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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Frontstruktur eines Fahrzeugs. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Frontstruktur eines Fahrzeugs, in die ein Wärmetauscher eingebaut ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Bekanntlich gibt es Fahrzeuge, die mit einem Stoßfängerelement, das an der Vorderseite des Fahrzeugs angeordnet ist, einem Wärmetauscher, der an der Rückseite des Stoßfängerelements angeordnet ist und dessen Hauptkörper sich von etwa der Mitte, in der Fahrzeug-Querrichtung, eines Motorraums zur Umgebung eines in der Fahrzeug-Querrichtung äußeren Endes des Motorraums erstreckt, und Befestigungsmitteln, die den Wärmetauscher an einer Fahrzeugkarosserie befestigen, ausgestattet sind. Die Befestigungsmittel sind an zwei Positionen über und an zwei Positionen unter dem Wärmetauscher angeordnet. Eine Frontstruktur eines derartigen Fahrzeugs ist beispielsweise in der
JP 2006 - 021 700 A offenbart.
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Die Frontstruktur eines in der
JP 2006 - 021 700 A offenbarten Fahrzeugs ist derart, dass der Befestigungszustand des Wärmetauschers an dessen Unterseite aufgehoben wird, wenn eine äußere Kraft, die stärker als ein vorgegebener Wert ist, auf den Wärmetauscher nach hinten ausgeübt wird. Wenn das Stoßfängerelement durch eine geringe Kollision nach hinten bewegt wird, wird ein unterer Abschnitt des Wärmetauschers durch Rückwärtsstoßen desselben durch eine Strebe, die an dem Stoßfängerelement befestigt ist, nach hinten bewegt, wodurch verhindert wird, dass der Wärmetauscher mit einer Stoßfängerverstärkung wechselwirkt.
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US 2012/0247849 A1 offenbart eine Wärmetauscher-Schutzstruktur, die ein fahrzeugkarosserieseitiges Element, eine Wärmetauschereinheit und eine Vielzahl von Befestigungsstiften umfasst. Das fahrzeugkarosserieseitige Element umfasst ein oberes Element und ein unteres Element, die jeweils eine Vielzahl von Befestigungslöchern aufweisen. Die Wärmetauschereinheit umfasst einen Wärmetauscher. Die Befestigungsstifte sind am Wärmetauscher befestigbar und abnehmbar und verfügen über einen zerbrechlichen Abschnitt, der brechen kann, wenn eine äußere Kraft, die größer als ein vorgegebener Wert ist, auf den Befestigungsstift einwirkt. Die Wärmetauschereinheit wird am Karosserielängsträger abgestützt, indem die Befestigungsstifte in die Befestigungslöcher eingeführt werden. Bei einem Fahrzeugunfall bricht mindestens einer der empfindlichen Teile, um den Wärmetauscher vor Beschädigungen zu schützen.
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DE 102 60 171 B4 beschreibt ein Kraftfahrzeug mit einem in seinem Vorderwagen hinter einem vorderen Querträger eingebauten Kühlermodul. Um bei einem Aufprall des Kraftfahrzeugs mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit auf ein Hindernis die Schadenshöhe zu verringern, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass mindestens an einer Seite des Kühlermoduls ein Deformationselement zwischen dem Kühlermodul und dem vorderen Querträger angeordnet ist, dass das Kühlermodul mindestens an dieser Seite mit einem beim Aufprall vom vorderen Querträger entkoppelten Bauteil verbunden ist, und dass hinter dem Kühlermodul ein Freiraum ohne verformungssteife Komponenten vorgesehen ist, der beim Aufprall nach einer Verformung des Deformationselements eine begrenzte Bewegung des Kühlermoduls nach hinten gestattet.
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DE 10 2010 043 035 A1 beschreibt ein Frontmodul für ein Kraftfahrzeug mit zwei beidseitig angeordneten Längsträgern , einem vor den beiden Längsträgern sitzenden Stoßfänger, der unter Zwischenschaltung je eines Deformationselementes mit den vorderseitigen Stirnenden der Längsträger verbunden ist, sowie einem zwischen den Längsträgern angeordneten Kühlerrahmen, der das Kühlpaket trägt. Ein solches Frontmodul soll derart ausgestaltet werden, dass nicht nur der Insassen- und Fußgängerschutz verbessert, sondern auch das Kühlpaket im Falle einer Kollision geschützt wird. Dies wird dadurch erreicht, dass im Kollisionsfall der Stoßfänger zunächst in einer ersten Deformationsstufe nach der Verformung des Deformationselementes an dem Kühlerrahmen zur Anlage kommt, dass der Kühlerrahmen dann über einen begrenzten weg nach hinten in Richtung auf den Fahrgastraum verschiebbar ist und dass der Stoßfänger nach Verschiebung beziehungsweise Deformation des Kühlerrahmens in einer zweiten Stufe an mindestens einer Stelle des Kühlpakets zur Anlage kommt, um dieses nach hinten in Richtung auf den Fahrgastraum zu verschieben.
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DE 10 2011 009 471 A1 beschreibt eine Fahrzeugkarosserie-Frontteilstruktur eines Kraftfahrzeugs, die einen Längsträger, der ausgehend von der Nähe des Fahrzeugkarosserie-Vorderendes an der Seite der Fahrzeugkarosserie bis zum Fahrzeugkarosserieheck verläuft; und ein Kühlerträgerelement, das unterhalb des Längsträgers in der Nähe des Fahrzeugkarosserie-Vorderendes angeordnet ist, um einen Kühler zu tragen, wobei die Fahrzeugkarosserie-Frontteilstruktur des Weiteren ein Distanzstückumfasst, das in der Nähe des Fahrzeugkarosserie-Vorderendes zwischen dem Längsträger und dem Kühlerträgerelement angeordnet ist und an seiner Stirnseite eine geneigte Fläche aufweist, die nach vorn zunehmend in Richtung Unterseite hervorsteht, und wobei sich die geneigte Fläche unterhalb eines Knieabschnitts befindet.
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DE 10 2011 008 041 A1 zeigt ein Fahrzeug, das einen Motorraum, in dem ein durch Kraftstoffgas betriebener Motor und eine Batterie Seite an Seite in Breitenrichtung einer Fahrzeugkarosserie angeordnet sind, einen in der Fahrzeugkarosserie derart angeordneten Gasbehälter, dass der Gasbehälter und der Motor miteinander über ein Kraftstoffleitungssystem verbunden sind, und einen Druckregler umfasst, der an einem Abschnitt entlang des Kraftstoffleitungssystems angeordnet ist, um Druck des unter hohem Druck in dem Gasbehälter befindlichen Kraftstoffgases zu vermindern. Das Fahrzeug enthält außerdem eine Kraftstoffzuführeinrichtung für einen Fahrzeugmotor, wobei ein Raum definiert ist durch die Batterie und eine Seitenwand des Motorraums auf einer Außenseite der Batterie in Breitenrichtung des Fahrzeugkörpers; dabei ist der Druckregler in dem Raum derart platziert, dass ein vorderer Endbereich der Batterie in Längsrichtung des Fahrzeugs vor den Druckregler vorsteht.
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DE 3922814 A1 offenbart einen Tragrahmen aus geformtem Kunststoffmaterial, der rechteckig ist und die von einem Ende her eingeschobene Kühlerblockwabe aufnimmt. Der Ventilator ist in einem Kanal montiert, komplett mit Elektromotor und verfügt über eine Clip-Befestigung an einer Seite der Halterung. Die andere Seite der Halterung verfügt über Laschen zur Befestigung der Kühlschlangen eines Kondensators für eine Klimaanlage, während die Unterseite des Rahmens einen Ölkühler aufnehmen kann. Das gesamte System wird durch untere Laschen und obere Montagehalterungen im Fahrzeug gehalten. Das System wird auf der Werkbank vormontiert, komplett mit oben montiertem Ausdehnungsgefäß aus geformten Kunststoffmaterialien.
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DE 600 25 568 T2 zeigt eine Kühlerbefestigungsstruktur, welche dafür bestimmt ist, mit einem vorderen Teil eines Fahrzeugkörpers verbunden zu werden, wobei der vordere Teil ein oberes und ein unteres Querelement hat. Die Struktur umfasst einen Kühler, welcher ein oberes Ende mit einem aufrechten Bolzen hat, einen vorderen Grill, welcher vor dem Kühler angeordnet ist und einen zu dem Kühler hin vorstehenden Vorsprung hat, eine untere Tragstruktur, welche an dem unteren Querelement angebracht ist, um ein unteres Ende des Kühlers derart zu stützen, dass der Kühler eine Kippbewegung in einer rückwärtigen Richtung des Fahrzeugs machen kann, und eine obere Tragstruktur, welche an dem oberen Querelement angebracht ist und ein elastisches Tragmittel zum elastischen Stützen des aufrechten Bolzens hat, um dem Bolzen zu ermöglichen, sich von dem elastischen Mittel zu lösen, wenn auf den Kühler über den Vorsprung eine Aufprallkraft ausgeübt wird, welche größer als eine vorgegebene Größe ist.
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DE 601 10 526 T2 zeigt eine Kühlerbefestigungsstruktur, welche dafür bestimmt ist, mit einem vorderen Teil eines Fahrzeugkörpers verbunden zu werden, wobei der vordere Teil ein oberes und ein unteres Querelement hat. Die Struktur hat einen Kühler, welcher ein oberes Ende mit einem aufrechten Bolzen (26) hat, einen vorderen Grill, welcher vor dem Kühler angeordnet ist und einen zu dem Kühler hin vorstehenden Vorsprung hat, eine untere Tragstruktur, welche an dem unteren Querelement angebracht ist, um ein unteres Ende des Kühlers derart zu stützen, dass der Kühler eine Kippbewegung in einer rückwärtigen Richtung des Fahrzeugs machen kann, und eine obere Tragstruktur, welche an dem oberen Querelement angebracht ist und ein elastisches Tragmittel zum elastischen Stützen des aufrechten Bolzens hat, um dem Bolzen zu ermöglichen, sich von dem elastischen Mittel zu lösen, wenn auf den Kühler über den Vorsprung eine Aufprallkraft ausgeübt wird, welche größer als eine vorgegebene Größe ist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Hierbei ist bei Fahrzeugen der Kompaktklasse, bei denen der Motor und die Transmission quer im Motorraum angeordnet sind, in vielen Fällen die Länge des Wärmetauschers in der Fahrzeug-Querrichtung auf etwa die Hälfte der Länge des Motorraums in der Fahrzeug-Querrichtung eingerichtet und der Wärmetauscher ist vor der Transmission angeordnet. Wenn das Fahrzeug eine Offset-Kollision bzw. eine versetzte Kollision erfährt, wird ein in der Fahrzeug-Querrichtung äußerer Endabschnitt des Stoßfängerelements um eine ziemlich lange Strecke nach hinten bewegt.
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Daher kann bei einem Fahrzeug, bei dem der Wärmetauscher von der Mitte in der Fahrzeug-Querrichtung nach außen versetzt ist, der Wärmetauscher nur durch Bewegen des unteren Abschnitts des Wärmetauschers nach hinten beim Auftreten einer Offset-Kollision des Fahrzeugs nicht ausreichend geschützt werden, wie dies der Fall bei der in
JP 2006 - 021 700 A offenbarten Struktur ist. Eine Lösung dieses Problems sowie eines weiteren Problems, dass die Struktur komplex ist, wird gewünscht.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Frontstruktur eines Fahrzeugs, die einen Wärmetauscher beim Auftreten einer Offset-Kollision des Fahrzeugs durch eine einfache Struktur schützen kann.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch die Frontstruktur nach Anspruch 1.
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Die Erfindung macht es möglich, einen Wärmetauscher beim Auftreten einer Offset-Kollision eines Fahrzeugs durch eine einfache Struktur zu schützen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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- 1 ist eine Draufsicht auf ein Frontteil eines Fahrzeugs.
- 2 ist eine vergrößerte Draufsicht auf einen Wärmetauscher und dessen Umgebung, die in dem in 1 gezeigten Fahrzeugfrontteil angeordnet sind.
- 3 ist eine vergrößerte Frontansicht des Wärmetauschers und von dessen Umgebung.
- 4 ist eine Schnittdarstellung eines ersten Befestigungsmittels, das bei einer Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.
- 5 ist eine Schnittdarstellung eines zweiten Befestigungsmittels, das bei der Ausführungsform verwendet wird.
- 6 ist eine perspektivische Darstellung des zweiten Befestigungsmittels.
- 7 ist eine Draufsicht, die den Wärmetauscher zeigt, der wegen einer Struktur der Ausführungsform beim Auftreten einer Offset-Kollision des Fahrzeugs gedreht wird.
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[Beschreibung der Symbole]
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Fahrzeugkarosserie
- 3
- linkes Seitenelement
- 4
- rechtes Seitenelement
- 5
- Stoßfängerelement
- 6
- unteres Element
- 7
- Motorraum
- 8
- Motor
- 9
- Transmission
- 10
- Antriebseinheit
- 11
- Wärmetauscher
- 11G
- in Fahrzeug-Querrichtung äußerer Abschnitt eines Wärmetauschers
- 12
- Hauptkörper des Wärmetauschers
- 13
- Lüfterkragen
- 14
- Lüfter
- 15
- Batterie
- 16
- Befestigungsmittel
- 17A, 17B
- erstes Befestigungsmittel
- 18A, 18B
- zweites Befestigungsmittel
- 19A, 19B
- erster Bolzen
- 20
- erste Strebe
- 21
- erstes Halterungs-Gummi- bzw. Kautschukelement
- 24
- erstes Anbringungsloch
- 25A, 25B
- zweiter Bolzen
- 26A, 26B
- Klemmabschnitt
- 27
- zweite Strebe
- 28
- zweites Halterungs-Gummi- bzw. Kautschukelement
- 31
- Zweites Anbringungsloch
- 32
- Drehachse
- 33
- Seitenplatte
- 33A
- Endabschnitt der Seitenplatte
- 34
- Reservetank
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Die vorliegende Erfindung erreicht auf die im Folgenden angegebene Weise das Ziel des Schützens eines Wärmetauschers beim Auftreten einer Offset-Kollision eines Fahrzeugs durch eine einfache Struktur. So wird, wenn ein in der Fahrzeug-Querrichtung äußerer Abschnitt eines Stoßfängerelements beim Auftreten einer Offset-Kollision eines Fahrzeugs nach hinten bewegt wird, ein in der Fahrzeug-Querrichtung äußerer Abschnitt des Wärmetauschers über eine Seitenplatte nach hinten gestoßen.
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1-7 zeigen eine Frontstruktur eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Wie in 1 gezeigt ist, ist ein Fahrzeug 1 der Kompaktklasse und eine Fahrzeugkarosserie 2 ist mit einem linken Seitenelement 3, einem rechten Seitenelement 4, das sich parallel zum linken Seitenelement 3 erstreckt, einem Stoßfängerelement 5, das an der Vorderseite des Fahrzeugs 1 so angeordnet ist, dass es sich in der Fahrzeug-Querrichtung erstreckt und die Vorderenden des linken Seitenelements 3 und des rechten Seitenelements 4 verbindet, und einem unteren Element 6, das zwischen dem linken Seitenelement 3 und dem rechten Seitenelement 4 so angeordnet ist, dass es sich in der Fahrzeug-Querrichtung erstreckt, ausgestattet.
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Ein Motorraum 7, der ein Frontteil des Fahrzeugs 1 ist, wird durch das linke Seitenelement 3, das rechte Seitenelement 4 und das Stoßfängerelement 5 gebildet. Eine Antriebseinheit 10, die eine integrierte Einheit eines Motors 8 und einer Transmission 9 ist, ist quer in dem Motorraum 7 angeordnet. Ein Wärmetauscher (Radiator) 11 ist vor der Transmission 9 in dem Motorraum 7 angeordnet.
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Der Wärmetauscher 11 ist an der Rückseite des Stoßfängerelements 5 über dem unteren Element 6 derart angeordnet, dass sich dessen Hauptkörper 12 von etwa der Mitte C, in der Fahrzeug-Querrichtung, des Motorraums 7 zur Umgebung eines in der Fahrzeug-Querrichtung äußeren Endes (linkes Ende) des Motorraums 7 erstreckt. Der Wärmetauscher 11 ist mit einem Lüfterkragen 13 an einer hinteren Position des Hauptkörpers 12 und einem Lüfter 14, der in dem Lüfterkragen 13 angeordnet ist, ausgestattet.
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Eine Batterie 15 ist ebenfalls zwischen der Transmission 9 und dem Wärmetauscher 11 in dem Motorraum 7 angeordnet.
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Der Wärmetauscher 11 wird von einer Fahrzeugkarosserie 2 über Befestigungsmittel 16, die an zwei Positionen über und an zwei Positionen unter dem Wärmetauscher 11 angeordnet sind, getragen. Insbesondere besteht, wie in 1 und 3 (Vorderansicht) gezeigt ist, das Befestigungsmittel 16 aus einem Paar von (oberen und unteren) ersten Befestigungsmitteln 17A und 17B, die in den Umgebungen der Mitte C des Motorraums 7 in der Fahrzeug-Querrichtung angeordnet sind, und einem Paar von (oberen und unteren) zweiten Befestigungsmitteln 18A und 18B, die einen in der Fahrzeug-Querrichtung äußeren Abschnitt (linker Abschnitt) 11G des Wärmetauschers 11 befestigen.
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Wie in 4 gezeigt ist, sind das Paar von (oberen und unteren) ersten Befestigungsmitteln 17A und 17B erste Bolzen 19A und 19B, die von dem Hauptkörper 12 des Wärmetauschers 11 vorstehen. Der obere erste Bolzen 19A wird von einem ersten Halterungs-Gummi- bzw. Kautschukelement 21, das ein Endabschnitt einer ersten Strebe 20 ist, gehalten, und er wird von der Fahrzeugkarosserie 2 infolge der ersten Strebe 20, die an der Fahrzeugkarosserie 2 mittels eines ersten Schraubbolzens 22 und einer ersten Mutter 23 angebracht ist, elastisch getragen. Wie in 3 gezeigt ist, ist der untere erste Bolzen 19B in ein erstes Anbringungsloch 24, das durch das untere Element 6 ausgebildet ist, eingefügt.
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Wie in 5 und 6 gezeigt ist, besteht das Paar von (oberen und unteren) zweiten Befestigungsmitteln 18A und 18B aus zweiten Bolzen 25A und 25B, die von dem Hauptkörper 12 des Wärmetauschers 11 vorstehen, und Klemmabschnitten 26A und 26B, die fortlaufend mit den jeweiligen zweiten Bolzen 25A und 25B sind.
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Der obere zweite Bolzen 25A wird von einem zweiten Halterungs-Gummi- bzw. Kautschukelement 28, das ein Endabschnitt einer zweiten Strebe 27 ist, gehalten, und wird von der Fahrzeugkarosserie 2 infolge der zweiten Strebe 27, die an der Fahrzeugkarosserie 2 mittels eines zweiten Schraubbolzens 29 und einer zweiten Mutter 30 angebracht ist, elastisch getragen. Wie in 5 und 6 gezeigt ist, ist der obere Klemmabschnitt 26A, der im Querschnitt eine umgedrehte U-Form hat, an dem Hauptkörper 12 von oben so angebracht, dass er mit dem letzteren zusammenpasst.
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Wie in 3 gezeigt ist, ist der untere zweite Bolzen 25B in ein zweites Anbringungsloch 31, dass durch das untere Element 6 ausgebildet ist, eingefügt. Wie in 3 gezeigt ist, ist der untere Klemmabschnitt 26B, der im Querschnitt U-förmig ist, an dem Hauptkörper 12 von unten so angebracht, das er mit dem letzteren zusammenpasst.
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Die oberen und die unteren Klemmabschnitte 26A und 26B werden von dem Hauptkörper 12 entfernt, wenn der in der Fahrzeug-Querrichtung äußere Abschnitt (linke Abschnitt) 11G des Wärmetauschers 11 durch eine Kraft, die stärker als ein vorgegebener Wert ist, nach hinten gestoßen wird.
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Wie in 3 gezeigt ist, bilden das Paar von (oberen und unteren) ersten Befestigungsmitteln 17A und 17B eine Drehachse 32, die sich in der vertikalen Richtung erstreckt. Der Wärmetauscher 11 ist so getragen, dass er um die Drehachse 32 drehbar ist. In Folge dessen werden, wenn der in der Fahrzeug-Querrichtung äußere Abschnitt (linke Abschnitt) 11G des Wärmetauschers 11 durch eine Kraft, die stärker als der vorgegebene Wert ist, nach hinten gestoßen wird, die oberen und unteren Klemmabschnitte 26A und 26B von dem Hauptkörper 12 entfernt und daher wird die Befestigung des Wärmetauschers 11 mittels der oberen und unteren zweiten Befestigungsmittel 18A und 18B aufgehoben.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, ist eine Seitenplatte 33 an dem in der Fahrzeug-Querrichtung äußeren Abschnitt (linken Abschnitt) 11G des Wärmetauschers 11 angebracht und ein Endabschnitt 33A der Seitenplatte 33 ist in der Umgebung des Stoßfängerelements 5 positioniert. Wie in 2 und 3 gezeigt ist, weist die Seitenplate 33 eine vorgegebene Breite auf und sie erstreckt sich in der vertikalen Richtung so, dass sie etwa die gleiche Länge wie der Wärmetauscher 11 abdeckt. Die Seitenplatte 33 ist neben einem äußeren Abschnitt (linken Abschnitt) 5G des Stoßfängerelements 5 angeordnet und sie ist an einem linken Abschnitt des Lüfterkragens 13, der der äußere Abschnitt (linke Abschnitt) 11G ist, angebracht.
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Mit der im Vorhergehenden angegebenen Struktur wird, wenn der in der Fahrzeug-Querrichtung äußere Abschnitt (linke Abschnitt) 5G des Stoßfängerelements 5 beim Auftreten einer Offset-Kollision des Fahrzeugs 1 nach hinten bewegt wird, wie in 7 gezeigt ist, der in der Fahrzeug-Querrichtung äußere Abschnitt (linke Abschnitt) 11G des Wärmetauschers 11 ebenfalls über die Seitenplatte 33 nach hinten bewegt. Zu diesem Zeitpunkt werden die Klemmabschnitte 26A und 26B der zweiten Befestigungsmittel 18A und 18B von dem Hauptkörper 12 entfernt bzw. getrennt und die Befestigung des Wärmetauschers 11 mittels der zweiten Befestigungsmittel 18A und 18B wird aufgehoben. Außerdem wird der Wärmetauscher 11 um die Drehachse 32, die durch die ersten Befestigungsmittel 17A und 17B gebildet wird, gedreht. In Folge dessen wird der in der Fahrzeug-Querrichtung äußere Abschnitt (linke Abschnitt) 11G des Wärmetauschers 11 um eine lange Strecke nach hinten bewegt und verhindert, dass das Stoßfängerelement 5 mit dem Wärmetauscher 11 kollidiert. Auf diese Weise kann der Wärmetauscher 11 mittels der im Vorhergehenden beschriebenen einfachen Struktur geschützt werden, wenn das Fahrzeug 1 eine Offset-Kollision erfährt.
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Andererseits ist, wie in 2 gezeigt ist, ein Reservetank 34 zum Speichern von Kühlwasser an dem Wärmetauscher 11 von hinten über den Lüfterkragen 13 mittels eines vorgegebenen Befestigungsmittels befestigt. Der Reservetank 34 ist an der Rückseite der Seitenplatte 33 angeordnet und er wird zusammen mit dem Wärmetauscher 11 gedreht (siehe 7).
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Mit dieser Struktur kann, wenn der Wärmetauscher 11 um die Drehachse 32, die durch die ersten Befestigungsmittel 17A und 17B gebildet wird, gedreht wird, und der in der Fahrzeug-Querrichtung äußere Abschnitt (linke Abschnitt) 11G des Wärmetauschers 11 mit den hinter dem Wärmetauscher 11 angeordneten Komponenten beim Auftreten einer Offset-Kollision des Fahrzeugs 1 kollidiert, der Reservetank 34 den Wärmetauscher 11 dadurch schützen, dass er als Stoßabsorptionsmittel dient, d.h. den Stoß der Kollision absorbiert.
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Die Frontstruktur eines Fahrzeugs gemäß der Erfindung kann für verschiedene Fahrzeugarten verwendet werden.
