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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft allgemein ein Fahrzeug und im Spezielleren einen vorderen Stoßfänger des Fahrzeugs, der einen integrierten Hilfskühler, d.h., einen Wärmetauscher, umfasst.
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HINTERGRUND
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Fahrzeuge umfassen in der Regel ein Kondensator-Kühler-Lüftermodul, auch Kühlmodul oder englischsprachig CRFM (für „Condenser Radiator Fan Module“) genannt, das an einem vorderen Ende der Karosserie angeordnet ist, um verschiedene Fluide abzukühlen. Bei dem CRFM handelt es sich um eine Kombination aus einer Mehrzahl verschiedener, im Allgemeinen ebenflächiger Wärmetauscher, welche in vertikal beabstandeter Beziehung relativ zueinander gepackt untergebracht sind. Beispielsweise kann das CRFM einen ersten Wärmetauscher, z.B. einen Kühler, zum Abkühlen eines Motorkühlmittels, einen zweiten Wärmetauscher, z.B. einen Ladeluftkühler, zum Abkühlen von Verbrennungsluft, einen dritten Wärmetauscher, z.B. einen Kondensator, zum Abkühlen eines Kältemittels einer Klimaanlage, und einen vierten Wärmetauscher, z.B. einen Hilfskühler, zum Abkühlen irgendeines anderen fahrzeugspezifischen Fluids, wie etwa, als Beispiel ohne einschränkenden Charakter, eines Motoröls, eines Getriebefluids, eines Servolenkungsfluids oder eines Motorkühlmittels aus einer Niedrigtemperaturkühlmittelschleife umfassen. Miteinander kombiniert, benötigt die gepackte Anordnung aller dieser verschiedenen Wärmetauscher eine beträchtliche Stapellänge, d.h., eine beträchtliche Distanz, gemessen entlang einer Längsachse des Fahrzeugs.
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Ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der
US 6 598 914 B1 bekannt.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fahrzeug mit einem verbesserten Stoßfänger bereitzustellen.
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Zur Lösung der Aufgabe ist ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.
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Es wird ein Fahrzeug bereitgestellt. Das Fahrzeug umfasst eine Karosserie, die sich entlang einer Längsachse zwischen einem vorderen Ende und einem hinteren Ende erstreckt. Ein Stoßfänger ist an dem vorderen Ende der Karosserie angeordnet. Der Stoßfänger definiert einen Kanal, der sich relativ zu der Längsachse der Quere nach über die Karosserie hinweg erstreckt. Ein Wärmetauscher ist in dem Kanal des Stoßfängers angeordnet. Der Wärmetauscher dient dazu, Wärme von einem durch den Wärmetauscher hindurch umgewälzten Fluid an eine über den Wärmetauscher hinwegströmende Luftströmung abzugeben. Der Stoßfänger umfasst einen oberen Boxabschnitt, der vertikal von einem unteren Boxabschnitt beabstandet ist und sich oberhalb von diesem befindet, und einen Wandabschnitt, der sich vertikal zwischen dem oberen Boxabschnitt und dem unteren Boxabschnitt erstreckt, wobei der obere Boxabschnitt, der untere Boxabschnitt und der Wandabschnitt zusammenwirken, um dazwischen den Kanal zu definieren.
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Der Wärmetauscher kann die Form eines länglichen Rohrs aufweisen. Der Wärmetauscher kann eine Querschnittsform senkrecht zu einer Mittelachse des Wärmetauschers definieren, und die Querschnittsform des Wärmetauschers kann eine gerundete Querschnittsform oder eine vieleckige Querschnittsform umfassen. Der Kanal kann zu dem vorderen Ende der Karosserie hin offen sein. Der Wandabschnitt des Stoßfängers kann hinter dem Wärmetauscher angeordnet sein und zumindest eine Durchbrechung definieren, um eine Luftströmung durch den Kanal hindurch zu ermöglichen. Die zumindest eine Durchbrechung kann unmittelbar hinter dem Wärmetauscher angeordnet sein. Das Fahrzeug kann ferner eine Fluideinlassleitung in Fluidverbindung mit dem Wärmetauscher, um das Fluid zu dem Wärmetauscher hin umzuwälzen, und eine Fluidauslassleitung in Fluidverbindung mit dem Wärmetauscher, um das Fluid von dem Wärmetauscher weg umzuwälzen, umfassen. Der Wandabschnitt kann ein Verstärkungselement umfassen. Zumindest einer von dem oberen Boxabschnitt und dem unteren Boxabschnitt kann ein Verstärkungselement umfassen.
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Außerdem wird eine vordere Stoßfängeranordnung für ein Fahrzeug bereitgestellt. Die Stoßfängeranordnung umfasst eine Struktur, die sich entlang einer Strukturachse erstreckt. Die Struktur umfasst einen oberen Boxabschnitt, der vertikal von einem unteren Boxabschnitt beabstandet ist und sich oberhalb von diesem befindet, und einen Wandabschnitt, der sich vertikal zwischen dem oberen Boxabschnitt und dem unteren Boxabschnitt erstreckt. Der obere Boxabschnitt, der untere Boxabschnitt und der Wandabschnitt wirken zusammen, um dazwischen einen Kanal zu definieren. Der Kanal erstreckt sich entlang der Strukturachse. Ein Wärmetauscher wird durch die Struktur getragen und ist in dem Kanal der Struktur angeordnet. Der Wärmetauscher dient dazu, Wärme von einem durch den Wärmetauscher hindurch umgewälzten Fluid an eine über den Wärmetauscher hinwegströmende Luftströmung abzugeben.
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Demgemäß kann durch die Positionierung des Hilfswärmetauschers in dem Kanal des Stoßfängers auf einen Hilfswärmetauscher in einem Kondensator-Kühler-Lüftermodul (CRFM) des Fahrzeugs verzichtet werden. Durch den Verzicht auf den Hilfswärmetauscher in dem CRFM lässt sich die Stapellänge des CRFM, gemessen entlang der Längsachse des Fahrzeugs, reduzieren, wodurch sich ein kleinerer vorderer Überhang ergibt, die Masse des Fahrzeugs verringern lässt und sich umfangreichere Formgebungsvarianten erschließen. Der Hilfswärmetauscher kann dazu verwendet werden, ein fahrzeugspezifisches Fluid wie etwa Motoröl, Getriebefluid, Servolenkungsfluid oder ein Motorkühlmittel aus einer Niedrigtemperaturkühlmittelschleife abzukühlen.
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Die obigen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich mit größerer Deutlichkeit aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung der besten Umsetzungsarten der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Fahrzeugs.
- 2 ist eine schematische planare Ansicht einer Stoßfängeranordnung des Fahrzeugs von einer Vorderseite aus betrachtet.
- 3 ist eine schematische Querschnittsansicht einer ersten alternativen Ausführungsform der Stoßfängeranordnung.
- 4 ist eine schematische Querschnittsansicht einer zweiten alternativen Ausführungsform der Stoßfängeranordnung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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In den Figuren, auf welche nun Bezug genommen wird und in denen gleiche Zahlen über die verschiedenen Ansichten hinweg gleiche Bauteile anzeigen, ist ein Fahrzeug allgemein unter 20 in 1 gezeigt. In 1, auf welche nun Bezug genommen wird, umfasst das Fahrzeug 20 eine Karosserie 22, die sich entlang einer Längsachse 24 zwischen einem vorderen Ende 26 und einem hinteren Ende 28 erstreckt. Das vordere Ende 26 kann als die Vorderfront des Fahrzeugs 20 bezeichnet werden und das hintere Ende 28 kann als das Heck des Fahrzeugs 20 bezeichnet werden.
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In 1 und 2, auf welche Bezug genommen wird, ist eine vordere Stoßfängeranordnung 30 an der Karosserie 22 an deren vorderem Ende 26 angebracht. Die Stoßfängeranordnung 30 umfasst eine Struktur 32, die sich entlang einer am besten in 2 gezeigten Strukturachse 34 erstreckt. Die Strukturachse 34 verläuft ungefähr senkrecht zu der Längsachse 24 und ist parallel mit einer horizontalen Ebene 36. Die Struktur 32 der Stoßfängeranordnung 30 stellt die Strukturfestigkeit und -steifigkeit der Stoßfängeranordnung 30 bereit. Die Struktur 32 definiert einen Kanal 38, der sich entlang der Strukturachse 34 der Quere nach über die Karosserie 22 relativ zu der Längsachse 24 erstreckt.
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Die Struktur 32 der Stoßfängeranordnung 30 umfasst einen oberen Boxabschnitt 40, einen unteren Boxabschnitt 42 und einen Wandabschnitt 44. Der obere Boxabschnitt 40 ist vertikal von dem unteren Boxabschnitt 42 beabstandet und befindet sich oberhalb von diesem. Der Wandabschnitt 44 erstreckt sich vertikal zwischen dem oberen Boxabschnitt 40 und dem unteren Boxabschnitt 42. Der obere Boxabschnitt 40, der untere Boxabschnitt 42 und der Wandabschnitt 44 wirken zusammen, um dazwischen den Kanal 38 zu definieren. Der Kanal 38 ist zu dem vorderen Ende 26 der Karosserie 22 hin offen, wobei der Wandabschnitt 44 näher bei dem hinteren Ende 28 der Karosserie 22 angeordnet ist. Die Struktur 32 kann in jeder geeigneten Weise gefertigt und/oder zusammengesetzt sein und kann aus jedem geeigneten Material bestehen, durch die es ermöglicht wird, die für die Stoßfängeranordnung 30 erforderliche Struktursteifigkeit bereitzustellen. Beispielsweise kann die Struktur 32 der Stoßfängeranordnung 30 aus einem Metallblech gefertigt sein, das derart gebogen ist, dass es gleichermaßen den oberen Boxabschnitt 40 und den unteren Boxabschnitt 42 bildet, wobei Längsränder des Blechs an dem Wandabschnitt 44 auf das Blech aufgeschweißt sind.
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Ein Wärmetauscher 46 ist in dem Kanal 38 der Stoßfängeranordnung 30 angeordnet. Der Wärmetauscher 46 dient dazu, Wärme von einem durch den Wärmetauscher 46 hindurch umgewälzten Fluid an eine über den Wärmetauscher 46 hinwegströmende Luftströmung 48 abzugeben. Das Fluid kann Motoröl, Getriebefluid, Servolenkungsfluid oder ein Motorkühlmittel aus einer Niedrigtemperaturkühlmittelschleife umfassen. Der Wärmetauscher 46 kann als ein Hilfskühler bezeichnet werden.
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Der Wandabschnitt 44 des Stoßfängers ist hinter dem Wärmetauscher 46 angeordnet und definiert zumindest eine Durchbrechung 50, um die Luftströmung 48 durch den Kanal 38 hindurch zu ermöglichen. Vorzugsweise umfasst die Durchbrechung 50 eine Mehrzahl von Durchbrechungen 50, welche unmittelbar hinter dem Wärmetauscher 46 angeordnet sind. Die Durchbrechungen 50 können eine beliebige Anzahl derselben umfassen und können jede beliebige gewünschte Form und/oder Größe umfassen, um die zum Abkühlen des Fluids erforderliche Luftströmung über den Wärmetauscher 46 hinweg bereitzustellen. Beispielsweise können die Durchbrechungen 50 eine kreisrunde Form, eine rechteckige Form oder eine ovale Form umfassen.
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Der Wärmetauscher 46 kann jede beliebige geeignete Bauform und/oder Konfiguration umfassen, die eine Positionierung in dem Kanal 38 der Stoßfängeranordnung 30 ermöglichen. Beispielsweise kann der Wärmetauscher 46 die Form eines länglichen Rohrs umfassen und eine Mehrzahl von Kühlrippen aufweisen, die sich davon radial nach außen erstrecken. Der Wärmetauscher 46 definiert eine Querschnittsform senkrecht zu einer Mittelachse des Wärmetauschers 46. Vorzugsweise umfasst die Querschnittsform des Wärmetauschers 46 eine gerundete Querschnittsform, wie beispielsweise einen Kreis oder ein Oval, bzw. eine vieleckige Querschnittsform, wie beispielsweise ein Quadrat oder ein Rechteck. Überdies kann der Wärmetauscher 46 zwei oder mehrere in Reihe zueinander angeordnete Wärmetauscher 46 umfassen, wie dies beispielsweise in 2 gezeigt ist.
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Das Fahrzeug 20 umfasst eine Fluideinlassleitung 52 und eine Fluidauslassleitung 54. Die Fluideinlassleitung 52 ist in Fluidverbindung mit dem Wärmetauscher 46 angeordnet und wälzt das Fluid zu dem Wärmetauscher 46 hin um. Die Fluidauslassleitung 54 ist in Fluidverbindung mit dem Wärmetauscher 46 angeordnet und wälzt das Fluid von dem Wärmetauscher 46 weg um.
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Der Wandabschnitt 44 des Stoßfängers kann eine erste Öffnung 56 zum Hindurchleiten der Fluideinlassleitung 52 durch diese definieren. Demgemäß ist die Fluideinlassleitung 52 zur Verbindung mit einem Einlassende des Wärmetauschers 46 durch die erste Öffnung 56 hindurchgeführt. Der Wandabschnitt 44 des Stoßfängers kann eine zweite Öffnung 58 zum Hindurchleiten der Fluidauslassleitung 54 durch diese definieren. Demgemäß ist die Fluidauslassleitung 54 zur Verbindung mit einem Auslassende des Wärmetauschers 46 durch die zweite Öffnung 58 hindurchgeführt.
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Das Fahrzeug 20 kann zumindest eine flexible Leitung 60 umfassen, die an dem Wärmetauscher 46 angebracht ist, um von der Fluideinlassleitung 52 und/oder von der Fluidauslassleitung 54 herrührende Schwingungen in dem Wärmetauscher 46 zu dämpfen. Beispielsweise kann eine erste flexible Leitung 60 den Wärmetauscher 46 mit der Fluideinlassleitung 52 verbinden und kann eine zweite flexible Leitung 60 den Wärmetauscher 46 mit der Fluidauslassleitung 54 verbinden. Alternativ dazu kann, wenn, wie in 2 gezeigt, der Wärmetauscher 46 mehrere in Reihe zueinander angeordnete Wärmetauscher 46 umfasst, die flexible Leitung 60 jeweils zwei benachbarte Wärmetauscher 46 paarweise miteinander verbinden.
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Die in den Figuren gezeigte und hier beschriebene, beispielhafte Ausführungsform der vorderen Stoßfängeranordnung 30, umfasst zwar nur einen einzigen Fluidkühlkreislauf zum Abkühlen von nur einem einzigen Fluid, es ist jedoch festzustellen, dass die vordere Stoßfängeranordnung 30 auch mehrere Fluidkühlkreisläufe umfassen kann, wobei jeder der verschiedenen Fluidkühlkreisläufe für das Abkühlen verschiedener Fluide ausgelegt sein kann. Die verschiedenen Fluidkühlkreisläufe würden jeweils getrennte Wärmetauscher 46 sowie ihre jeweils eigenen Fluideinlassleitungen 52 und Fluidauslassleitungen 54 umfassen. Die verschiedenen Fluidkühlkreisläufe können in jeder beliebigen Weise, zum Beispiel vertikal übereinander oder von einem Ende zum anderen durchgehend horizontal nebeneinander angeordnet sein.
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Zur Gewährleistung der erforderlichen Struktursteifigkeit der Struktur 32 der Stoßfängeranordnung 30 kann die Struktur 32 ein oder mehrere Verstärkungselemente umfassen. Die Verstärkungselemente können entweder an dem Wandabschnitt 44, dem oberen Boxabschnitt 40 und/oder dem unteren Boxabschnitt 42 positioniert oder angebracht sein. In 3, auf weiche nun Bezug genommen wird, ist eine erste alternative Ausführungsform der Struktur unter 62 gezeigt. Der Wandabschnitt 44 der Struktur 62 ist mit parallelen, voneinander beabstandeten Wänden 64 gezeigt, wobei sich ein erstes Verstärkungselement 66 entlang der Struktur 62 parallel mit der Strukturachse 34 zwischen den voneinander beabstandeten, parallelen Wänden 64 erstreckt. In 4, auf welche nun Bezug genommen wird, ist eine zweite alternative Ausführungsform der Struktur unter 68 gezeigt. Die Struktur 68 umfasst ein zweites Verstärkungselement 70 und ein drittes Verstärkungselement 72, die an dem Wandabschnitt 44 angebracht sind und sich zumindest teilweise in den oberen Boxabschnitt 40 und den unteren Boxabschnitt 42 hinein erstrecken.
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Es sind zwar in 1, 3 und 4 jeweils beispielhafte Ausführungsformen der Struktur 32, 62, 68 gezeigt, es ist jedoch festzustellen, dass die Struktur auch in einer anderen Form ausgelegt und/oder geformt sein kann, die dazu geeignet ist, die erforderliche Struktursteifigkeit der Stoßfängeranordnung 30 bereitzustellen.
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Die detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren haben unterstützenden und beschreibenden Charakter für die Erfindung, der Umfang der Erfindung ist jedoch allein durch die Patentansprüche definiert. Es sind hier zwar einige der besten Umsetzungsarten und Ausführungsformen der beanspruchten Erfindung im Detail beschrieben, es existieren jedoch verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen für die Umsetzung der Erfindung, die in den beigefügten Patentansprüchen definiert ist.
