aus 1,
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5 eine schalldämpfende Struktur für den Luftkanal aus 1 bis 4,
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Wie aus 1 bis 4 ersichtlich ist, weist ein Luftkanal 1 für ein Fahrzeug 20 einen Grundkörper 10 auf, welcher im Bereich einer Frontscheibe 30 zwischen einer Frontklappe 26 und einem Motorraum 24 angeordnet ist. Der Grundkörper 10 trennt eindringendes Wasser W von einströmender Luft G. Üblicher Weise wird die Luft G zur Temperierung eines Fahrzeuginnenraums durch ein Gebläse über eine Luftansaugöffnung 16 von außen angesaugt und ins Innere des Fahrzeugs 20 geleitet.
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Erfindungsgemäß weist der Grundkörper 10 einen nach oben offenen F-förmigen Querschnitt auf, welcher in einem geschlossenen Zustand der Frontklappe 26 von oben durch die Frontklappe 26 zumindest teilweise geschlossen ist.
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Wie aus 1 bis 4 weiter ersichtlich ist, ist der Grundkörper 10 in mindestens zwei Bereiche A, B aufgeteilt. Hierbei ist ein offener Bereich A der Frontscheibe 30 zugewandt, und ein schließbarer Bereich B ist von einer Bodenfläche 14 und mindestens zwei auf der Bodenfläche 14 angeordneten Dichtlippen 12, 13 begrenzt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst der Grundkörper 10 zwei Dichtlippen 12, 13, welche im Wesentlichen parallel zueinander und zur Frontscheibe 30 verlaufen. Die Dichtlippen 12, 13 begrenzen den schließbaren Bereich B und sind der Frontklappe 26 zugewandt, so dass die Frontklappe 26 mit den Dichtlippen 12, 13 einen geschlossenen P-förmigen Querschnitt ausbilden. Zusätzlich können an den Stirnseiten ebenfalls Dichtelemente, wie beispielweise Schaumraupen angeordnet werden, welche den schließbaren Bereich B an den Stirnflächen abdichten. Eine erste Dichtlippe 12 trennt den offenen Bereich A von dem schließbaren Bereich B. Des Weiteren übernimmt die erste Dichtlippe 12 die Aufgabe einer Prallfläche, wobei von der Frontscheibe 30 ablaufendes Wasser W an der ersten Dichtlippe 12 abprallt und im äußeren Bereich A gesammelt wird. Auf diese Weise erfolgt eine erste Trennung von Wasser W und Luft G. Das Wasser W kann über nicht dargestellte Öffnungen ablaufen und/oder abgeleitet werden. Des Weiteren weist der Grundkörper 10 Befestigungselemente 19 auf. Über die Befestigungselemente 19 wird der Grundkörper 10 einfach im Motorraum 24 an Elementen der Karosserie 22 befestigt.
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Wie aus 1 bis 4 weiter ersichtlich ist, weist die Bodenfläche 14 im schließbaren Bereich B zwischen den beiden Dichtlippen 12, 13 mindestens einen erhöhten Bereich und einen abgesenkten Bereich auf. Zu diesem Zweck weist die Bodenfläche 14 einen Knick 14.1 auf. Eine Luftansaugöffnung 16 ist im erhöhten Bereich der Bodenfläche 14 des Grundkörpers 10 angeordnet. Auf diese Weise erfolgt eine zweite Trennung von Luft G und Wasser W über die unterschiedlichen Potentiale des Grundkörpers 10. Der abgesenkte Bereich bildet zudem mit mindestens einer dem Motorraum 24 zugewandten zweiten Dichtlippe 13 eine Wasserrinne 17 aus. In dieser Wasserrinne 17 wird das in den schließbaren Bereich B eingedrungene Wasser W am geodätisch tiefsten Punkt abgefangen und/oder gesammelt. Des Weiteren weist die Wasserrinne 17 am geodätisch tiefsten Punkt einen Ablauf 17.2 auf, über welchen das Wasser W abfließen kann.
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Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, umfasst die der Frontscheibe 12 zugewandte erste Dichtlippe 12 einen Grobfilter 12.1. Der Grobfilter 12.1 verhindert, dass Feststoffe, wie beispielsweise Blätter, Äste usw., welche den schließbaren Bereich B verstopfen können, in den schließbaren Bereich B gelangen.
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Wie aus 3 ersichtlich ist, bildet ein um die Luftansaugöffnung 16 verlaufender Rahmen 16.1 mit einem Kragen 16.2 einen Einlaufschutz aus und insbesondere der Kragen 16.2 verhindert, dass Wasser in die Luftansaugöffnung 16 gelangt. Je höher der umlaufende Rahmen 16.1 ausgebildet ist, desto größer ist das für das Wasser W zu überwindende Potential. Die in 3 dargestellte Luftansaugöffnung 16 ist erhöht angeordnet und weist ein Gitter 16.4 auf. Über die Luftansaugöffnung 16 wird Luft für die Klimaanlage durch das Gebläse angesaugt und in den Fahrzeuginnenraum geleitet. Das Gitter 16.4 filtert Feststoffe bzw. Partikel aus dem angesaugten Luftstrom G, so dass die Klimaanlage und/oder ein Gebläse nicht verunreinigt. In einer alternativen Ausführungsform kann die Luftansaugöffnung 16 eben mit der Bodenfläche 14 angeordnet werden, wobei der Einlaufschutz das Eindringen von Wasser W verhindert.
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Wie aus 1 bis 5 weiter ersichtlich ist, weist der Grundkörper 10 im Bereich einer Scheibenwischeraufnahme 11 eine schalldämpfende Struktur 18 auf. Diese schalldämpfende Struktur bildet den Großteil des Bodenbereichs des Grundkörpers 10 im offenen Bereich A aus und minimiert den Motorschall, welcher ohne weitere akustische Maßnahmen über einen Stirnwandträger und die Frontscheibe 30 als Störschall in den Fahrzeuginnraum gelangt, bzw. die hörbaren Geräusche des Scheibenwischers 40 bzw. des Scheibenwischermotors.
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Wie aus 5 ersichtlich ist, ist die schalldämpfende Struktur 18 vorzugsweise als Schichtstruktur ausgeführt. Die Schichtstruktur kann beispielsweise als akustisches Schott, Filterbank, Lochplattenabsorber, hohle Metallstruktur usw. ausgeführt werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Metallstruktur 18.1 als so genannter Lochplattenabsorber ausgeführt und mit Glaswolle gefüllt. Die als Lochplattenabsorber ausgeführte hohle Metallstruktur 18.1 filtert einen vorgegebenen Frequenzbereich, so dass in vorteilhafter Weise Motorraumgeräusche reduziert werden können, welche sonst über die den Stirnwandträger und die Frontscheibe 30 in den Fahrzeuginnenraum übertragen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Luftkanal
- 10
- Grundkörper
- 11
- Scheibenwischeraufnahme
- 12
- erste Dichtlippe
- 12.1
- Filter
- 13
- zweite Dichtlippe
- 14
- Bodenfläche
- 14.1
- Knick
- 16
- Luftansaugöffnung
- 16.1
- Rahmen
- 16.2
- Kragen
- 16.4
- Gitter
- 17
- Wasserrinne
- 17.2
- Ablauf
- 18
- Schaldämpfende Struktur
- 18.1
- Metallstruktur
- 19
- Befestigungselemente
- 20
- Fahrzeug
- 22
- Fahrzeugkarosserie
- 24
- Motorraum
- 26
- Fahrzeugklappe
- 30
- Frontscheibe
- 40
- Scheibenwischer
- W
- Wasser
- G
- Luft
- A
- offener Bereich
- B
- schließbarer Bereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012202369 A1 [0003]
