DE102008022626A1

DE102008022626A1 - Zweizonenintegralträger

Info

Publication number: DE102008022626A1
Application number: DE200810022626
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr.-Ing. Binner; Oliver Schmid; Otfried von Dipl.-Ing. Polenz
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2008-05-08
Filing date: 2008-05-08
Publication date: 2009-11-12

Abstract

Die Erfindung betriifft eine mehrteilige akustisch und thermisch wirkende Isolation, insbesondere für Verbrennungsmotoren im Vorbau von Kraftfahrzeugen. Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, dass besonders die im Motorraum des Vorbaus und im Radlauf angeordneten Bauteilgruppen wie Achslager und Motorlager hohen Temperaturen ausgesetzt sind, welche die Funktionalität und die Lebensdauer einschränken können. Durch eine lokale Trennung des Raums im Vorbau eines Automobils in eine Warmzone (2) im Bereich des Motors (3) unterhalb der Motorhaube (4) und einer Kaltzone (6) im Bereich des Radlaufs (7) erfolgt eine Separierung der verschieden temperierten Regionen.

Description

Die Erfindung betrifft eine mehrteilige akustisch und thermisch wirkende Isolation, insbesondere für Verbrennungsmotoren im Vorbau von Kraftfahrzeugen.
Im Vorbau von modernen Kraftfahrzeugen sind eine Vielzahl von einzelnen Isolationen installiert. Ihre Aufgabe besteht darin, einerseits die thermisch empfindlichen Bauteile und Baugruppen im Vorbau vor schädlicher Hitze zu abzuschirmen und andererseits störende Aggregatgeräusche zu absorbieren.
Die DE 24 22 390 A1 zeigt ein Kraftfahrzeug mit einer Schalldämpfeinrichtung, bei dem der aus Motor, Kupplung und Getriebe bestehende Antriebsblock von einer besonderen Kammer umgeben ist, die innerhalb der Karosserie angeordnet ist, wobei in die Kammerwandungen mehrere steuerbare Klappenjalousien eingesetzt sind, mit denen eine Verbindung zwischen dem Kammerinnenraum und der umgebenden Luft herstellbar ist.
Die DE 197 05 268 A1 zeigt ein Kraftfahrzeug mit einer bugseitigen Luftführungsvorrichtung, wobei ein durch einen Kühler hindurch geführter erster Luftstrom durch an einem Bugunterteil unmittelbar vor den angrenzenden Vorderrädern angeordnete Ausblasöffnung in Richtung Fahrbahn ausströmt und im Fahrbetrieb vor den Vorderrädern einen Luftkeil erzeugt, so dass ein zweiter zwischen der Fahrbahn und der Wagenunterseite hindurch geführter Luftstrom durch den Luftkeil seitlich um die Vorderräder herumgeführt wird wobei in Strömungsrichtung des Luftstromes gesehen den Ausblasöffnungen nachgeschaltet jeweils eine Umlenkschaufel vorgesehen ist, die den durch die Ausblasöffnungen austretenden Luftstrom zur Fahrzeugaußenseite hin umleitet.
Die DE 29 52 188 A1 stellt ein Fahrzeug mit einer aus schallreduzierendem Material bestehenden Kapsel zur Aufnahme eines Motors dar, die an ihrer Frontseite eine Lufteinlass- und an ihrer Rückseite eine Luftauslassöffnung aufweist, wobei innerhalb der Lufteinlassöffnung die Kühleinrichtung des Antriebsaggregates angeordnet ist.
Die DE 10 2006 027 230 A1 zeigt eine mehrschichtige akustisch und thermisch wirkende Isolation eines Motors eines Kraftfahrzeuges umfassend drei miteinander vollflächig verbundene Schichten mit unterschiedlichen Strömungswiderständen mit einem hautnah am Motorblock anliegenden Luftspalt.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, dass besonders die im Motorraum des Vorbaus und im Radlauf angeordneten Bauteilgruppen wie Achslager und Motorlagern hohen Temperaturen ausgesetzt sind, welche die Funktionalität und die Lebensdauer einschränken können. Die hohen Temperaturen in diesem Bereich haben zwei Ursachen: zum einen besteht eine thermische Belastung durch Konvektion in Folge der Entlüftung des Motorraums in den Radlauf durch hohe Motorkühlerablufttemperaturen; zum anderen erfolgt ein immenser Strahlungseintrag durch die thermische Abstrahlung der Bauteile des Abgasanlage am Motor wie bspw. des Abgaskrümmers.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, dass durch eine lokalen Trennung des Raumes im Vorbau eines Automobils in eine Warmzone im Bereich des Motors unterhalb der Motorhaube und einer Kaltzone im Bereich des Radlaufs eine erste Separierung der verschieden temperierten Regionen möglich ist. In einer vorteilhaften Ausführung besteht die gesamte Isolation aus zwei Hauptbaugruppen: eine erste innere Verkleidung separiert den Motor vor allem akustisch von der Außenwelt und der Fahrgastkabine. Eine zweite äußere Verkleidung im Radlauf auf dem Integralträger separiert den Motor vor allem thermisch von seiner unmittelbaren Umgebung. Diese äußere Verkleidung bildet ein Hitzeschild zum Schutz des Radlagers und anderer wärmeempfindlicher Bauteile mit gummielastischen Elementen wie des Motorlagers.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung weist die innere Verkleidung Elemente zur Verbesserung der Aerodynamik auf. Solche Elemente bestehen besonders aus Luftleitschaufeln und Luftleitflügeln, die einen laminaren Luftstrom besonders am Boden des Fahrzeugs dadurch sicherstellen, dass der Luftstrom nicht an bauteilbedingten Ecken oder Kanten turbulent wird.
In einer anderen vorteilhaften Ausführung weist die äußere Verkleidung Staudruckklappen als lokale Öffnungen zur Entlüftung der Warmzone auf. Diese Staudruckklappen erlauben eine gezielte Entlüftung des Radlaufs, ohne dass temperaturempfindliche Bauteilgruppen wie Achslager und Motorlagern direkt angeströmt werden und sich hier im Zusammenspiel mit der Wärmestrahlung eine störende Stauhitze entwickeln könnte.
In einer anderen besonderen Ausführung besteht die innere Verkleidung und die äußere Verkleidung aus hitzebeständigen Kunststoffen. Solche Bauteile können auch aus verklebten oder anderweitig verbundenen Sandwichbauteilen bestehen. So können auch temperaturbeständige Deckvliese, Mischfaservliese, PUR-Schaumstoffe und Melaminharzschaumstoffe Anwendung finden.
Dabei zeige die einzige 1 einen Schnitt durch einen Vorbau 1 eines Kraftfahrzeugs senkrecht zur Fahrtrichtung auf Höhe einer Vorderachse 5, wobei jedoch aus Gründen der Symmetrie nur der in Fahrtrichtung gesehene rechte Teile des Kraftfahrzeugs aufgeschnitten dargestellt ist.
Ein Integralträger 12 bildet im Vorbau 1 die Basis der tragenden Struktur. An dem Integralträger 12 liegt ein Motor 2 mit seinem Motorlager 15 auf. An dem Integralträger 12 ist eine Vorderachse 5 über ein Radlager 13 angeordnet.
Der obere Bereich des Vorbaus 1 unterhalb einer Motorhaube 4 sowie in unmittelbare Nähe zu dem Motor 3 stellt eine Warmzone 2 dar. In dieser Warmzone 2 sind keine wärmeempfindlichen Baugruppen angeordnet.
Der Bereich im Radlauf 7 sowie in einer Felge 8 und einen dazugehörigen Reifen 9 stellen eine Kaltzone 6 dar. In dieser Kaltzone 6 sind wärmeempfindlichen Baugruppen wie ein Radlager 13 und ein Motorlager 15 angeordnet. Wären diese Bauteilgruppen hohen Temperaturen ausgesetzt sind, würde dies ihre Funktionalität und ihre Lebensdauer einschränken können.
Diese Kaltzone 6 ist gegen die Warmzone 2 durch eine innere Verkleidung 10 und eine äußere Verkleidung 11 abgeschirmt, wobei besonders die äußere Verkleidung 11 die Hauptlast der thermischen Abschirmung übernimmt. Sie schirmt sowohl das Radlager 13 wie auch das Motorlager 15 ab.
Die äußere Verkleidung 11 weist lokale Öffnungen 14 als Staudruckklappen auf, um die Warmzone zu entlüften. Diese Entlüftung der heißen Gase aus der Warmzone 2 durch die lokalen Öffnungen 14 erfolgt so gezielt, dass keine wärmeempfindlichen Baugruppen durch die heiße Luft der Motorkühlung angeströmt werden und so Schaden nehmen können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 2422390 A1 [0003]
- DE 19705268 A1 [0004]
- DE 2952188 A1 [0005]
- DE 102006027230 A1 [0006]

Claims

Vorrichtung zur lokalen Trennung der Zonen im Vorbau (1) eines Automobils in eine Warmzone (2) im Bereich des Motors (3) unterhalb der Motorhaube (4) und eine Kaltzone (6) im Bereich des Radlaufs (7) dadurch gekennzeichnet, dass eine erste innere Verkleidung (10) den Motor (3) vor allem akustisch separiert und eine zweite äußere Verkleidung (11) am Integralträger (12) im Radlauf (7) ein Motorlager (15) und ein Radlager (13) thermisch separieren.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die innere Verkleidung (10) Elemente zur Verbesserung der Aerodynamik aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Verkleidung (11) Staudruckklappen als lokale Öffnungen (14) zur Entlüftung der Warmzone (2) ausweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die innere Verkleidung (10) und die äußere Verkleidung (11) aus hitzebeständigen Kunststoffen oder Vliesen bestehen.