DE602005000699T2

DE602005000699T2 - Frontmodul für ein Kraftfahrzeug und Fahrzeug mit einem solchen Modul.

Info

Publication number: DE602005000699T2
Application number: DE602005000699T
Authority: DE
Inventors: Olivier Coppin
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2004-04-29
Filing date: 2005-04-08
Publication date: 2007-07-12
Anticipated expiration: 2025-04-09
Also published as: FR2869572A1; EP1591293B1; ATE356727T1; DE602005000699D1; FR2869572B1; ES2284139T3; EP1591293A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Frontendmodul eines Kraftfahrzeugs sowie das mit einem solchen Frontendmodul versehene Fahrzeug. Ein solches Frontendmodul ist in der DE-A-197 56 731 offenbart.
Die Erfindung bezieht sich spezifischer auf die Fahrzeuge, deren Frontendmodule einen Antriebsmotor (bzw. Motorkompressor) des Fahrzeugs enthalten, das mechanisch von einer steifen Halterung getragen wird, die fest mit dem allgemeinen Fahrgestell des Fahrzeugs verbunden oder in dieses integriert ist. Bei einem solchen Frontendmodul bedingt die relative Stellung der unter der den Motorsatz bedeckenden Haube befindlichen Elemente die Längsabmessung des Frontendmoduls sowie die Größe des vorderen Überhangs, d.h. das Kippmoment nach vorne, das das Fahrzeug um die Drehachse der Vorderräder erfährt.
Außerdem hat das Auftreten der intensiven Beschäftigung mit der Sicherheit der Fußgänger bei einem Frontalzusammenstoß mit einem Fahrzeug und mit der Begrenzung der mechanischen Schäden im Fall eines Frontalzusammenstoßes zwischen zwei Fahrzeugen dazu geführt, die Trägerhalterung des Motors nach vorne zu verlängern und zu verstärken und gleichzeitig einen Teil des Raums oberhalb dieser Verlängerung der Halterung von jedem steifen Element au befreien. Dieser freie Raum bedeutet aber im Allgemeinen einen Verlust an Nutzraum für das Einsetzen von mechanischen Elementen und eine Erhöhung der Längsabmessung des Frontendmoduls, was die Möglichkeiten der Gestaltung und der Ästhetik des Frontendmoduls begrenzt.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Frontendmodul vorzuschlagen, bei dem die Positionierung seiner Elemente die Größe des Überhangs verringert und gleichzeitig den Schutz im Fall eines Zusammenstoßes gewährleistet und sogar verbessert.
Zu diesem Zweck hat die Erfindung ein Frontendmodul eines Kraftfahrzeugs zum Gegenstand, das einen Antriebsmotor (bzw. Motorkompressor), eine Trägerhalterung des Antriebsmotors und ein Organ zur Kühlung des Antriebsmotors aufweist, das ausgelegt ist, um Wärme abzuführen, wenn es von einem Luftstrom überstrichen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlorgan bezüglich der normalen Bewegungsrichtung des Fahrzeugs hinter dem Antriebsmotor angeordnet ist und dass die Halterung mindestens einen steifen Hohlkörper umfasst, der in der Lage ist, Luft von vor dem Antriebsmotor zum Kühlorgan zu kanalisieren.
Bei einem erfindungsgemäßen Frontendmodul werden zumindest manche der steifen Hohlkörper der Halterung, die den Motorsatz tragen, zur Kanalisierung der Außenluft in Richtung des Kühlorgans des Motorsatzes verwendet, das hinter diesem Motorsatz angeordnet ist. Diese Kombination von mechanischen und Kühlfunktionen für die Halterung des Frontendmoduls ermöglicht eine neue allgemeine Anordnung der Elemente dieses Frontendmoduls.
Andere Merkmale dieses Frontendmoduls, einzeln oder gemäß allen technisch möglichen Kombinationen, sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 8 angeführt.
Die Erfindung hat ebenfalls ein Kraftfahrzeug zum Gegenstand, das ein wie oben definiertes Frontendmodul aufweist.
Die Erfindung ist anhand der nachfolgenden Beschreibung, die nur als Beispiel dient und sich auf die Zeichnungen bezieht, besser zu verstehen. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht eines Frontendmoduls eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Stand der Technik;
2 eine Ansicht gleich 1 eines Frontendmoduls eines Kraftfahrzeugs gemäß der Erfindung;
3 eine schematische Vorderansicht einer Halterung einer Variante eines erfindungsgemäßen Frontendmoduls; und
4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in 3.
Aus praktischen Gründen werden in der nachfolgenden Beschreibung die Begriffe "vorne" und "hinten" im Verhältnis zur normalen Bewegungsrichtung des betrachteten Kraftfahrzeugs bezeichnet. Auch bezeichnet der Begriff "unterer" eine zum Boden, auf dem das Fahrzeug ruht, gerichtete Richtung, während der Begriff "oberer" die entgegengesetzte Richtung bezeichnet.
In 1 ist ein Frontendmodul 1 eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Dieses Frontendmodul weist hauptsächlich von seinem vorderen Ende zum hinteren Ende des Fahrzeugs eine Stoßstange 2, einen Kühler 4 und einen Antriebsmotor 6 auf. Der Kühler 4 ist ausgelegt, um den Motorsatz 6 zu kühlen, indem er die von diesem stammende Wärme ableitet, wenn der Kühler von einem Luftstrom überstrichen wird, der hauptsächlich von außerhalb des Fahrzeugs kommt.
Der Motorsatz 6 ist einerseits mit einem Paar von Rädern 7 verbunden, die auf jeder Seite des Fahrzeugs angeordnet sind und die Vorderachse bilden, und wird andererseits mechanisch von einer steifen Halterung 8 getragen, die mit dem allgemeinen Fahrgestell des Fahrzeugs fest verbunden oder in dieses integriert ist.
Die Stoßstange 2, der Kühler 4 und der Motorsatz 6 befinden sich unter einer Haube 10, die bewegt werden kann, um von oben Zugang zu den erwähnten Elementen zu erhalten.
Das Frontendmodul 1 ist von einer nicht dargestellten Fahrgastzelle des Fahrzeugs, die sich hinter diesem Frontendmodul befindet, durch eine Stirnwand 12 getrennt.
Zwischen der vorderen Stoßstange 2 und dem Kühler 4 befindet sich eine so genannte Instandsetzbarkeitszone 14, die durch einen Doppelpfeil bezeichnet ist. Diese Zone ist ausgelegt, um Zusammenstöße geringer Stärke zu absorbieren, typischerweise die Zusammenstöße, wie sie in der Stadt mit Aufprallgeschwindigkeiten von weniger als 15 Stundenkilometern vorkommen. Diese Zone 14 ist im Allgemeinen mit in Längsrichtung des Fahrzeugs verformbaren Trägern ausgestattet, die die Energie der Zusammenstöße absorbieren können.
Es ist anzumerken, dass die Längsabmessung L₁ des Bereichs des Frontendmoduls 1, der sich vor dem Motorsatz 6 befindet, durch die aufeinander folgenden Längen der Stoßstange 2, der Instandsetzbarkeitszone 14 und des Kühlers 4 vorgegeben wird. Die Größe des auf das Fahrzeug um die Vorderachse herum ausgeübten Überhangs ist direkt mit dieser Längsabmessung L₁ verbunden.
In 2 ist ein Frontendmodul 20 eines Kraftfahrzeugs gemäß der Erfindung dargestellt. Dieses Frontendmodul 20 weist hauptsächlich die gleichen Elemente wie das Frontendmodul 1 auf, d.h. eine vordere Stoßstange 2, einen Kühler 4, einen Antriebsmotor 6, das Vorderräder 7 antreiben kann und von einer steifen Halterung 8 getragen wird, eine Haube 10 und eine Instandsetzbarkeitszone 14. Es ist von der Fahrgastzelle des Fahrzeugs durch eine Schutzwand 12 getrennt.
Das Frontendmodul 20 unterscheidet sich vom Frontendmodul 1 nach dem Stand der Technik einerseits durch die relative Anordnung der erwähnten Elemente und andererseits durch das Vorhandensein von Gestaltungen bezüglich der Halterung 8, um Luft von außen nach innerhalb des Frontendmoduls zu leiten.
Genauer gesagt ist der Kühler 4 hinter dem Motorsatz 6 angeordnet. Um Luft von der vorderen Stirnseite des Frontendmoduls 20 bis zum Kühler 4 zu leiten, ist die Halterung 8 außerdem so gestaltet, dass zumindest bestimmte ihrer Bestandteile, die sich allgemein gemäß der Länge des Frontendmoduls erstrecken, in Form von steifen Hohlkörpern 81 vorliegen, die innen Luft in Längsrichtung des Frontendmoduls kanalisieren können, wie durch den Pfeil 22 dargestellt ist. Diese Längshohlkörper 81 sind zum Beispiel hohle Metallträger insbesondere mit rechteckigem Querschnitt und bilden vorzugsweise Stützlängsträger des Motorsatzes 6.
Der in 2 dargestellte Hohlkörper 81 der Halterung 8 ist in der Länge so bemessen, dass sein vorderer Endbereich 81A sich vor dem Motorsatz 6 erstreckt, während sein hinterer Endbereich 81B sich hinter diesem Motorsatz erstreckt.
Der vordere Endbereich 81A ist vorteilhafterweise mit Mitteln zum Absorbieren von Frontalzusammenstößen ausgestattet und/oder weist eine Struktur auf, die die Energie solcher Zusammenstöße zum Beispiel durch Verformung absorbieren kann. Auf diese Weise ist die Instandsetzbarkeitszone 14, in der sich der Bereich 81A erstreckt, nicht notwendigerweise mit zusätzlichen verformbaren Trägern ausgestattet.
Am vorderen Ende des Bereichs 81A ist der Luftkanal-Hohlkörper 81 mit einem Aufnahmeschacht 82 für von außen kommende Luft ausgestattet, der hinter der vorderen Stoßstange 2 und vorzugsweise in Höhe der Instandsetzbarkeitszone 14 angeordnet ist. Dieser Schacht 82 kann eine große Menge Luft sammeln, wie durch die Pfeile 24 angezeigt ist. Er ist zum Beispiel in der hinteren Verlängerung eines gelochten Kühlergrills 26 angeordnet, der am vorderen Stirnbereich des Frontendmoduls 20 unter der Stoßstange 2 befestigt ist.
Am hinteren Ende seines hinteren Endbereichs 81B ist der Luftkanal-Hohlkörper 81 mit einem Luftverteiler 84 in Form einer Fahne ausgestattet. Dieser Verteiler ist ausgelegt, um die Luft am Ausgang des Hohlkörpers 81 über einerseits die Wärmetauscherfläche des Kühlers 4, wie durch den Pfeil 28 angezeigt, und andererseits über andere hintere Elemente des Frontendmoduls 20 zu verteilen, wie durch den Pfeil 30 angezeigt ist. Der Verteiler 84 ist zu diesem Zweck mit einer Wand 84A zur Verteilung der austretenden Luft versehen.
Im Betrieb, d.h. wenn das Fahrzeug sich nach vorne bewegt, dringt Luft durch den Schacht 82 in den oder die Luftkanal-Hohlkörper 81 ein (Pfeile 24), wird von diesem oder diesen Körpern 81 (Pfeil 22) geführt und wird vom Verteiler 84 bis zum Kühler 4 verteilt (Pfeil 28), wobei letzterer die Kühlung des Antriebsmotors 6 gewährleistet. Von außen kommende Luft wird ebenfalls vom Verteiler 84 in den Rest des hinteren Bereichs des Frontendmoduls 20 geschickt (Pfeil 30), was die Ansammlung von Wärme in der hinteren Zone des Frontendmoduls vermeidet. Die in dieser Zone befindlichen Elemente des Frontendmoduls werden so mit Frischluft belüftet, wodurch die Gefahren der Beschädigung dieser Elemente reduziert werden, insbesondere, wenn sie elektrische oder elektronische Schaltungen enthalten, wie zum Beispiel in den motorisierten Servolenkungsvorrichtungen.
Im Fall eines Frontalzusammenstoßes des Frontendmoduls 20 absorbieren die Stoßstange 2 und der vordere Endbereich 81A zumindest einen Teil der Aufprallenergie.
Das erfindungsgemäße Frontendmodul ermöglicht es, die Längsabmessung L₂ des Bereichs des Fahrzeugs zu reduzieren, der sich vor dem Motorsatz 6 befindet. Wie in 2 gezeigt, wird diese Längsabmessung L₂ nämlich hauptsächlich durch die Länge der vorderen Stoßstange 2 und der Instandsetzbarkeitszone 14 vorgegeben. Die Größe des vorderen Überhangs des mit dem Frontendmodul 20 ausgestatteten Fahrzeugs ist also im Vergleich mit derjenigen des Überhangs für das mit dem Frontendmodul 1 ausgestattete Fahrzeug reduziert.
Außerdem führt die weiter vorne liegende Stellung der Vorderachse und der Einheit des Antriebsmotors 6 zu einer Erhöhung des Achsabstands, d.h. des die vorderen und hinteren Radachsen des Fahrzeugs trennenden Abstands, und zu einer besseren Massenverteilung zwischen dem vorderen und dem hinteren Bereich des Fahrzeugs, was die Straßenlage und das Fahrverhalten des Fahrzeugs begünstigt.
In 3 und 4 ist eine erfindungsgemäße Variante der Halterung 8 dargestellt. In gleicher Weise wie die Halterung in 2 weist die Halterung 8 in 3 zwei seitliche Längsträger 81 auf, die zwei steife Luftkanal-Hohlkörper zur Rückseite des Frontendmoduls hin bilden. Diese Längsträger sind über zwei metallische Querträger 86 steif miteinander verbunden, die sich lotrecht zu den Längsträgern erstrecken und an ihren Enden zum Beispiel durch Schweißen fest mit den Oberseiten der Längsträger verbunden sind.
Gemäß der Variante der 3 und 4 wird der freie Raum zwischen den Längsträgern 81 von einer steifen Hülle 88 eingenommen, die sich in der Länge parallel zu den Längsträgern 81 erstreckt. Diese Hülle ist an den Längsträgern und/oder an den Querträgern 86 befestigt. In gleicher Weise wie die Längsträger ist die Hülle 88 an ihrem vorderen und hinteren Ende offen. Sie ermöglicht es so, Luft von der Vorderseite des Frontendmoduls 20 zur Rückseite dieses Frontendmoduls zu kanalisieren, wie durch die Pfeile 32 angezeigt wird, wodurch der Querschnitt des Luftleitkanals im hinteren Teil des Frontendmoduls erhöht wird.
Im Querschnitt ist die Dicke der Wände der Hülle 88 geringer als diejenige der Wände der Längsträger 81, da die Hülle im Unterschied zu den Längsträgern nicht zusätzlich zur Luftleitung den mechanischen Halt des Motorsatzes 6 gewährleisten muss.
Die Hülle 88 hat außerdem den Vorteil, eine herkömmlicherweise freie Zone der Halterung 8 zwischen dem Antriebsmotor 6 und der Bodenfreiheit des Fahrzeugs einzunehmen.
Es sind außerdem verschiedene Gestaltungen und Varianten der oben beschriebenen Frontendmodule vorstellbar. Zum Beispiel kann ein Ventilator oder ähnliches am Eingang und/oder am Ausgang der Luftkanal-Hohlkörper 81 vorgesehen werden, um die Luftzufuhr zu forcieren.

Claims

Frontendmodul (20) eines Kraftfahrzeugs, das einen Motorkompressor (6), eine Trägerhalterung (8) des Motorkompressors und ein Organ (4) zur Kühlung des Motorkompressors aufweist, das ausgelegt ist, um Wärme abzuführen, wenn es von einem Luftstrom überstrichen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlorgan (4) bezüglich der normalen Bewegungsrichtung des Fahrzeugs hinter dem Motorkompressor (6) angeordnet ist, und dass die Halterung (8) mindestens einen steifen Hohlkörper (81) umfasst, der in der Lage ist, Luft von vor dem Motorkompressor zum Kühlorgan zu kanalisieren.
Frontendmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der luftkanalisierende Hohlkörper (81) sich in der Länge im wesentlichen gemäß der normalen Bewegungsrichtung des Fahrzeugs erstreckt, und dass der Motorkompressor (6) sich zwischen dem vorderen Ende (81A) und dem hinteren Ende (81B) dieses Hohlkörpers (81) befindet.
Frontendmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich (81A) des luftkanalisierenden Hohlkörpers (81), der sich vor dem Motorkompressor (6) befindet, Mittel zur Absorption eines Frontaufpralls bildet und/oder trägt.
Frontendmodul nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass es eine vordere Stoßstange (2) und eine Instandsetzbarkeitszone (14) aufweist, die zwischen die Stoßstange und den Motorkompressor (6) eingefügt ist, und dass das vordere Ende (81A) des luftkanalisierenden Hohlkörpers (81) oder an dieses vordere Ende (81A) angesetzte Luftaufnahmemittel (82) in Höhe der Instandsetzbarkeitszone (14) münden.
Frontendmodul nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das hintere Ende (81B) des Luftkanal-Hohlkörpers (81) mit ersten Mitteln (84) zur Verteilung der Luft am Ausgang des Hohlkörpers auf das Kühlorgan (4) versehen ist.
Frontendmodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das hintere Ende (81B) des luftkanalisierenden Hohlkörpers (81) mit zweiten Mitteln (84) zur Verteilung der Luft am Ausgang des Hohlkörpers auf andere Elemente des Frontendmoduls (20) als das Kühlorgan (4) versehen ist, die hinter dem Motorkompressor (6) angeordnet sind.
Frontendmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem mindestens eine steife luftkanalisierende Hülle (88) aufweist, die im wesentlichen parallel zum luftkanalisierenden Hohlkörper (81) ist.
Frontendmodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (8) zwei steife luftkanalisierende Hohlkörper (81) aufweist, die zwei Längsträger des Motorkompressors (6) bilden, die gemäß einer Querrichtung zur Bewegungsrichtung des Fahrzeugs zueinander beabstandet sind, wobei die luftkanalisierende Hülle (88) zwischen diesen beiden Längsträgern (81) angeordnet ist.
Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Frontendmodul (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.