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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Offenbarung bezieht sich allgemein auf Strukturen zur Verringerung von Geräuschen, Vibrationen und Rauigkeit (NVH – Noise, Vibration, Harshness) in einem Kraftfahrzeug. Insbesondere bezieht sich die Offenbarung auf einen integrierten NVH-Entkoppler und eine Strebe, die vorteilhafterweise nicht nur NVH während des Fahrzeugbetriebs verringert, sondern auch Schäden am Kühlsystem im Falle eines Frontalaufpralls des Fahrzeugs verringert.
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HINTERGRUND
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Das typische Kraftfahrzeug umfasst einen Antriebsstrang und ein Kühlsystem, das eine wünschenswerte Wärmetauschfunktion zum Kühlen verschiedener Motorkomponenten bereitstellt. Das Fahrzeug umfasst außerdem eine Karosseriestruktur mit variierenden Ausgestaltungen, die typischerweise einen Motorraum, einen Raum für Fahrzeuginsassen und andere Elemente umfassen. Darüber hinaus werden außerdem verschiedene Strukturen zum Tragen des Antriebsstrangs, der Kühlsystemkomponenten usw. bereitgestellt.
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Das Kraftfahrzeugkühlsystem umfasst typischerweise verschiedene Komponenten, die dazu ausgebildet sind, Luft und/oder Kühlflüssigkeit durch den Fahrzeugmotor zirkulieren zu lassen, um überschüssige Wärme abzuleiten. Das Fahrzeugkühlsystem umfasst üblicherweise zumindest einen Kühler, der durch ein oder mehrere eine Plattform für den Kühler bietende Kühlerstützelemente getragen wird, sowie einen oder mehrere Kühlmittelschläuche, die eine Kühlflüssigkeit zum und vom Kühler leiten. Darüber hinaus sind ein oder mehrere zum Kühler gehörende Kühllüfter (die motorgetrieben und/oder elektrisch angetrieben sein können) vorgesehen, die dazu ausgebildet sind, Luft über die Kühlrippen im Kühler zu leiten, um der dort hindurch fließenden Kühlflüssigkeit Wärme zu entziehen. Gleichermaßen ist es bekannt, einen durch die Fahrzeugbewegung induzierten und durch Grillöffnungen in der Fahrzeugfrontgrillanordnung fließenden Luftstrom zu verwenden, um zum Kühlsystem beizutragen. Vorteilhafterweise bietet dies insbesondere während des Fahrzeugbetriebs eine praktische Quelle für eine Zusatzkühlung von Fahrzeugkomponenten, wie dem Motor, dem Kühler usw.
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Wenn allerdings der Fahrzeugmotor und das Kühlsystem nicht mit voller Leistung arbeiten und daher weniger Zusatzkühlung benötigen, kann ein solcher ungehinderter Kühlluftstrom unnötig sein. Darüber hinaus ist bekannt, dass ein solcher Luftstrom den aerodynamischen Widerstand des Fahrzeugs erhöht, wodurch die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verringert wird. Daher ist auch bekannt, Grillverschlusssysteme als Teil des Fahrzeugkühlsystems vorzusehen, wobei die Verschlusssysteme drehbare Lamellen umfassen, die geöffnet oder geschlossen werden können, um den Luftstrom, der den Motorraum von den Frontgrillöffnungen erreicht, gezielt zu erhöhen oder zu verringern. Wenn weniger Luftstrom erforderlich ist, beispielsweise wenn der Motor und/oder der Kühler nicht mit hoher Leistung laufen und daher weniger Kühlung benötigen, können die Lamellen teilweise oder vollständig geschlossen werden, um den Luftstrom in den Motorraum zu verkleinern. Dies verringert den aerodynamischen Widerstand während Fahrzeugbetriebs, was die aerodynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs verbessert und damit die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert.
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Jede der oben erörterten Fahrzeugkomponenten (Motor, Kühllüfter usw.) kann im Fahrzeug erhebliche Geräusche, Vibrationen und Rauigkeit (NVH) während Betriebs erzeugen, wodurch die Qualität des Fahrerlebnisses für den Fahrzeugbenutzer verringert wird. Aus diesem Grund wurde auf diesem technischen Gebiet ein erheblicher konstruktiver Aufwand dem Verringern von NVH während des Betriebs eines Motorfahrzeugs gewidmet, um Geräusche und Vibrationen zu verringern und so das Fahrerlebnis für den Fahrzeugbenutzer zu verbessern. Insbesondere wurde ein erheblicher konstruktiver Aufwand zur Koordinierung des Luftstroms während des Betriebs eines Motorfahrzeugs unternommen.
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Bei Ausgestaltungen gemäß dem Stand der Technik ist ein unteres Luftleitblech vorgesehen, das sich vom Kühlsystem nach vorn in Richtung der Frontgrillöffnungen erstreckt und dazu konzipiert ist, Luft von der Grillöffnung/dem Grillverschlusssystem in das Kühlsystem zu leiten und außerdem zu verhindern, dass zusätzliche (d. h. nicht aus den Frontgrillöffnungen stammende) Luft im Motorraum und im Kühlsystem wieder in Umlauf gebracht wird. Solche zusätzliche Luft kann einen effizienten Luftstrom zum Kühlsystem von den Frontgrillöffnungen behindern und trägt außerdem zu unerwünschten Geräuschen bei. In herkömmlichen Systemen erstreckt sich das untere Luftleitblech von der Unterseite des Kühlsystems nach vorn zum Frontgrill/zur Grillverschlusssystemanordnung. Allerdings führt diese Anordnung dazu, dass das untere Luftleitblech das Kühlsystem (typischerweise am unteren Kühlerträger) und das Grillverschlusssystem starr koppelt, was dazu führt, dass Vibrationen vom Antriebsstrang auf andere Elemente der Fahrzeugkarosserie, z. B. das Lenkrad, Fahrer-/Beifahrersitzschienen usw. übertragen werden. Diese Anordnung führt auch zu Schwierigkeiten beim Einsetzen des Fahrzeugmotors in die Karosserie, ohne dass dabei ein Kontakt des unteren Luftleitblechs mit der Fahrzeugfrontschürze verursacht wird und ohne dass ein ungewollter „no-build“-Zusammenbauprozess für diese Fahrzeugkomponenten verhindert wird.
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Andere Konstruktionen nach dem Stand der Technik verwenden den Lösungsansatz des Bereitstellens eines flexiblen unteren Luftleitblechs zum Steuern des Luftstroms zum Kühlsystem, wie oben beschrieben wurde, aber auch zum Verringern der Übertragung von Vibrationen vom Antriebsstrang, wie sie bei den starren Konstruktionen des Luftleitblechs anzutreffen war. Allerdings wurde festgestellt, dass solche flexiblen unteren Luftleitbleche, während sie den Luftstrom wie beabsichtigt steuerten, dem Frontgrill/der Grillverschlussanordnung gestatteten, sich bei einem Frontalaufprall des Fahrzeugs nach hinten zu verschieben. Es wurde festgestellt, dass der Fahrzeuggrill und das Grillverschlusssystem selbst bei einem Aufprall mit niedriger Geschwindigkeit in einem Ausmaß nach hinten verschoben wurden, das ausreichend war, um Begleitschäden an anderen im Motorraum untergebrachten Komponenten, wie dem Kühler und anderen Elementen des Kühlsystems, zu verursachen. Aus diesem Grund steigen selbst bei relativ kleinen Frontalaufprallereignissen am Fahrzeug bei niedrigen Geschwindigkeiten die Kosten für Reparaturen und Versicherungshaftung häufig exponentiell. Daher wurden erhebliche konstruktive Fachkenntnisse und Bemühungen auch in Bezug auf Verfahren, Vorrichtungen und Strukturen zum Verringern von Begleitschäden an Elementen des Fahrzeugs, beispielsweise für den Fall eines Frontalaufpralls des Fahrzeugs, aufgewendet.
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KURZDARSTELLUNG
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Zum Lösen der genannten und anderer Probleme und in Übereinstimmung mit den hier beschriebenen Zwecken und Vorteilen sind ein integrierter NVH-Entkoppler und eine Frontalaufprallstrebe vorgesehen. Überraschenderweise wurde festgestellt, dass der beschriebene integrierte NVH-Entkoppler und die Strebe nicht nur NVH infolge der Übertragung von Vibrationen/Geräuschen zwischen dem Kühlaggregat des Fahrzeugs und der Fahrzeugkarosserie verringern, sondern auch im Falle eines Frontalaufpralls des Fahrzeugs Schäden an anderen Komponenten des Fahrzeugmotorraums und des Kühlaggregats, wie etwa am Kühler und dem zugehörigen Gehäuse, verringern. Wie beschrieben wird, bildet die Kombination aus integriertem NVH-Entkoppler und Frontalaufprallstrebe sowie einem vorhandenen unteren Fahrzeugluftleitblech eine durchgehende Dichtung. Dadurch gestatten der beschriebene integrierte NVH-Entkoppler und die Strebe ein Verkürzen des unteren Fahrzeugluftleitblechs im Vergleich zu herkömmlichen Konstruktionen, wodurch das oben beschriebene „no-build“-Zusammenbauproblem des Motors gelöst und das Aufrechterhalten eines gewünschten Luftstrommusters gestattet wird.
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In Ausführungsformen können der integrierte NVH-Entkoppler und die Frontalaufprallstrebe eine oder mehrere Halterungen umfassen, die dazu ausgebildet sind, an einem ersten Ende an einem Frontgrillträgerelement und an einem entgegengesetzten Ende an einem Kühlerträgerelement befestigt zu werden. Ein Luftstromableitstreifen ist mit der einen oder den mehreren Halterungen verknüpft und ist dazu ausgebildet, im Wesentlichen ein Strömen von Luft durch eine zwischen dem Frontgrillstützelement und einem unteren Luftleitblech des Fahrzeugs definierte Lücke zu verhindern. In Ausführungsformen wird der Luftstromableitstreifen von der einen oder den mehreren Halterungen getragen, wodurch die Halterungen direkt an den Elementen des Fahrzeugs befestigt sind, während der Luftstromableitstreifen jedoch anderweitig vom Fahrzeug entkoppelt ist. Das Frontgrillstützelement kann ein Grillverschlusssystemgehäuse sein, und das Kühlerträgerelement kann ein unteres Kühlerträgerelement sein.
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In Ausführungsformen umfassen die eine oder mehreren Halterungen jeweils zumindest ein Schnapp-Befestigungsmittel zum Befestigen an zumindest einer im unteren Kühlerträgerelement definierten zugehörigen Öffnung. Die eine oder mehreren Halterungen können weiterhin jeweils mindestens eine Verstärkungsrippenstruktur umfassen, die der Halterung Steifigkeit verleiht, ohne das Gewicht der einzelnen Halterungen übermäßig zu erhöhen. Die eine oder mehreren Halterungen können weiterhin mindestens einen gekrümmten Halter umfassen, um den Luftstromableitstreifen an seiner Position zu halten.
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In einem anderen Aspekt ist eine Anordnung zum Verringern von Geräuschen, Vibrationen und Rauigkeit (NVH) in einem Fahrzeug vorgesehen, einschließlich eines Fahrzeugfrontgrillträgerelements, eines Fahrzeugkühlerträgerelements und eines integrierten NVH-Entkopplers und einer Frontalaufprallstrebe, wie oben beschrieben wurde.
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In der folgenden Beschreibung werden verschiedene Ausführungsformen des beschriebenen integrierten NVH-Entkopplers und der Frontalstrebe gezeigt und beschrieben. Wie zu erkennen sein sollte, sind weitere unterschiedliche Ausführungsformen der Vorrichtung möglich, und ihre unterschiedlichen Details sind in verschiedenen, offensichtlichen Aspekten modifizierbar, ohne von dem integrierten NVH-Entkoppler und der Frontalstrebe, wie sie in den folgenden Ansprüchen dargelegt und beschrieben sind, abzuweichen. Dementsprechend sind die Zeichnungen und Beschreibungen als beispielhaft und nicht als einschränkend zu verstehen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGSFIGUREN
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Die beigefügten Zeichnungsfiguren, die hier beigefügt sind und einen Teil der Beschreibung darstellen, stellen mehrere Aspekte des integrierten NVH-Entkopplers und der Frontalstrebe dar und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, bestimmte Prinzipien davon zu erläutern. In den Zeichnungsfiguren zeigt:
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1 eine perspektivische Draufsicht auf eine Ausführungsform eines integrierten NVH-Entkopplers und einer Frontalstrebe gemäß der vorliegenden Offenbarung;
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2 eine perspektivische Unteransicht des integrierten NVH-Entkopplers und der Frontalstrebe der 1;
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3 den integrierten NVH-Entkoppler und die Frontalstrebe der 1, die die Lücke zwischen einem Fahrzeuggrillgehäuse und der unteren Fahrzeugkühlerstütze überbrücken;
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4 eine perspektivische Unteransicht einer alternativen Ausführungsform eines integrierten NVH-Entkopplers und einer Frontalstrebe gemäß der vorliegenden Offenbarung;
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5 eine perspektivische Draufsicht auf den integrierten NVH-Entkoppler und die Frontalstrebe der 4; und
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6 den integrierten NVH-Entkoppler und die Frontalstrebe der 4, die die Lücke zwischen dem Fahrzeuggrillgehäuse und dem unteren Fahrzeugkühlerträger überbrücken.
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Nun wird ausführlich auf die vorliegenden bevorzugten Ausführungsformen des integrierten NVH-Entkopplers und der Frontalstrebe Bezug genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungsfiguren dargestellt sind.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 sind ein integrierter NVH-Entkoppler und eine Frontalaufprallstrebe 10 vorgesehen. In einer Ausführungsform umfassen der integrierte NVH-Entkoppler und die Frontalaufprallstrebe 10 eine oder mehrere Halterungen 12 und einen Luftstromableitstreifen 14. Jede Halterung 12 umfasst einen ersten Teil 16, der dazu ausgebildet ist, an einer Komponente einer Grillanordnung und/oder eines Grillverschlusssystems (in dieser Ansicht nicht gezeigt) befestigt zu werden, beispielsweise durch eine oder mehrere Öffnungen 18 zum Aufnehmen von Befestigungsmitteln (in dieser Ansicht nicht gezeigt), wie etwa selbstschneidenden Bolzen oder Schrauben. Jede Halterung 12 kann auch einen zweiten Teil 20 umfassen, der dazu ausgebildet ist, an einer Komponente eines Kühlsystems befestigt zu werden, wie etwa einem unteren Kühlerträger (in dieser Ansicht nicht gezeigt). In der dargestellten Ausführungsform ist ein Schnapp-Befestigungsmittel 22 im zweiten Teil 20 enthalten, das, wie nachfolgend beschrieben wird, einen einfachen Zusammenbau mit dem Fahrzeug ermöglicht.
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Jede Halterung 12 umfasst auch mindestens einen winkligen Halter 24, um den Luftstromableitstreifen 14 an seiner Position zu halten. Dadurch (siehe 2) kann jede Halterung 12 auch zumindest ein strukturelles Rippenelement 26 umfassen, das der Struktur der Halterung 12 Steifigkeit verleiht.
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Vorteile eines integrierten NVH-Entkopplers und einer Frontalaufprallstrebe 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung werden jetzt beschrieben. Unter Bezugnahme auf die 3 wird ein Fahrzeug 28 mit einem Kühlsystem versehen, das eine Frontschürze 30 umfasst, die eine oder mehrere Grillöffnungen 32 definiert. Das Kühlsystem umfasst weiterhin eine Frontgrillanordnung 34, die in der dargestellten Ausführungsform mit einem aktiven Grillverschlusssystem 36, das mehrere drehbare Lamellen 38 aufweist, versehen ist. Ein Kühler 40 wird von einem unteren Kühlerträgerelement 42 getragen. Das Grillverschlusssystem 36 wird durch ein Gehäuse 44 getragen. Der Zweck und die Funktion dieser Elemente des Fahrzeugs 28 ist auf diesem Fachgebiet gut bekannt und erfordert hier keine ausführliche Erörterung.
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Zur Koordinierung des Luftstroms ist ein unteres Luftleitblech 46 vorgesehen, um das Strömen der Luft durch die Grillöffnungen 32 und das Grillverschlusssystem 36 zu steuern. Allerdings gibt es, wie in der Zeichnungsfigur zu sehen ist, eine Lücke zwischen einer hinteren Kante des Grillverschlusssystemgehäuses 44 und einer vorderen Kante des unteren Luftleitblechs 46. In unverschlossenem Zustand würde diese Lücke einen Leckluftstrom durch den Fahrzeugmotorraum und/oder das Einleiten eines Unterbodenluftstroms in den Motorraum ermöglichen, was beides nicht nur zu einem verringerten aerodynamischen Widerstand, sondern auch zu NVH beitragen würde. Um dies zu lösen, sind der integrierte NVH-Entkoppler und die Frontalaufprallstrebe 10 auf die gezeigte Art und Weise befestigt, um diese Lücke im Wesentlichen abzudichten. Das heißt, dass der integrierte NVH-Entkoppler und die Frontalaufprallstrebe 10 und das untere Luftleitblech 46 im zusammengebauten Zustand eine durchgehende Abdichtung für die Lücke zwischen der hinteren Kante des Grillverschlusssystemgehäuses 44 und der vorderen Kante des unteren Luftleitblechs 46 bieten.
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Wie gezeigt, ist der erste Teil 16 der Halterung 12 an einem Abschnitt des Grillverschlusssystemgehäuses 44 befestigt, in der dargestellten Ausführungsform zur Vereinfachung unter Verwendung von selbstschneidenden Befestigungsmitteln, die in eine zugehörige Öffnung im Gehäuse 44 passen. Der zweite Teil 20 der Halterung 12 ist unter Verwendung des Schnapp-Befestigungsmittels 22, das in eine zugehörige Öffnung im Gehäuse 44 passt, an dem Kühlerträger 42 befestigt. Es versteht sich, dass die Verwendung von selbstschneidenden Befestigungsmitteln und Schnapp-Befestigungsmitteln 22 Vorteile für den Hersteller beim Fahrzeugzusammenbau bietet. Allerdings versteht es sich auch, dass die dargestellten Befestigungsmittel nicht als beschränkend zu betrachten sind, und dass jedes geeignete Befestigungsmittel zum Befestigen der Halterung 12 in der beschriebenen Weise in Betracht kommt. Nachdem die Halterung 12 wie oben beschrieben befestigt wurde, überbrückt der Luftstromableitstreifen 14 des integrierten NVH-Entkopplers und der Frontalaufprallstrebe 10 offensichtlich die Lücke zwischen der hinteren Kante des Grillverschlusssystemgehäuses 44 und der vorderen Kante des unteren Luftleitblechs 46 und dichtet sie im Wesentlichen ab.
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Eine alternative Ausführungsform des integrierten NVH-Entkopplers und der Frontalaufprallstrebe 10 ist in 4 und 5 gezeigt. Die dargestellte alternative Ausführungsform, die für leichtere Beanspruchung, wie etwa für kleinere Fahrzeugen, gedacht ist, kann alternative Auslegungen und Positionierungen der Halterung 12 umfassen, wie gezeigt ist, und kann auch optionale zusätzliche selbst schneidende Schrauben zum Befestigen von Luftstromableitstreifen 14 am Grillverschlusssystemgehäuse 44 umfassen. Allerdings sind die grundlegende Form und Funktion des alternativen integrierten NVH-Entkopplers und der Frontalaufprallstrebe 10 sowie ihre Positionierung am Fahrzeug (siehe 6) im Wesentlichen wie oben beschrieben.
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Durch Abdichten der Lücke zwischen der hinteren Kante des Grillverschlusssystemgehäuses 44 und der vorderen Kante des unteren Luftleitblechs 46 verhindern der integrierte NVH-Entkoppler und die Frontalaufprallstrebe 10 im Wesentlichen einen dort hindurchgehenden Luftstrom, wobei nicht nur der Luftstrom koordiniert wird, sondern auch Geräusche verringert werden, die andernfalls bei nicht koordiniertem Luftstrom entstehen würden. Des Weiteren werden, da der Luftstromableitstreifen 14 des integrierten NVH-Entkopplers und der Frontalaufprallstrebe 10 einerseits an der Halterung 12 befestigt ist, andererseits aber von den Elementen des Kühlsystems (d. h. des unteren Kühlerträgers 42) oder des Grillverschlusssystems (d. h. Gehäuse 44) entkoppelt ist, durch das Kühlsystem und/oder das Grillverschlusssystem erzeugte Vibrationen nicht durch den Luftstromableitstreifen 14 übertragen, wie es bei einem herkömmlichen, starr am Grillverschlusssystemgehäuse und/oder der unteren Kühlerstütze befestigten Luftstromableiter der Fall wäre.
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Als einen weiteren Vorteil bietet die Halterung 12 ein starres Trennelement zwischen dem unteren Kühlerträger 42 und dem Grillverschlusssystemgehäuse 44. Bei einem Frontalaufprall des Fahrzeugs 28 halten die Halterungen 12 den Abstand zwischen dem Grillverschlusssystem 36/Grillverschlusssystemgehäuse 44 und Elementen des Kühlsystems, wie etwa dem Kühler 40, aufrecht. Eine Beschädigung von Elementen des Kühlsystems wird daher verhindert, Reparaturkosten, Versicherungshaftung und potenziell von Kunden bezahlte Versicherungsprämien und ähnliches werden verringert.
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Das Vorstehende dient Veranschaulichungs- und Beschreibungszwecken. Es soll nicht erschöpfend sein oder die Ausführungsformen auf die präzise offenbarte Form einschränken. Angesichts der obigen Lehren sind offenkundige Modifikationen und Variationen möglich. All diese Modifikationen und Variationen liegen im Schutzbereich der beigefügten Ansprüche, wenn sie entsprechend des Umfangs, zu der sie den Regeln entsprechend juristisch und gerechterweise berechtigt sind, interpretiert werden.
