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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Unterbau für eine Kraftfahrzeugkarosserie mit mehreren hohlen Trägern und sich zwischen den Trägern erstreckenden Bodenplatten. Derartige Unterbaustrukturen, bei deren Trägern es sich um sich um Längsträger wie etwa sich unterhalb von Türen der Fahrgastzelle erstreckende Schweller oder einen Getriebetunnel flankierende Profile oder um die Längsträger miteinander verbindende Querträger handeln kann, sind zahlreich bekannt.
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Eine Heizung oder Klimaanlage, die die Fahrgastzelle eines Fahrzeugs mit temperierter Zuluft versorgt, ist im Allgemeinen unter dem Armaturenbrett und saugt Zuluft über eine Öffnung in der Stirnwand der Fahrgastzelle aus dem Stirnwandwasserkasten unterhalb der Frontscheibe an. An die Heizung oder Klimaanslage angeschlossene Rohrleitungen verteilen die Luft nach Aufbereitung (Heizung, Kühlung, Trocknung) an Auslassöffnung verteilen, die an unterschiedlichen Orten in der Fahrgastzelle angeordnet sind. Derartige Rohrleitungen, die den Fußraum einer hinteren Sitzreihe mit Zuluft versorgen, sind üblicherweise zwischen einem den Fußraum der vorderen Sitzreihe auskleidenden Teppichboden und einer darunter verlaufenden Bodenplatte sowie unterhalb der Sitze der vorderen Sitzreihe hindurchgeführt. Der hierfür benötigte Platz beeinträchtigt den bei vielen Fahrzeugen unterhalb der vorderen Sitze verfügbaren Stauraum. Es ist daher nicht ohne weiteres möglich, die Höhe des Fahrzeugs ohne Komforteinbuße zu reduzieren. Eine Verringerung der Querschnittsfläche des Fahrzeugs ist aber wünschenswert, um einen niedrigen cw-Wert zu erreichen und dadurch den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs zu reduzieren.
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Aus
DE 10 2004 049 396 A1 ist bekannt, die A-Säule einer Kraftfahrzeugkarosserie für die Verteilung von Zuluft nutzbar zu machen, in dem in ihr ein Folienkanal aus Kunststoff zum verlustfreien Führen der Zuluft untergebracht wird.
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Ein solcher Folienkanal kann Auslassöffnungen im Dachbereich der Fahrgastzelle versorgen, für die Zuluftversorgung des Fußraums einer hinteren Sitzreihe ist er ungeeignet.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, einen Unterbau für eine Kraftfahrzeugkarosserie anzugeben, der eine wirksame Zuluftversorgung eines hinteren Bereichs einer Fahrgastzelle bei geringen Querschnittsabmessungen des Fahrzeugs ermöglicht.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem bei einem Unterbau für eine Kraftfahrzeugkarosserie mit mehreren hohlen Trägern und sich zwischen den Trägern erstreckenden Bodenplatten ein Luftkanal für die Luftzufuhr zu einer Fahrgastzelle innerhalb wenigstens eines der Träger in dessen Längsrichtung geführt ist. Indem der bereits aus Gründen der Stabilität der Karosserie erforderliche Träger gleichzeitig zur Führung von Zuluft genutzt wird, kann diese in der Fahrgastzelle verteilt werden, ohne dass die dafür erforderliche Kanalquerschnittsfläche die Gesamtquerschnittsfläche der Kraftfahrzeugkarosserie vergrößert.
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Als Träger, in dem ein solcher Luftkanal untergebracht werden kann, kommt vorzugsweise ein Längsträger, insbesondere ein Türschweller oder ein einen Mitteltunnel der Karosserie flankierendes Hohlprofil, in Betracht.
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Eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung des Luftkanals sind vorzugsweise jeweils vor bzw. hinter einem in der Fahrgastzelle montierten Sitz, insbesondere ein Sitz einer vorderen Sitzreihe, angeordnet, um den Luftkanal um den Sitz herumzuführen.
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Die Einlassöffnung und/oder die Auslassöffnung des Luftkanals können in eine Wand des Trägers geschnitten sein.
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Damit eine solche Öffnung die Belastbarkeit des Trägers möglichst wenig beeinträchtigt, ist es zweckmäßig, dass die in die Wand des Trägers geschnittene Öffnung eine umlaufende Randabstellung aufweist.
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Die Tatsache, dass der Luftkanal um den Sitz herumgeführt wird, erlaubt es, den unter dem Sitz verfügbaren Platz für andere Zwecke, insbesondere zur Unterbringung eines Betriebsmittelvorrats wie etwa einer elektrischen Batterie oder eines Kraftstofftanks, zu nutzen.
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Zusätzlich kann zwischen dem Betriebsmittelvorrat und dem Sitz ein Staufach freigehalten sein, das von den Insassen der Fahrgastzelle genutzt werden kann.
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Um Luftverluste über andere Öffnungen als die vorgesehene Auslassöffnung zu vermeiden, ist der Luftkanal vorzugsweise einerseits durch eine erste Wand des Trägers und andererseits durch ein im Inneren des Trägers an der Wand angeordnetes Formteil begrenzt. Ein solches Formteil kann preiswert aus Kunststoff, zum Beispiel im Spritzguss, gefertigt sein.
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Um einen festen Sitz des Formteils im Inneren des Trägers zu gewährleisten, berührt das Formteil vorzugsweise zwei einander gegenüberliegende Seitenwände des Trägers.
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Wenn das Formteil als Begrenzung des Luftkanals eine langgestreckte Rinne umfasst, dann ist diese vorzugsweise an ihrer der ersten Wand zugewandten offenen Seite von einer Dichtung umgeben, um ein Entweichen von Luft abseits der Auslassöffnung zu vermeiden.
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Eine solche Dichtung besteht vorzugsweise aus einem unter Hitzeeinwirkung expandierten Schaumstoff. Wenn ein solcher Schaumstoff erst nach dem Einbau des Formteils in den Träger expandiert, zum Beispiel beim Durchlauf durch einen Trocknungsofen beim Lackieren der Karosserie, dann schafft dies die Möglichkeit, das Formteil schnell und bequem mit Spiel in den Träger einzufügen, und dennoch einen sicheren, zumindest reibschlüssigen Halt des Formteils im Inneren des Trägers und eine sichere Abdichtung des Luftkanals zu gewährleisten.
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Wenn der Luftkanal nur einen Teil des freien Querschnitts des hohlen Trägers einnimmt, kann das Formteil zweckmäßigerweise ferner eine Versteifungsstruktur, insbesondere eine Fachwerkstruktur, aufweisen, die den restlichen Teil des freien Querschnitts des hohlen Trägers wenigstens teilweise ausfüllt und so für eine zusätzliche Verstärkung des Trägers sorgt. Insbesondere wenn der Träger ein Türschweller ist, kann auf diese Weise eine zusätzliche Versteifung der Karosserie gegen Seitenaufprall erreicht werden.
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Um diese Versteifungswirkung zu begünstigen, sollten die einander gegenüberliegenden, von den Formteilen berührten Seitenwände des Trägers vorzugsweise Seitenwände sein. Ein Kontakt des Formteils mit anderen Wänden des Trägers kann zusätzlich zur Versteifungswirkung beitragen.
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Um eine gute Versteifungswirkung bei geringem Materialeinsatz zu erreichen, ist es zweckmäßig, wenn Wände der Fachwerkstruktur im Querschnitt dreieckige Hohlräume begrenzen.
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Wenn diese Hohlräume an einer von der Rinne abgewandten Seite der Fachwerkstruktur offen sind, kann das Formteil von Hinterschneidungen freigehalten werden, so dass zu seiner Fertigung ein einfaches, aus nur zwei gegeneinander beweglichen Teilen bestehendes Formwerkzeug genügt.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines Unterbaus einer Kraftfahrzeugkarosserie gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 eine vergrößerte Teilansicht eines Unterbaus;
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3 den Unterbau der 2 mit einem daran montierten Zuluft-Verteilerkanal;
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4 eine perspektivische Ansicht eines in einen Türschweller des Unterbaus eingefügten Formteils;
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5 eine perspektivische Ansicht des Formteils, eingefügt in ein äußeres Element des Türschwellers;
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6 eine Ansicht des Formteils von der Außenseite;
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7 einen schematischen Querschnitt durch das Formteil und den Türschweller in Höhe einer Einlassöffnung;
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8 einen schematischen Querschnitt durch den Unterbau und darauf montierte Sitze einer vorderen Sitzreihe;
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9 eine perspektivische Ansicht eines Getriebetunnels eines Unterbaus gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung; und
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10 eine Draufsicht auf den Unterbau gemäß der zweiten Ausgestaltung mit einer darauf montierten Innenraumauskleidung.
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1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht schräg von vorne einen Unterbau eines Kraftfahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung. Seitliche Abschlüsse des Unterbaus sind durch einen linken und einen rechten Türschweller 1 bzw. 2 gebildet, von denen in der Fig. jeweils nur ein inneres Profil 3 dargestellt ist. Die inneren Profile 3 haben einen in etwa hutförmigen Querschnitt mit einer jeweils zu den Seiten hin offenen Aussparung und nach außen gekehrten Randstegen 4, die im fertig montieren Zustand, wie zum Beispiel in 2 gezeigt, mit einem äußeren Profil 5 verschweißt sind, um den vollständigen Türschweller 1 bzw. 2 zu bilden. Mittig zwischen den Türschwellern 1, 2 verläuft ein Getriebetunnel 6. Ein sich zwischen dem Getriebetunnel 6 und dem Türschweller 2 erstreckender Bodenbereich umfasst eine vordere rechte Bodenplatte 7, die den Fußraum eines Beifahrersitzes begrenzt, ein Podest 8 mit zwei Höckern 9, die vorgesehen sind, um den vorderen Bereich eines (in 1 nicht dargestellten) Beifahrersitzes zu unterstützen, sowie eine hintere Bodenplatte 10, die einen Teil des Fußraums einer nicht dargestellten Rückbank bildet. Die Rückbank erstreckt sich über einem hinter der Bodenplatte 10 anschließenden Kraftstofftank 11. Linke vordere und hintere Bodenplatten 12, 13 sind spiegelbildlich zu den Bodenplatten 7, 10 zwischen dem Getriebetunnel 6 und dem linken Türschweller 1 angeordnet. An Stelle eines Podests ist zwischen zwei den Fahrersitz tragenden Höckern 14 eine unter das Niveau der Bodenplatten 12, 13 nach unten ausgreifende Wanne 15 gebildet, die eine Starterbatterie 16 des Fahrzeugs aufnimmt. Ein an den Türschwellern 1, 2 und dem Getriebetunnel 6 befestigter Querbügel 17 ist vorgesehen, um jeweils einen hinteren Bereich von Fahrer- und Beifahrersitz zu unterstützen. Knapp hinter dem Querbügel 17 ist am linken Türschweller 1 ein Fuß 18 einer B-Säule zu erkennen.
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Das Gebläse einer Fahrzeuglüftung, -heizung oder -klimaanlage ist in fachüblicher Weise im Armaturenbrett eines Fahrzugs untergebracht und versorgt die Fahrgastzelle mit Frischluft über eine an der Unterseite des Armaturenbretts verborgene Durchgangsöffnung. Von der Durchgangsöffnung aus verlaufen Rohrleitungen im Inneren der Fahrgastzelle zu diversen Auslassöffnungen. Ein herkömmlicherweise zum Versorgen des hinteren Fußraums mit Zuluft benutzter Leitungsweg, der zwischen der Bodenplatte 12 und einer in einem fertig montierten Fahrzeug sich horizontal über dieser erstreckenden Innenauskleidung hindurch und anschließend unter dem Fahrersitz her verläuft, ist hier durch die Starterbatterie 16 blockiert, denn da sie zu Wartungszwecken von oben zugänglich und entnehmbar sein muss, darf keine Zuluftleitung über ihr her verlaufen. Um dieses Hindernis zu umgehen, ist gemäß der Erfindung ein Abschnitt eines von der Durchgangsöffnung zum hinteren Fußraum verlaufenden Luftkanals durch den Türschweller 1 geführt. Eine zur Bodenplatte 12 benachbarte Einlassöffnung dieses Abschnitts ist in 1 mit 19 bezeichnet. Eine Auslassöffnung 20 des Abschnitts befindet sich unmittelbar unterhalb des Fußes 18 der B-Säule.
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2 zeigt aus einer etwas veränderten Blickrichtung, schräg von hinten, die linke Hälfte eines Unterbaus gemäß einer geringfügig abgewandelten Ausgestaltung der Erfindung. Hier fehlt die Wanne 15 unterhalb des Fahrersitzes; stattdessen kann die Oberseite des Podests 8 des Fahrersitzes erhöht sein, um unterhalb des Podests 8 Platz für einen Kraftstofftank oder dergleichen zu schaffen. Die Auslassöffnung 20 überlappt in Fahrzeuglängsrichtung mit dem Querbügel 17, so dass sie, wenn der Fahrersitz auf den Höckern 14 und dem Querbügel 17 montiert ist, unter dem Fahrersitz verborgen ist.
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3 ist wiederum eine perspektivische Ansicht des bereits in 2 gezeigten Teils des Unterbaus, ergänzt um einen Verteilerkanal 21, der die zentral in einer vorderen Wand der Fahrgastzelle über dem Getriebetunnel 6 angeordnete, nicht dargestellte Durchgangsöffnung mit Einlassöffnungen 19 in beiden Türschwellern 1, 2 verbindet. Der Verteilerkanal 21 ist in der Draufsicht in etwa T-förmig, wobei der mittlere Arm des T über die Durchgangsöffnung an der Unterseite des Armaturenbretts mit der Heizung oder Klimaanlage verbunden ist. Derjenige der beiden Zweige 22 des T, der zu dem in der Fig. nicht dargestellten Türschweller 2 führt, ist nur bruchstückweise gezeigt.
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Inneres Profil 3 und äußeres Profil 5 des Türschwellers 1 sind durch Verschweißen entlang ihrer Randstege 4 miteinander verbunden. Wenn diese Verschweißung kontinuierlich und luftdicht ist, kann der Türschweller 1 ohne weitere Ergänzungen als Luftkanal, zum verlustlosen Führen der Zuluft von der Einlassöffnung 19 zur Auslassöffnung 20, benutzt werden.
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Eine solche luftdichte Schweißung ist jedoch erheblich aufwändiger als etwa entlang der Randstege verteilte Punktschweißungen. Einer bevorzugten Weiterbildung zufolge ist deshalb der Luftkanal im Inneren der Türschweller 1, 2 jeweils durch ein Formteil 23 aus Kunststoff begrenzt, das in 4 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt ist. Das Formteil 23 ist im Wesentlichen balkenförmig mit einem an den inneren Hohlraum des Türschwellers 1 angepassten Querschnitt. Eine in 4 gezeigte, dem inneren Profil 3 des Türschwellers 1 zugewandte Flanke 24 umfasst eine geschlossene Wand, in die eine Rinne 25, hier von in etwa halbkreisförmigen Querschnitt eingetieft ist. Das Formteil 23 ist länger als der Abstand zwischen den Öffnungen 19, 20, und die Rinne 25 endet jeweils vor einer vorderen bzw. hinteren Stirnfläche 26 des Formteils 23. Rings um die Rinne 25 verläuft ein endloses Band 27 aus einem Kunststoff, das unter Hitzeeinwirkung zu einem Schaumstoff-Dichtband expandiert.
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Das Formteil 23 ist bemessen, um, wie in 5 gezeigt, in vertikaler Richtung formschlüssig in das äußere Profil 5 einzugreifen und dabei eine äußere vertikale Wand 28 des Profils 5 zu berühren. Die an der vertikalen Wand 28 anliegende Flanke 29 des Formteils 23 ist in der perspektivischen Ansicht der 6 gezeigt. Man erkennt hier, dass das Innere des Formteils 23 überwiegend von einer Fachwerkstruktur mit plattenförmigen Wänden 30 ausgefüllt ist, die zur Flanke 29 hin offene Hohlräume 31 von dreieckigem Querschnitt begrenzen.
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7 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Türschweller 1, das darin eingefügte Formteil 23 und den in die Einlassöffnung 19 eingreifenden Zweig 22 des Verteilerkanals 21. Der Zweig 22 verläuft weitgehend in Kontakt mit der Bodenplatte 12 und ist vor den Fahrzeuginsassen durch eine Innenauskleidung 32 der Fahrgastzelle verborgen. Die Einlassöffnung 19, in die der Zweig 22 eingreift, ist aus dem inneren Profil 3 nicht einfach ausgestanzt, sondern durch Schlitzen und Umbiegen von den Schlitz umgebenden Bereichen einer Wand 33 des Profils 3 gebildet. Eine auf diese Weise erhaltene, sich rings um die Einlassöffnung 19 erstreckende Randabstellung 34 verhindert eine mechanische Schwächung des Profils 3 durch die Öffnung 19. Eine entsprechende Randabstellung kann an der Auslassöffnung 20 vorgesehen sein, wobei sie dort wahlweise wie in 7 gezeigt in den Türschweller 1 hinein oder strömungsgünstig aus dem Türschweller 1 heraus, in die Fahrgastzelle hinein gerichtet sein kann.
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Das Band 27 ist in 7 durch Hitzeeinwirkung beim Trocknen der lackierten Fahrzeugkarosserie zu einer Dichtung 35 expandiert, die rings um die Rinne 25 von innen gegen die Wand 33 des Profils 3 drückt und so die Rinne 25 luftdicht vom übrigen Inneren des Türschwellers 1 trennt. Der Druck der Dichtung 35 hält die Wände 30 des Formteils 23 gegen die vertikale Wand 28 des äußeren Profils 5 gedrückt, so dass der Formkörper 23 in Fahrzeugquerrichtung fixiert und in Längsrichtung reibschlüssig, ggf. durch den Eingriff der Randabstellung 33 in die Rinne 25 auch formschlüssig, gehalten ist.
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Die Fachwerkstruktur des Formteils 23 trägt zur Steifigkeit des Türschwellers 1 bei. Da diese Versteifung im Wesentlichen in Höhe des Fahrersitzes wirksam ist, trägt sie dazu bei, ein Einknicken des Türschwellers 1 in Höhe des Fahrersitzes bei einem Seitenaufprall zu verhindern oder zumindest zu begrenzen.
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8 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Fahrzeugunterbau mit den inneren Profilen 3 des linken und rechten Türschwellers 1, 2, auf den Höckern 14, 9 montierten Fahrer- bzw. Beifahrersitzen 36, 37 und, unter den Sitzen 36, 37 montiert, der Starterbatterie 16 bzw. einem Kraftstofftank 38. Ein Zwischenraum zwischen dem Sitz 36, 37 und der Oberseite des Barunterliegenden Podests 8 bzw. der Batterie 16 ist als Staufach 44 nutzbar. Man erkennt hier, dass ein Hohlraum 39, durch den eine Zuluftleitung zum hinteren Fußraum verlaufen kann, auch beiderseits des Getriebetunnels 6 verfügbar ist. Einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung zufolge ist daher, wie in 9 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt, ein Formteil 40, in dem ein Zuluftkanal verläuft, in ein den Getriebetunnel 6 flankierendes Hohlprofil 41 zwischen Fahrer- und Beifahrersitz eingefügt.
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9 zeigt nur ein einziges solches Formteil 40 mit einer Auslassöffnung 20 und einer mit einem einarmigen Zufuhrkanal 42 verbundenen Einlassöffnung 19. Für den Fachmann liegt jedoch auf der Hand, dass auch zwei zueinander spiegelbildliche Formteile 40 in die Hohlprofile 41 beiderseits des Getriebetunnels 6 eingefügt sein und über einen T-förmigen Verteilerkanal ähnlich dem in 3 gezeigten versorgt werden können.
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10 zeigt eine Teilansicht des Unterbaus nach der zweiten Ausgestaltung mit montierter Innenauskleidung 32. Der Zufuhrkanal 42 und das Formteil 40 sind unter der Innenauskleidung 32 verborgen; sichtbar sind nur noch die Auslassöffnung 20 des Formteils 40 sowie ein Einlassende 43 des Zufuhrkanals 41, das aber beim fertig zusammengebauten Fahrzeug durch das Armaturenbrett verdeckt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Türschweller
- 2
- Türschweller
- 3
- inneres Profil
- 4
- Randsteg
- 5
- äußeres Profil
- 6
- Getriebetunnel
- 7
- Bodenplatte
- 8
- Podest
- 9
- Höcker
- 10
- Bodenplatte
- 11
- Kraftstofftank
- 12
- Bodenplatte
- 13
- Bodenplatte
- 14
- Höcker
- 15
- Wanne
- 16
- Starterbatterie
- 17
- Querbügel
- 18
- Fuß
- 19
- Einlassöffnung
- 20
- Auslassöffnung
- 21
- Verteilerkanal
- 22
- Zweig
- 23
- Formteil
- 24
- Flanke
- 25
- Rinne
- 26
- Stirnfläche
- 27
- Band
- 28
- Wand
- 29
- Flanke
- 30
- Wand
- 31
- Hohlraum
- 32
- Innenauskleidung
- 33
- Wand
- 34
- Randabstellung
- 35
- Dichtung
- 36
- Fahrersitz
- 37
- Beifahrersitz
- 38
- Kraftstofftank
- 39
- Hohlraum
- 40
- Formteil
- 41
- Hohlprofil
- 42
- Zufuhrkanal
- 43
- Einlassende
- 44
- Staufach
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004049396 A1 [0003]
