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Die
Erfindung betrifft eine Kraftwagenkarosserie mit einem Kraftstofftank
und einem separaten Zusatztank der im Oberbegriff des Anspruchs
1 genanten Art.
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Eine
derartige Kraftwagenkarosserie ist bereits von einem auf der S-Klasse
basierenden Mercedes-Benz Konzeptfahrzeug BlueTec Hybrid bekannt, welches
im September 2005 auf der internationalen Automobilausstellung in
Frankfurt ausgestellt worden ist.
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Das
Konzeptfahrzeug ist durch einen Diesel-Verbrennungsmotor angetrieben,
welcher über eine
zugehörige
Versorgungsleitung mit einem in üblicher
Weise unter einem Heckbereich des Karosseriebodens angeordneten
Kraftstofftank verbunden ist. Die Abgase des Verbrennungsmotors
werden über
eine Abgasanlage abgeführt,
welche entlang der Unterseite des Karosseriebodens verläuft. Um die
Abgase zu reinigen und insbesondere die Menge der im Abgasstrom
enthaltenen Stickoxide erheblich zu reduzieren, umfasst die Abgasanlage
einen Katalysator, an welchem eine wässrige Harnstofflösung in den
Abgasstrom eingespritzt wird. Durch die chemische Reaktion mit der
Harnstofflösung
werden die unerwünschten
Stickoxide am Katalysator über
das Zwischenprodukt Ammoniak in Wasser und Stickstoff umgewandelt.
Der Verbrauch der zur Abgasreinigung notwendigen Harnstofflösung beträgt dabei
etwa 0,1 Liter pro 100km.
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Zur
Bevorratung der wässrigen
Harnstofflösung
ist ein separater Zusatztank vorgesehen, dessen Tankvolumen derart
bemessen ist, dass eine Tankfüllung
für die
Fahrtstrecke zwischen zwei regulären
Wartungsintervallen des Fahrzeugs ausreicht. Der zylindrische Zusatztank
ist platzsparend in einer muldenförmigen Vertiefung im Karosserieboden
untergebracht, die unterhalb eines Heckkofferraums angeordnet ist.
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Die
muldenförmige
Vertiefung bildet bei den nicht mit Zusatztank ausgestatteten Serienfahrzeugen
der S-Klasse eine Ersatzradmulde zur Unterbringung eines vollwertigen
Ersatzrades, wobei die Ersatzradmulde bei verstautem Ersatzrad nahezu
vollständig
von diesem ausgefüllt
ist. Bei dem beschriebenen Konzeptfahrzeug ist demgegenüber nur
ein Reifenreparaturset jedoch keine Unterbringung für ein Ersatzrad
vorgesehen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Kraftwagenkarosserie mit einem Kraftstofftank
und einem separaten Zusatztank der im Oberbegriff des Anspruchs
1 genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass unter Beibehaltung
einer platzsparenden Anordnung des Zusatztanks eine Unterbringung eines
Ersatzrades an der Karosserie ermöglicht wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Weitere die Erfindung in vorteilhafter Weise ausgestaltende Merkmale
enthalten die Unteransprüche.
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Der
mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, dass oberhalb
des Zusatztanks ein Unterbringungsraum für ein Ersatzrad angeordnet
ist, wobei der zur Unterbringung des Er satzrades notwendige Freiraum
unter Beibehaltung eines ausreichenden Tankvolumens des Zusatztanks
dadurch geschaffen wird, dass die obere Behälterwand des Zusatztanks in
Abstimmung auf die Abmessungen des Ersatzrades abgestuft ausgebildet
ist und einen abgesenkten, ringförmigen
Randbereich, der bei verstautem Ersatzrad im Überdeckungsbereich mit dem
Ersatzreifen angeordnet ist, sowie einen erhabenen Mittelbereich
umfasst, der bei verstautem Ersatzrad in den Hohlquerschnitt der
Radschüssel
eingreift.
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Die
muldenförmige
Vertiefung kann von einer Formschale des Karosseriebodens begrenzt sein,
wobei der Zusatztank als separates Montageteil ausgeführt ist.
Dadurch kann der Kraftwagen unter Verwendung eines standardisierten
Karosseriebodens wahlweise mit oder ohne Zusatztank ausgeführt werden.
Des Weiteren wäre
auch ein nachträglicher Einbau
des Zusatztanks möglich.
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Um
eine besonders einfache und geschützte Unterbringung des Zusatztanks
zu ermöglichen, kann
der Zusatztank oberhalb der Formschale angeordnet und weitgehend
passgenau in einen unteren Höhenabschnitt
der Vertiefung eingesetzt sein. Zur zuverlässigen Festlegung des verstauten
Ersatzrades kann dabei im Mittelbereich des Zusatztanks eine Öffnung für einen
Haltebolzen vorgesehen sein, über
welchen das verstaute Ersatzrad im Unterbringungsraum niedergehalten
ist. Um eine besonders einfache Bauweise des Zusatztanks zu ermöglichen, kann
die Öffnung
als Durchtrittsöffnung
ausgebildet sein, die bei verstautem Ersatzrad der Länge nach vom
Haltebolzen durchsetzt ist. Der Haltebolzen ist dabei am Boden der
Formschale befestigt, so dass die über das Ersatzrad eingeleiteten
Kräfte
unmittelbar an der Formschale abgestützt werden.
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Um
bei einer Undichtigkeit des Zusatztanks, z. B. infolge eines Heckaufpralls
des Kraftwagens, den Wageninnenraum in besonders einfacher und zuverlässiger Weise
vor dem austretenden Tankinhalt zu schützen, kann der Zusatztank unterhalb
der Formschale angeordnet sein, wobei die Formschale in Anpassung
an die obere Behälterwand
des Zusatztanks abgestuft ausgebildet ist und einen abgesenkten,
ringförmigen
Randbereich, der bei verstautem Ersatzrad im Überdeckungsbereich mit dem
Ersatzreifen angeordnet ist, sowie einen erhabenen Mittelbereich
umfasst, der bei verstautem Ersatzrad in einen Hohlquerschnitt der
Radschüssel
eingreift.
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Der
Zusatztank kann vorzugsweise ein Harnstofftank für eine Harnstofflösung zur
Abgasnachbehandlung sein. Der Harnstofftank kann dabei unter Zwischenschaltung
einer Pumpe an die Versorgungsleitung angeschlossen sein, die besonders
einfach und platzsparend zumindest teilweise im Hohlraum des Harnstofftanks
angeordnet ist.
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Vom
erhabenen Mittelbereich des Zusatztanks können nach oben hin zwei voneinander
beabstandete Rippen abstehen, wobei zwischen den beiden Rippen ein
Befestigungsbereich der oberen Behälterwand angeordnet ist, um
wenigstens ein Anbauteil, wie z. B. eine Dosierpumpe und/oder ein elektronisches
Steuergerät,
in besonders geschützter
Weise am Zusatztank befestigen zu können.
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Um
bei einer durch die Bodenfreiheit des Kraftwagens vorgegebenen Querschnittshöhe der Vertiefung
ein besonders großes
Tankvolumen des Zusatztanks zu ermöglichen, kann der Unterbringungsraum
in seinen Abmessungen auf ein Notrad abgestimmt sein, das eine gegenüber den
Kraftwagenrädern
erheblich reduzierte Querschnittsbreite aufweist. Die Vertiefung
des Karosseriebodens ist dabei vorzugsweise von einer Formschale
be grenzt, an welcher der Zusatztank als separates Einsatzteil montiert
ist, wobei die Vertiefung in ihren lichten Querschnittsabmessungen
auf ein Standardrad des Kraftwagens abgestimmt ist. In der Vertiefung
des Karosseriebodens lassen sich somit wahlweise entweder ein vollwertiges,
d. h. der Standardbereifung des Kraftwagens entsprechendes, Ersatzrad
oder der Zusatztank in Verbindung mit einem Notrad unterbringen.
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand einer zeichnerischen Darstellung näher erläutert.
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In
der Darstellung zeigen:
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1 einen
Heckbereich einer Kraftwagenkarosserie mit einer Vertiefung des
Karosseriebodens zur Aufbewahrung eines Harnstofftanks und eines
Notrades in perspektivischer Ansicht von schräg hinten oben,
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2 einen
Schnitt durch den Karosserieboden gemäß der Linie II-II in 1,
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3 den
Harnstofftank in einer perspektivischen Schrägansicht von hinten oben,
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4 die
Kraftwagenkarosserie gemäß 1 mit
einer alternativen Ausführung
der Vertiefung,
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5 einen
Schnitt durch den Karosserieboden gemäß der Linie V-V in 4 bei
verstautem Notrad.
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In 1 ist
von einer Stufenhecklimousine nur ein Heckbereich der Karosserie 1 mit
einem Heckkofferraum 2 gezeigt, welcher sich der Länge nach
von einer nicht gezeigten Fondsitzrückwand bis zu einem hinteren
Stoßfänger 3 erstreckt
und seitlich von einander entgegengesetzten Seitenwandbereichen
der Karosserie 1 begrenzt wird. Der Heckkofferraum ist über eine
zugehörige
Ladeöffnung
zugänglich,
die in üblicher
Weise über
einen nicht gezeigten, schwenkbar an der Karosserie 1 gelagerten
Heckdeckel verschließbar
ist.
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Der
Kraftwagen wird von einem nicht gezeigten Diesel-Verbrennungsmotor
angetrieben, der in einem vorderen Motorraum der Karosserie 1 untergebracht
ist. Der Diesel-Verbrennungsmotor wird über eine zugehörige Versorgungsleitung
mit Diesel-Kraftstoff
aus einem zugehörigen
Kraftstofftank versorgt, der in üblicher
und daher nicht gezeigter Weise unterhalb eines Fondsitzbereichs
des Karosseriebodens 10 angeordnet ist.
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Die
Abgase des Verbrennungsmotors werden über eine Abgasanlage abgeführt, welche
entlang der Unterseite des Karosseriebodens 10 verläuft. Um
die Abgase zur reinigen und insbesondere die Menge der im Abgasstrom
enthaltenen Stickoxide erheblich zu reduzieren, umfasst die Abgasanlage einen
Katalysator, an welchem eine wässrige
Harnstofflösung
in den Abgasstrom eingespritzt wird. Durch die chemische Reaktion
mit der Harnstofflösung
werden die unerwünschten
Stickoxide am Katalysator über
das Zwischenprodukt Ammoniak in Wasser und Stickstoff umgewandelt.
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Die
zur Abgasreinigung vorgesehene Harnstofflösung wird in einem zugehörigen Harnstofftank 20 bevorratet,
der in einer unmittelbar unterhalb des Heckkofferraums 2 angeordneten
muldenförmigen Vertiefung 11 des
Karosseriebodens 10 versenkt ist. Die Vertiefung 11 ist
von einer muldenförmigen
Formschale 12 des Karosseriebodens 10 begrenzt,
die passgenau in eine zugehörige
Durchtrittsöffnung
des Karosseriebodens 10 eingesetzt ist. Die einteilig als tiefgezogenes
Blechteil ausgebildete Formschale 12 weist an ihrem umfangsseitigen
Randbereich einen umlaufenden, streifenförmigen Befestigungsflansch auf,
der mit dem gegenüberliegenden Öffnungsrand des Karosseriebodens 10 verschweißt ist.
Alternativ könnte
die Formschale auch einteilig aus Kunststoff hergestellt und an
ihrem Befestigungsflansch z. B. durch Klebung mit dem Karosserieboden 10 verbunden
sein. Zur Erhöhung
ihrer Steifigkeit ist die Formschale 12 mit einer Mehrzahl
von Versteifungssicken versehen.
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In
Verbindung mit 2 ist ersichtlich, dass die
von der Formschale 12 begrenzte Vertiefung 11 unterhalb
des Heckkofferraums 2 einen etwa zylindrischen Hohlraum
bildet, in dem übereinander
der Harnstofftank 20 sowie ein Notrad 30 angeordnet sind.
Die Vertiefung 11 ist nach oben hin vollständig durch
eine nicht gezeigte Abdeckklappe abgedeckt, wobei die schwenkbar
um eine horizontale Schwenkachse am Karosserieboden 10 angelenkte
Abdeckklappe aus ihrer Geschlossenstellung in eine Offenstellung
hochschwenkbar ist, in welcher die Vertiefung 10 vom Heckkofferraum 2 aus
zugänglich
ist.
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Der
als dünnwandiges
Schalenbauteil aus Kunststoff hergestellte Harnstofftank 20 weist
eine an den Hohlquerschnitt der Vertiefung 11 angepasste, insgesamt
etwa zylindrische Form auf. Der Harnstofftank 20 begrenzt
eine durchgehende Tankkammer mit einem Tankvolumen von etwa 45 Litern.
Der Harnstofftank 20 füllt
einen unteren Höhenabschnitt der
Vertiefung 11 nahezu vollständig aus, wobei die untere
Behälterwand
flächig
am Boden der Formschale 12 anliegt. Die obere Behälterwand
des Harnstofftanks 20 ist abgestuft ausgebildet und umfasst einen
kreisringförmigen äußeren Randbereich 21 sowie
einen etwa kreiszylindrischen Mittelbereich 22, der nach
oben hin vom Randabschnitt 21 abragt.
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Wie
in der Zusammenschau von 1 und 3 ersichtlich
ist, ragen zu dessen Befestigung vom Harnstofftank 20 umfangsseitig
insgesamt drei Befestigungslaschen 23 ab, die gleichmäßig über den
Umfang des Harnstofftanks 20 verteilt angeordnet sind.
Die als abgewinkelte Streifen aus Kunststoff ausgeführten Befestigungslaschen 23 umfassen
einen mit dem Randbereich 21 des Harnstofftanks 20 verbundenen
vertikalen unteren Randabschnitt, von dem ein radial vom Harnstofftank 20 abstehender Mittelabschnitt
abgewinkelt ist, wobei vom Mittelabschnitt der Befestigungslasche 23 nach
oben hin ein vertikal verlaufender Befestigungsflansch abgewinkelt
ist, an welchem die Befestigungslasche 23 über eine
nicht gezeigte Schraubverbindung an einem gegenüberliegenden Wandbereich des
Karosseriebodens 2 verschraubt ist. Der Harnstofftank 20 ist
somit zur Entlastung der Formschale 12 über die Befestigungslaschen 23 unmittelbar
am Karosserieboden 2 abgestützt, wobei die radial abstehenden
Mittelabschnitte der Befestigungslaschen 23 die Formschale 12 überbrücken.
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Aus
der 3 ist ersichtlich, dass vom erhabenen Mittelbereich 22 des
Harnstofftanks 20 nach oben hin zwei voneinander beabstandete
Rippen 24 und 24' abstehen,
die jeweils einen C-förmigen Umfang
aufweisen. Zwischen den beiden Rippen 24 und 24' ist ein rechteckförmiger,
weitgehend eben verlaufender Bereich der oberen Behälterwand
angeordnet, der einen Befestigungsbereich 26 zur geschützten Befestigung
einer Dosierpumpe 28 sowie eines elektronischen Steuergeräts 27 zur
Ansteuerung der Dosierpumpe 28 bildet. Das Steuergerät 27 ist
dabei über
zugehörige
Punktbefestigungsmittel am Befestigungsbereich 26 fixiert,
während
die Dosierpumpe 28, wie in Verbindung mit 2 ersichtlich
ist, eine Durchtrittsöffnung
im Befestigungsbereich 26 der oberen Behälterwand
durchsetzt und mit ihrem unteren Endabschnitt in den Hohlraum des
Harnstofftanks 20 eingreift. Die Dosierpumpe 28 fördert über eine
zugehörige
Schlauchleitung jeweils durch das Steuergerät 27 vorgegebene Mengen
der wässrigen Harnstofflösung zum
Katalysator.
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Zum
Einfüllen
der Harnstofflösung
weist der Harnstofftank 20 an seiner oberen Behälterwand
ferner eine durch einen Verschlussdeckel 29 dichtend verschlossene
Einfüllöffnung auf,
die ebenfalls besonders geschützt
in einem abgesenkten Mittelbereich der rechten Rippe 24' des Harnstofftanks 20 angeordnet
ist. Um ein besonders einfaches Befüllen des Harnstofftanks 20 von
außerhalb
des Kraftwagens aus zu ermöglichen,
könnte
der Harnstofftank 20 alternativ, wie in 2 durch
eine strichpunktierte Linie angedeutet ist, über eine Einfüllleitung 29a mit einem
am Heckstoßfänger 3 angeordneten
Einfüllstutzen
verbunden sein, wobei der Einfüllstutzen durch
eine nicht gezeigte Klappe abzudecken wäre.
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Wie
in der Zusammenschau von 1 und 2 ersichtlich,
ist das Notrad 30 im verstauten Zustand in einem zugehörigen Aufbewahrungsraum 14 untergebracht,
welcher durch einen oberhalb des Harnstofftanks 20 angeordneten
Abschnitt der Vertiefung 10 gebildet ist. Das Notrad 30 umfasst
einen auf einer zugehörigen
Ersatzradfelge 31 montierten Notlauf-Ersatzreifen 32,
welcher eine erheblich geringere Querschnittsbreite als die Standardreifen
des Kraftwagens aufweist. Die Querschnittsbreite des Notlauf-Ersatzreifens 32 ist
dabei etwa halb so groß wie
die Querschnittsbreite eines Standardreifens, während der Reifendurchmesser
des Notlauf-Ersatzreifens 32 etwa dem Reifendurchmesser
der Standardbereifung des Kraftwagens entspricht. Die Ersatzradfelge 31 schließt in üblicher
Weise umfangsseitig an eine kreisförmige Radschüssel 33,
wobei die als dünnwandige
Formschale hergestellte Radschüssel 33 eine
Wölbung
aufweist und in ihrem Mittelbereich eine Nabe mit einer Durchtrittsöffnung zur Montage
des Notrades 30 an einem Radflansch einer Kraftwagenachse
bildet. Im verstauten Zustand liegt das Notrad 30 mit einer
Seitenwand des Notlauf-Ersatzreifens 32 umlaufend auf dem
abgesenkten Randbereich 21 der oberen Behälterwand
auf, wobei die Wölbung
der Radschüssel 33 nach
oben weist und der Harnstofftank 20 mit dem erhabenen Mittelbereich 22 seine
oberen Behälterwand
in den von der Wölbung
der Radschüssel 33 begrenzten
Hohlquerschnitt des Notrades 30 eingreift.
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Das
Notrad 30 ist über
einen abgestuft ausgebildeten Haltebolzen 38 niedergehalten,
der mit seinem Schaftbereich die Durchtrittsöffnung der Radschüssel 33 durchsetzt
und mit einem verbreiterten Kopfbereich auf der Nabe der Radschüssel 33 aufliegt.
Der Schaftbereich des Haltebolzens 38 durchsetzt eine Durchtrittsöffnung 25 im
Mittelbereich 22 des Harnstofftanks 20 und weist
an seinem unteren Endabschnitt eine Befestigungsbohrung mit einem Innengewinde
auf, das auf ein korrespondierendes Außengewinde eines mit dem Boden
der Formschale 12 verschweißten Befestigungsbolzens 15 geschraubt
ist.
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Alternativ
könnte
der Kraftwagen auch mit einem Reifenreparaturset anstelle des Notrades 30 ausgestattet
sein, wobei in diesem Fall der Unterbringungsraum 14 als
Stauraum zur Verfügung
stände,
in welchem neben dem Reifenreparaturset z. B. weiteres Bordwerkzeug
verstaut werden könnte.
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Der
Karosserieboden 10 samt der Formschale 12 kann
ohne bauliche Änderungen
auch für Kraftwagen
ohne Harnstofftank 20 verwendet werden, wobei die Formschale 12 so
bemessen ist, dass bei nicht montiertem Harnstofftank 20 ein
vollwertiges Ersatzrad mit Standard-Querschnittsbreite in der Vertiefung 11 untergebracht
werden kann. Das Ersatzrad wäre
in diesem Fall mit seiner Nabe am Befestigungsbolzen 15 der
Formschale 12 zu fixieren.
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In 4 und 5 ist
eine alternative Ausführung
der Erfindung gezeigt, bei welcher die von der Formschale 12a begrenzte Vertiefung 11a eine geringere
Höhenerstreckung
aufweist und der Harnstofftank 20a unterhalb der Formschale 12a angeordnet
ist. Die einteilig als dünnwandiges
Bauteil aus Kunststoffmaterial ausgeführte Formschale 12a ist
in eine korrespondierende Öffnung
des Karosseriebodens 10 eingesetzt und an einem umlaufenden Randbereich
mit dem Öffnungsrahmen
des Karosseriebodens 10 verklebt. Alternativ könnte die
Formschale 12a auch als Blechteil hergestellt und mit dem Öffnungsrahmen
der Karosserie verschweißt
sein.
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Der
zur Aufbewahrung des Notrades 30 vorgesehene Unterbringungsraum 14 ist
dabei nach unten hin unmittelbar von der Formschale 12a begrenzt, wobei
die Formschale 12a in Anpassung an die oberer Behälterwand
des Harnstofftanks 20a abgestuft ausgebildet ist und einen
abgesenkten, ringförmigen Randbereich
sowie einen erhabenen Mittelbereich umfasst, die jeweils im Überdeckungsbereich
mit dem korrespondierenden Bereich der oberen Behälterwand
angeordnet sind und parallel beabstandet zu diesem verlaufen.
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Das
Notrad 30 liegt in verstautem Zustand mit der Seitenwand
seines Notlauf-Ersatzreifens 32 umlaufend auf dem abgesenkten
Randbereich der Formschale auf, wobei die Wölbung der Radschüssel 33 nach
oben weist und die Formschale 12a sowie die obere Behälterwand
des Harnstofftanks 20a jeweils und mit ihren erhabenen
Mittelbereichen 22 in den von der Wölbung der Radschüssel 33 begrenzten
Hohlquerschnitt des Notrades 30 eingreifen. Das Notrad 30 füllt den
von der Formschale 12a begrenzten Unterbringungsraum 14a dabei
weitgehend passgenau aus und ist über einen nicht Haltebolzen 38 niedergehalten,
der nach oben hin vom Mittelbereich der Formschale 12a abragt
und eine Durchtrittsöffnung
der Radschüssel 33 durchsetzt.
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Der
Harnstofftank 20a ist in nicht gezeigter Weise, z. B. über Spannbänder, an
der Unterseite des Karosseriebodens 10 befestigt, und über eine
zugehörige
eine Einfüllleitung 29a mit
einem am Heckstoßfänger 3 angeordneten
Einfüllstutzen
verbunden. Zum Schutz vor Steinschlag und vor Wärmeeinwirkung durch die Abgasanlage
ist die Unterseite des aus Kunststoffmaterial hergestellten Harnstofftanks 20a durch
ein Abschirmblech 40 aus Metall abgedeckt, dass in geeigneter
Weise, z. B. durch Punktbefestigungsmittel an der unteren Behälterwand
des Harnstofftanks 20a befestigt ist.
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Die
Anordnung des Harnstofftanks 20a unterhalb der Formschale 12a hat
den Vorteil, dass bei einer Undichtigkeit des Harnstofftanks 20a,
z. B. infolge eines Heckaufpralls auf den Kraftwagen, die wässrige Harnstoff
nach unten hin abfließen
kann und nicht in den Wageninnenraum gelangt.