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Die Erfindung betrifft ein Frontstrukturbauteil eines Kraftfahrzeugs der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
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Es ist bekannt Kraftfahrzeuge so zu gestalten, dass während eines Betriebs des Kraftfahrzeugs sich erwärmende oder erhitzende Bauteile mit Hilfe von Strömungsluft gekühlt werden können. Hierzu sind Lufteintrittsöffnungen in einer Karosserie des Kraftfahrzeugs, insbesondere in einem Frontstrukturbauteil ausgebildet, durch die Strömungsluft mehr oder weniger direkt auf das zu kühlende Bauteil geführt werden kann.
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So geht aus der Offenlegungsschrift
WO 2005/056344 A2 ein Strukturbauteil eines Kraftfahrzeugs hervor, wobei das Strukturbauteil eine Eintrittsöffnung zum Eintritt von Kühlluft in Richtung eines Motorraumes aufweist. Das Strukturbauteil ist als Frontstrukturbauteil, insbesondere als Stoßstange im Frontbereich des Kraftfahrzeugs ausgeführt. Das Strukturbauteil ist als Multifunktionsbauteil ausgestaltet und ist zur Aufnahme weiterer Bauelemente unter anderem eines Temperaturmesselements ausgebildet.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein verbessertes Frontstrukturbauteil eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Frontstrukturbauteil eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen das Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
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Das erfindungsgemäße Frontstrukturbauteil eines Kraftfahrzeugs, welches im Wesentlichen in Richtung einer Karosseriequerachse des Kraftfahrzeugs und einer Karosseriehochachse des Kraftfahrzeugs erstreckend ausgebildet ist, umfasst eine einer Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs zugewandt positionierbaren erste Querkante und eine von der Windschutzscheibe abgewandt positionierbare zweite Querkante. Das Frontstrukturbauteil weist eine erste Lufteintrittsöffnung zur Motorkühlung eines im Kraftfahrzeug aufgenommenen Motors auf, wobei die erste Lufteintrittsöffnung in einem an die erste Querkante angrenzenden ersten Bereich des Frontstrukturbauteils ausgebildet ist. Das Frontstrukturbauteil weist eine zweite Lufteintrittsöffnung auf, welche in einem an die zweite Querkante angrenzenden zweiten Bereich des Frontstrukturbauteils angeordnet ist, und wobei im Bereich der zweiten Lufteintrittsöffnung ein Temperaturmesselement am Frontstrukturbauteil angeordnet ist. Der Vorteil ist, dass das Temperaturmesselement aufgrund seiner Positionierung im Bereich der zweiten Lufteintrittsöffnung eine Umgebungstemperatur mit reduzierten Störgrößen messen kann. Sofern bspw. das Temperaturmesselement im Bereich der ersten Lufteintrittsöffnung angeordnet ist, erfolgt im Betrieb des Kraftfahrzeugs eine Beeinflussung des Temperaturmesselements aufgrund von Wärmestrahlung des Motors. Mit anderen Worten heißt dies, dass die gemessene Temperatur Störgrößen unterworfen ist und somit nicht einer tatsächlichen Umgebungstemperatur entspricht. Auch bspw. Verwirbelungen in diesem Bereich können eine Störgröße sein.
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Die erste Lufteintrittsöffnung ist in einem ersten Bereich des Frontstrukturbauteils ausgebildet und dient einer Motorkühlung des Motors. Insofern ist die erste Lufteintrittsöffnung dem Motor nahe zu positionieren, denn somit können Wirkungsgradverluste der Motorkühlung verringert werden. Allerdings wird die im Bereich zwischen der ersten Lufteintrittsöffnung und dem Motor gegenwärtige Luft aufgrund der Wärmestrahlung des Motors erwärmt. Somit entspricht ihre Temperatur nicht mehr der Umgebungslufttemperatur. Das heißt, dass ein im Bereich der ersten Lufteintrittsöffnung positioniertes Temperaturmesselement nicht die tatsächliche Umgebungslufttemperatur misst.
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Die zweite Lufteintrittsöffnung ist in einem anderen Bereich, dem zweiten Bereich des Frontstrukturbauteils ausgebildet, welcher an die zweite Querkante angrenzt, somit in einem motorfernen Bereich. In diesem zweiten Bereich ist die Wärmestrahlung des Motors deutlich reduziert, so dass die in diesem zweiten Bereich gegenwärtige Luft eine der Umgebungslufttemperatur entsprechende bzw. nahezu entsprechende Temperatur aufweist. Damit ist die vom im Bereich der zweiten Lufteintrittsöffnung angeordneten Temperaturmesselement gemessene Temperatur der Umgebungslufttemperatur entsprechend bzw. nahezu der Umgebungslufttemperatur entsprechend.
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Da die mittels des Temperaturmesselements gemessene Temperatur Eingang findet in ein Regelung- und Steuerungssystem des Kraftfahrzeugs kann somit ein verbesserter Betrieb des Kraftfahrzeugs, insbesondere des Motorbetriebs, erzielt werden.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Frontstrukturbauteil ein erstes Strukturteilelement und ein zweites Strukturteilelement auf, wobei die erste Lufteintrittsöffnung im ersten Strukturteilelement und die zweite Lufteintrittsöffnung im zweiten Strukturteilelement angeordnet ist. Der Vorteil ist, dass beide Strukturteilelemente unabhängig voneinander hergestellt werden können. Dies führt einerseits zu einer verbesserten Handhabbarkeit im Herstellungsprozess des entsprechenden Strukturteilelements und andererseits bei Beschädigung nur eines der beiden Bauteile zu einem einfachen Austausch des beschädigten Bauteils. So ist das erfindungsgemäße Frontstrukturbauteil herstellungstechnisch kostengünstig und kundenorientiert aufgrund reduzierbarer Reparaturkosten.
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Die zweite Lufteintrittsöffnung ist als eine Eintrittsöffnung eines Luftführungskanals zur Kühlluftführung einer Bremsvorrichtung des Kraftfahrzeugs ausgebildet. Somit wird mit dem Frontstrukturbauteil zusätzlich eine Strömungsluftführung auf die Bremsvorrichtung erzielt. Aufgrund der Anströmung der Bremsvorrichtung mit Kühlluft, welche durch den Luftführungskanal geleitet wird, wird eine Kühlung der Bremsvorrichtung erreicht, wodurch eine Bremsleistung der Bremsvorrichtung im Betrieb gesteigert werden kann.
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Ein weiterer Vorteil ist, dass aufgrund der Positionierung der zweiten Lufteintrittsöffnung im zweiten Bereich des Frontstrukturbauteils der Luftführungskanal in einem der Bremsvorrichtung nahen Bereich ausgebildet werden kann.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein Temperatursensor des Temperaturmesselements in den im Frontstrukturbauteil ausgebildeten Luftführungskanal hineinragend positioniert. Die führt zu einer weiter verbesserten Genauigkeit der gemessenen Temperatur, da der Temperatursensor die durch den Luftführungskanal geleitete Kühlluft erfassen kann.
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Vorteilhafterweise ist ein drittes Strukturteilelement im zweiten Bereich ausgebildet, wobei das dritte Strukturteilelement an einer von einer Außenfläche des Frontstrukturbauteils abgewandt ausgebildeten Innenfläche des Frontstrukturbauteils angeordnet ist. Mit Hilfe des dritten Strukturteilelements ist die Möglichkeit geboten, die Außenfläche des Frontstrukturbauteils optisch einem entsprechenden Design des Kraftfahrzeugs angepasst zu gestalten, wobei gleichzeitig ein hohe Funktionalität und Stabilität durch das Anbringen des dritten Strukturteilelements an der Innenfläche des Frontstrukturbauteils erzielt werden kann.
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Da das dritte Strukturteilelement unabhängig vom zweiten Strukturteilelement bzw. vom Frontstrukturbauteil hergestellt werden kann, vereinfacht sich auch hier der Herstellungsprozess durch eine verbesserte Handhabbarkeit.
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An dieser Stelle sei erläutert, was unter der Handhabbarkeit zu verstehen ist. Unabhängig davon, ob das Bauteil als Metall- oder Kunststoffbauteil hergestellt wird, und unabhängig davon, ob im weiteren Produktionsprozess automatisierte oder manuelle Verfahrensschritte integriert sind, die Herstellung des Frontstrukturbauteils aus mehreren Strukturteilelementen effizienter, da
- – Formen der Strukturbauteile bzw. Strukturteilelemente wesentlich kleiner herzustellen sind,
- – Maschinen, welche die Formen aufweisen, kleiner und somit platzsparender sind,
- – je nach Weiterverarbeitung zum Beispiel im Roboterbetrieb ein geringerer Platzbedarf benötigt wird,
- – insbesondere bei manuellen Verfahrensschritten eine deutliche Gewichtseinsparung zur Arbeitserleichterung beiträgt.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das dritte Strukturteilelement eine Kanalwanne des Luftführungskanals auf. Dies hat den Vorteil, dass zur gezielten Anströmung der Bremsvorrichtung eine unabhängig vom Frontstrukturbauteil oder vom zweiten Strukturteilelement ausgebildete Kanalwanne hergestellt werden kann, welche nachträglich so am entsprechenden Bauteil befestigt wird, dass die gezielte Anströmung der Bremsvorrichtung realisiert wird. Dies führt zu einer vereinfachten und somit kostengünstigen Herstellung der Karosseriebauteile.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Temperaturmesselement an der Kanalwanne mit seinem Temperatursensor in den Luftführungskanal hineinragend fixiert. Der Vorteil ist, dass einer Ausgestaltung der Kanalwanne entsprechend, das Temperaturmesselement vor bspw. Steinschlag geschützt im Strömungskanal aufgenommen werden kann. Des Weiteren kann es ohne Veränderung eines optischen Erscheinungsbildes des Kraftfahrzeugs von Außen vollständig unsichtbar im Luftführungskanal aufgenommen werden.
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Die hohe Funktionalität des Frontstrukturbauteils zeigt sich unter anderem darin, dass es mit Hilfe des dritten Strukturteilelements so ausgebildet werden kann, dass weitere Karosseriebauteile an ihm fixierbar sind. Insbesondere kann das dritte Strukturteilelement so ausgebildet werden, dass die Befestigung in Form einfacher Clip- bzw. Schnappverbindungen oder Spreiznieten realisiert werden kann.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Gleichen oder funktionsgleichen Elementen sind identische Bezugszeichen zugeordnet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist es möglich, dass die Elemente nicht in allen Figuren mit ihrem Bezugszeichen versehen sind, ohne jedoch ihre Zuordnung zu verlieren. Es zeigen:
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1 in einer Vorderansicht ein erfindungsgemäßes Frontstrukturbauteil eines Kraftfahrzeugs,
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2 in einem Ausschnitt die Vorderansicht des Frontstrukturbauteils gem. 1,
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3 in einer Rückansicht das Frontstrukturbauteil gem. 2,
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4 in einer Detailansicht die Vorderansicht des Frontstrukturbauteils gem. 2,
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5 in einer Rückansicht das Frontstrukturbauteil gem. 4,
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6 in einer weiteren Detailansicht die Vorderansicht des Frontstrukturbauteils gem. 2,
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7 in einer Rückansicht das Frontstrukturbauteil gem. 6,
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8 in einer weiteren Rückansicht ein Ausschnitt des Frontstrukturbauteils gem. 1,
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9 in einer Rückansicht ein Ausschnitt eines zweiten Strukturteilelements und eines dritten Strukturteilelements des Frontstrukturbauteils gem. 1,
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10 in einem Querschnitt das zweite Strukturteilelement und das dritte Strukturteilelement gem. 9,
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11 in einer Teilexplosionsdarstellung das zweite Strukturteilelement und das dritte Strukturteilelement mit einem Temperaturmesselement gem. 9,
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12 in einem Ausschnitt eine weitere Rückansicht des zweiten Strukturteilelements und des dritten Strukturteilelements, und
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13 in einer perspektivischen Darstellung das dritte Strukturteilelement.
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Ein erfindungsgemäßes Frontstrukturbauteil 1 eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs ist in einem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 ausgebildet. Das Frontstrukturbauteil 1 ist sich im Wesentlichen in Richtung einer Karosseriequerachse 2 des Kraftfahrzeugs und einer Karosseriehochachse 3 des Kraftfahrzeugs erstreckend ausgebildet. Es ist als Formteil ausgeführt und weist eine erste Querkante 4 und eine zweite Querkante auf. Die erste Querkante 4 und die zweite Querkante 5 erstrecken sich überwiegend in Richtung der Karosseriequerachse 2.
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Die erste Querkante 4 ist das Frontstrukturbauteil 1 in Richtung einer nicht näher dargestellten Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs begrenzend. Von der ersten Querkante 4 abgewandt, bzw. im verbauten Zustand von der Windschutzscheibe abgewandt, ist die zweite Querkante 5 das Frontstrukturbauteils 1 begrenzend.
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Das Frontstrukturbauteil 1 weist eine erste Lufteintrittsöffnung 6 in Form einer durchströmbaren Öffnung auf. Die erste Lufteintrittsöffnung 6 ist in einem an die erste Querkante 4 angrenzenden ersten Bereich 7 des Frontstrukturbauteils 1 ausgebildet und dient einer Kühlung eines nicht näher dargestellten Motors des Kraftfahrzeugs. Die erste Lufteintrittsöffnung 6 weist ein durchströmbares Gitter auf, in Form eines Kühlergrills.
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Des Weiteren weist das Frontstrukturbauteil 1 eine durchströmbare zweite Lufteintrittsöffnung 9 auf. Die zweite Lufteintrittsöffnung 9 ist in einem an die zweite Querkante 5 angrenzenden zweiten Bereich 10 des Frontstrukturbauteils 1 angeordnet. Die zweite Lufteintrittsöffnung 9 dient einer Kühlluftführung einer nicht näher dargestellten Bremsvorrichtung des Kraftfahrzeugs.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist die zweite Lufteintrittsöffnung 9 zweiteilig ausgeführt, wobei eine durchströmbare erste Eintrittsöffnung 11 der zweiten Lufteintrittsöffnung 9 und eine durchströmbare zweite Eintrittsöffnung 12 der zweiten Lufteintrittsöffnung 9 im Frontstrukturbauteil 1 ausgebildet sind. Der Vorteil ist, dass zur Vermeidung von Strömungsverlusten die Eintrittsöffnungen 11, 12 nahe der jeweiligen, einem nicht näher dargestellten Rad des Kraftfahrzeugs zugeordneten Bremsvorrichtung positioniert werden kann.
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Ein Temperaturmesselement 15 ist im Bereich der zweiten Lufteintrittsöffnung 9 am Frontstrukturbauteil 1 angeordnet, welches in 2 erkennbar ist. Das Temperaturmesselement 15 ist in diesem Ausführungsbeispiel im Bereich der ersten Eintrittsöffnung 11 angeordnet, wobei ein Temperatursensor 23 des Temperaturmesselements 15 in die Eintrittsöffnung 11 hineinragend positioniert ist. Ebenso könnte das Temperaturmesselement 15 im Bereich der zweiten Eintrittsöffnung 12 angeordnet sein. Auch könnte im Bereich beider Eintrittsöffnungen 11, 12 je ein Temperaturmesselement 15 positioniert sein.
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Das Frontstrukturbauteil 1 weist ein erstes Strukturteilelement 13 und ein zweites Strukturteilelement 14 auf, wobei eine Teilung des Frontstrukturbauteils 1 in das erste Strukturteilelement 13 und das zweite Strukturteilelement 14 im Wesentlichen entlang der Karosseriequerachse 2 vorliegt. Die erste Lufteintrittsöffnung 6 ist im ersten Strukturteilelement 13 und die zweite Lufteintrittsöffnung 9 ist im zweiten Strukturteilelement 14 angeordnet. Das zweite Strukturteilelement 14 ist mit Hilfe einer Clip- bzw. Schnappverbindung 29 mit dem ersten Strukturteilelement 13 verbunden.
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In 3 ist das Fronstrukturbauteil 1 gem. 2 in einer Rückansicht dargestellt. Im zweiten Bereich 10 ist ein drittes Strukturteilelement 16 des Frontstrukturbauteils 1 ausgebildet. Das dritte Strukturteilelement 16 weist eine Kanalwanne 17 auf, derart, dass zur verbesserten Luftführung auf die Bremsvorrichtung ein auf die Bremsvorrichtung ausgerichteter Luftführungskanal 18 ausgebildet ist. Das dritte Strukturteilelement 16 ist an einer von einer Außenfläche 19 des Frontstrukturbauteils 1 abgewandt ausgebildeten Innenfläche 20 des Frontstrukturbauteils 1 angeordnet.
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Des Weiteren ist eine Kabelführung 21 eines Kabels 22 des Temperaturmesselements 15 dargestellt, wobei das Kabel 22 an unterschiedlichen Stellen an der Innenfläche 20 des Frontstrukturbauteils 1 fixiert ist. Das Kabel 22 stellt eine elektrische Verbindung des Temperaturmesselements 15 mit einer nicht näher dargestellten Regel- und Steuereinheit des Kraftfahrzeugs her.
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4 zeigt in einer Detailansicht die Vorderansicht des Frontstrukturbauteils gem. 2, in 5 ist in einer Rückansicht das Frontstrukturbauteils gem. 4 dargestellt. 6 zeigt in einer weiteren Detailansicht die Vorderansicht des Frontstrukturbauteils 1.
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Wie insbesondere in den weiteren Rückansichten der 7 bis 9 erkennbar ist, ist das dritte Strukturteilelement 16 mittels einer Clip- bzw. Schnappverbindung 29 mit dem zweiten Strukturteilelement 14 verbunden.
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Das Temperaturmesselement 15 ist so am Frontstrukturbauteil 1 aufgenommen, dass ein Temperatursensor 23 des Temperaturmesselements 15 in den Luftführungskanal 18 hineinragend positioniert ist. Insbesondere ist das Temperaturmesselement 15 an der Kanalwanne 17 mit seinem Temperatursensor 23 in den Luftführungskanal 18 hineinragend fixiert, wobei zur Fixierung des Temperaturmesselements 15 am dritten Strukturteilelement 16 ebenfalls die Clip- bzw. eine Schnappverbindung 29 dient.
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Das dritte Strukturteilelement 16 ist zur Befestigung weiterer Karosseriebauteile des Kraftfahrzeugs ausgebildet, wobei die Befestigung bevorzugt in Form der Clip- bzw. Schnappverbindung 29 ausgebildet ist, s. insbesondere 10.
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In 10 sind in einem Querschnitt das zweite Strukturteilelement 14 und das dritte Strukturteilelement 16 dargestellt. Das dritte Strukturteilelement 16 ist das zweite Strukturteilelement 14 zumindest umfassend ausgebildet, wobei das zweite Strukturteilelement 14 deckelartig in der im dritten Strukturteilelement 16 ausgebildeten Kanalwanne 17 aufgenommen ist. Somit ist der Luftführungskanal 18 zumindest teilweise geschlossen ausgebildet, wodurch eine gerichtete Strömungsführung der Kühlluft herbeigeführt werden kann.
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Die im dritten Strukturteilelement 16 ausgebildete Kanalwanne 17 weist eine Durchtrittsöffnung 24 auf, die das Temperaturmesselement 15 aufnimmt. Das Temperaturmesselement 15 ist mit seinem Temperatursensor 23 in den Luftführungskanal 18 hineinragend an der Kanalwanne 17 fixiert.
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In den 11 und 12 sind das zweite Strukturteilelement 14 und das dritte Strukturteilelement 16 in weiteren Darstellungen gezeigt.
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13 zeigt in einer perspektivischen Darstellung das dritte Strukturteilelement 16. Das dritte Strukturteilelement 16 weist insbesondere zur Befestigung einer nicht näher dargestellten Radhausschale ein erstes Aufnahmeelement 25 an seiner vom zweiten Struktureilelement 14 abgewandt ausgebildeten ersten Bauteilkante 26 auf. Die erste Bauteilkante 26 ist im Zusammenbau an die zweite Querkante 5 anliegend positioniert.
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Eine zweite Bauteilkante 27, welche von der ersten Bauteilkante 26 abgewandt ausgebildet ist, ist im Zusammenbau dem zweiten Strukturteilelement 14 zugewandt positioniert, wobei das dritte Strukturteilelement 16 zumindest teilweise auf dem zweiten Strukturteilelement 14 aufliegend, dieses berührend angeordnet ist. Ebenso könnte das dritte Strukturteilelement 16 auch mittels einer stoffschlüssigen Verbindung bspw. einer Klebverbindung mit dem zweiten Strukturteilelement 14 verbunden sein. Auch eine Kombination der formschlüssigen Clip- bzw. Schnappverbindung und stoffschlüssigen Verbindung ist möglich.
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Des Weiteren weist das dritte Strukturteilelement 16 ein zweites Aufnahmeelement 28 zur Befestigung einer Radlaufblende auf. Ein Befestigungsmittel ist hier bevorzugt in Form einer Spreizniet ausgebildet. Allerdings könnte auch ein anderes Befestigungsmittel im zweiten Aufnahmeelement 28 aufgenommen werden.
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Das Frontstrukturbauteil 1 bzw. das erste Strukturteilelement 13, das zweite Strukturteilelement 14 und das dritte Strukturteilelement 16 können aus einem Hartkunststoffmaterial hergestellt sein. Hierbei ist insbesondere die Herstellung in einem Spritzgießverfahren geeignet. Ebenso wäre auch die Herstellung im so genannten Thermoformen oder Spritzprägen denkbar. Insbesondere eignet sich als Kunststoffmaterial ein Polypropylen, welches neben sehr guten mechanischen Eigenschaften aufweisend auch kostengünstig ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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