DE102019123589A1

DE102019123589A1 - Verkleidungsmodul eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Radhausverkleidungsmodul, Unterbodenverkleidungsmodul oder Seitenschwellerverkleidungsmodul, und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102019123589A1
Application number: DE102019123589.8A
Authority: DE
Inventors: Florian Keller; Bernd Junginger; Roman Leonhardt; Norbert Strassenberger; Martin Lehmann; Björn Schmid; Friedemann Hahn; Gunnar-Marcel Klein
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2019-09-03
Filing date: 2019-09-03
Publication date: 2021-03-04
Also published as: WO2021043496A1; CN114340955A; DE112020004175A5

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verkleidungsmodul, insbesondere Radhausverkleidungsmodul, Unterbodenverkleidungsmodul oder Seitenschwellerverkleidungsmodul, eines Kraftfahrzeugs, das zumindest ein Verkleidungsteil aufweist, das eine Innenseite aufweist, die dazu ausgebildet ist, in einem Montagezustand zu einer Kraftfahrzeugkarosserie zu weisen, und eine Außenseite aufweist, die dazu ausgebildet ist, in dem Montagezustand zur Umgebung zu weisen. Das Verkleidungsteil kann mit der Kraftfahrzeugkarosserie verbunden werden. Das Verkleidungsteil ist zumindest doppelwandig ausgeführt und hat eine in dem Montagezustand zu der Kraftfahrzeugkarosserie weisende Innenwand sowie eine in dem Montagezustand zur Umgebung weisende Außenwand, die zumindest einen Strömungskanal zumindest mit begrenzen, der von einer Zuströmöffnung zu einer Abströmöffnung mit Umgebungsluft durchströmbar ist. In dem Strömungskanal ist zumindest ein Filterelement derart angeordnet ist, dass Luft, welche von der Zuströmöffnung zur Abströmöffnung strömt, an dem Filterelement vorbei strömt oder durchströmt. Das Filterelement weist zumindest ein Filtermedium auf, das entlang einer Längserstreckung von zumindest 25 % einer Gesamtlänge des Strömungskanals, bevorzugt zumindest 50 % einer Gesamtlänge des Strömungskanals, im Bereich der Innenwand und/oder der Außenwand vorliegt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verkleidungsmodul, insbesondere ein Radhausverkleidungsmodul, Unterbodenverkleidungsmodul oder Seitenschwellerverkleidungsmodul, für ein Kraftfahrzeug, insbesondere, aber nicht hierauf beschränkt, ein Straßenfahrzeug, etwa ein Personenkraftwagen, ein Bus, Lastkraftwagen, oder auf ein Schienenfahrzeug, insbesondere einen Triebzug oder eine Lokomotive, das eine Einrichtung zur Reinigung von Umgebungsluft aufweist, die insbesondere zur Abscheidung von Stäuben, insbesondere Feinstäuben, und/oder Gasen ausgebildet ist. Ferner bezieht sich die Erfindung auf das Kraftfahrzeug selbst.
Aufgrund der fortschreitenden Urbanisierung besteht vor allem in Ballungszentren das Problem, dass die Umgebungsluft durch Industrieabgase, den Straßenverkehr und private Feuerstätten vor allem bei widrigen Wetterlagen (kein Regen, Inversion, geringe Windgeschwindigkeiten, kein Luftaustausch zwischen Höhenschichten) Grenzwerte für Feinstaub und/oder Gase wie Ozon, NO_x, CO um ein Vielfaches überschreiten kann.
Es ist ein bereits im Stand der Technik dokumentierter Ansatz, die ohnehin existierenden Fahrzeugbestände (beispielsweise in Deutschland im Jahr 2014 etwa 44 Mio., in China mehr als 106 Mio. Stück) als mobile Umgebungsluftreiniger einzusetzen.
Die Problematik betreffend verkehrsbezogene Emissionen wurde in letzter Zeit noch dadurch verschärft, dass für bestimmte Kraftfahrzeuggruppen, insbesondere Diesel-PKW, Fahrverbote in Zonen besonders starker Luftverschmutzung gefordert wurden; dies in erster Linie, aber nicht hierauf beschränkt, aufgrund deren PM 2 und PM 10-Partikelemission (Feinstaub im Sinne der DIN EN 12341).
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik sind diverse Ansätze dafür bekannt, Fahrzeuge als Umgebungsluftreiniger einzusetzen.
Aus EP 1 837 066 A2 ist ein Kraftfahrzeug mit einer Feinstaubabsauganlage bekannt, das an diversen Orten an seinem Unterboden, unter anderem an den Bremsen, den Seitenschwellern sowie im Front- und Heckbereich, Absaugöffnungen in Form von Einlasstrichtern aufweist, die fluidisch und gefiltert mit einer zentralen Unterdruckquelle verbunden sind, die im Unterbodenbereich angeordnet ist. Dies ist eine apparativ sehr aufwändige Lösung.
Ferner ist aus DE 10 2016 200 936 A1 ein Kraftfahrzeug mit Feinstaubsammelvorrichtung bekannt, das in einem Bereich hinter den hinteren Fahrzeugrädern eine Luftleitstruktur zum Leiten der Luft aus dem Nachlauf hat, die teilweise in einen hinteren Stoßfänger des Kraftfahrzeugs integriert ist. Durch die Luftleitstruktur wird ein Strömungsraum gebildet, in dem ein nicht näher beschriebenes Filterelement angeordnet ist. In dem Strömungskanal kann zudem ein Lüfter vorgesehen sein, um bei nicht ausreichender passiver Durchströmung eine Luftzirkulation sicherzustellen.
Nachteilig hieran ist, dass die dort offenbarten Filtrationsvorrichtungen extern an das Fahrzeug angebaut sind und daher das Erscheinungsbild des Fahrzeugs stören. Dies ist für die meisten Fahrzeugkunden nicht akzeptabel. Ferner lassen sich durch teilweise frei ausragenden Bestandteile des Umgebungsluftreinigers die strengen Anforderungen an Fußgängersicherheit nicht erfüllen. Schließlich haben die bekannten Umgebungsluftreiniger auch funktionelle Nachteile, da die zur Verfügung gestellte Filterfläche klein und die reinigbare Luftmenge daher ebenfalls klein ist.
Zwar ist aus WO 2004080740 A1 eine Filtrationslösung bekannt, welche in einer die Silhouette des Fahrzeugs nicht beeinträchtigenden Weise in die Fahrzeugstruktur integriert ist, diese weist jedoch gravierende funktionelle Nachteile auf. Dort sind Filtermatten in einem Bereich des Radhauses und/oder eines Spritzlappens vorgesehen, welche beim Betrieb des Fahrzeugs einem direktem Feuchte- und Matschbewurf durch das Rad ungeschützt ausgesetzt sind, wodurch die Filterwirkung binnen kürzester Zeit stark beeinträchtigt wird. Ferner werden die dort vorgeschlagenen Filtermatten aufgrund des sehr geringen Druckgefälles reell kaum durchströmt, so dass nur sehr wenige Luftschadstoffe abgeschieden werden können.
Ausgehend hiervon besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes Verkleidungsmodul bereitzustellen, das eine Einrichtung zur Reinigung von Umgebungsluft aufweist, welche in einem Montagezustand möglichst unsichtbar in ein Kraftfahrzeug integriert ist und dabei apparativ robust aufgebaut ist und eine möglichst große Luftmenge reinigen kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verkleidungsmodul mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 und durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 19.
Offenbarung der Erfindung
Gemäß einer ersten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verkleidungsmodul, insbesondere Radhausverkleidungsmodul, Unterbodenverkleidungsmodul oder Seitenschwellerverkleidungsmodul, eines Kraftfahrzeugs. Das Verkleidungsmodul umfasst zumindest ein Verkleidungsteil, das eine Innenseite aufweist, die dazu ausgebildet ist, in einem Montagezustand zu einer Kraftfahrzeugkarosserie zu weisen, und eine Außenseite aufweist, die dazu ausgebildet ist, in dem Montagezustand zur Umgebung zu weisen. Das Verkleidungsteil ist mit der Kraftfahrzeugkarosserie verbindbar. Das Verkleidungsteil ist zumindest doppelwandig ausgeführt und weist eine in dem Montagezustand zu der Kraftfahrzeugkarosserie weisende Innenwand sowie eine in dem Montagezustand zur Umgebung weisende Außenwand auf. Die Innen- und die Außenwand begrenzen hierbei einen Strömungskanal zumindest mit, der von einer Zuströmöffnung zu einer Abströmöffnung mit Umgebungsluft durchströmbar ist. In dem Strömungskanal ist zumindest ein Filterelement derart angeordnet, dass Luft, welche von der Zuströmöffnung zur Abströmöffnung strömt, an dem Filterelement vorbei strömt oder dieses durchströmt. Das Filterelement weist zumindest ein Filtermedium auf, das entlang einer Längserstreckung von zumindest 25 % einer Gesamtlänge des Strömungskanals, bevorzugt zumindest 50 % einer Gesamtlänge des Strömungskanals, im Bereich zumindest der Innenwand und/oder der Außenwand vorliegt. In einigen bevorzugten Ausführungsformen erstreckt sich das Filtermedium sogar über eine Längserstreckung von über 70 % oder gar über 80 % der Gesamtlänge des Strömungskanals. Ferner ist es in einigen Ausführungen möglich, dass das Filtermedium sowohl an der Innen- als auch an der Außenwand vorliegt.
Die Erfindung ist nicht auf Radhausverkleidungsmodule, Unterbodenverkleidungsmodule und Seitenschwellerverkleidungsmodule beschränkt, sondern erfasst auch weitere Verkleidungsmodule aus dem Exterieurbereich für Kraftfahrzeuge. Es können auch Ausführungen möglich sein, in denen ein Verkleidungsmodul Elemente zumindest zweier Verkleidungsbauteile aufweist; beispielsweise kann ein kombiniertes Unterboden-RadhausVerkleidungsmodul bereitgestellt werden.
Der Begriff „im Bereich von“ ist hierin derart zu verstehen, dass dies sowohl eine Anordnung des Filtermediums unmittelbar an der Innen- und/oder Außenwand erfasst als auch eine Anordnung in einer direkten Nachbarschaft zu der Innen- und/oder Außenwand. Der Begriff „Längserstreckung“ ist im Bezug zu der Durchströmung des Strömungskanals zu verstehen und kann, wenn das Verkleidungsteil einen gebogenen Strömungskanal aufweist, auch eine gekrümmte Bahn beschreiben. Das Filtermedium des Filterelements kann gemäß der Erfindung die Zuströmöffnung (Rohseite) von der Abströmöffnung (Reinseite) trennen oder wird nur überströmt werden. Soll das Filtermedium nur überströmt werden ist es zweckmäßiger Weise derart angeordnet, dass es sich in dem Strömungskanal befindet. Dies hat den Vorteil, dass der Strömungskanal die Zuströmöffnung durchgängig mit der Abströmöffnung verbindet, was zu einem sehr geringen Druckverlust beiträgt. Gerade wenn das Filtermedium nur überströmt wird, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Umgebungsluft eine möglichst lange Kontaktzeit mit dem Filtermedium hat; genau dies wir durch die erfindungsgemäß vorgesehene Erstreckung des Filtermediums entlang zumindest 25 % der Gesamtlänge des Strömungskanals erreicht.
Besonders bevorzugt ist das Verkleidungsmodul flach ausgebildet, wobei flach bedeutet, dass seine Erstreckung in Dickenrichtung viel kleiner ist als seine Abmessungen in anderen Raumrichtungen. So kann z.B. die Dicke des Verkleidungsbauteils 35 bis 005 mal kleiner sein als dessen Erstreckung in Längenrichtung, bevorzugt 40 bis 80 mal kleiner.
Eine Weite des Strömungskanals kann hierbei in einem Bereich von 5 mm bis 100 mm, bevorzugt in einem Bereich zwischen 20 mm und 60 mm liegen. Hierbei ist ein Zielkonflikt zu lösen, bei dem einerseits ein möglichst geringer Druckverlust angestrebt wird und andererseits eine möglichst geringe Bauhöhe des Verkleidungsmoduls. In einem Wert von 20 mm bis 60 mm Weite wird ein guter Kompromiss beider Parameter gesehen.
Durch das vorgeschlagene Verkleidungsmodul wird eine optimale Bauraumausnutzung erreicht, da durch die doppelwandige Bauweise des Verkleidungsteils bei Kraftfahrzeugen bisher ungenutzte Bauräume zur Unterbringung einer Filtrationsfunktion genutzt werden können. So sind häufig bei Kraftfahrzeugen hinter Radhausschalen und/oder Unterbodenverkleidungen Hohlräume vorhanden, die bisher mit Dämmstoffen (Akustik) gefüllt sind. Gemäß der Erfindung erfüllt das Filterelement mit seinem Filtermedium ebenfalls eine geräuschdämmende Funktion, so dass auf zusätzliche Dämmstoffe unter Umständen verzichtet werden kann und in der Folge die bisher mit Dämmstoffen gefüllten Hohlräume als Bauraum zur Ausbildung des Strömungskanals zur Verfügung stehen. So lässt sich also eine möglichst große Fläche an Filtermaterial in dem Verkleidungsteil unterbringen, so dass hierdurch auch bei hohen Volumenströmen ein vergleichsweise geringer Druckverlust erzielbar ist. In einer einfachsten Ausführungsform ist der Strömungskanal ausschließlich passiv durchströmt, wobei als treibende Kraft zur Durchströmung hierbei lediglich die am Kraftfahrzeug vorherrschenden Druckniveaus herangezogen werden.
Insbesondere bei einer Ausbildung des Verkleidungsteils als Radhausverkleidung besteht der Vorteil, dass Fahrzeugemissionen an einer Stelle „abgefangen“ werden können, an welcher, verglichen mit einer Umgebungsluftkonzentration an Schadstoffen, eine Vielfach überhöhte Schadstoffkonzentration vorliegt. So liegt die Schadstoffkonzentration für PM 2,5 in einem Winkelbereich zwischen 0° und 45° in Fahrtrichtung hinter einer Radaufstandsfläche eines Kraftfahrzeugs um einen Faktor 3 bis 6 über der Umgebungsluftkonzentration (sog. „Wake Faktor“). Wenn Umgebungsluft unmittelbar an einem solchen „Schadstoff-Hotspot“ gereinigt werden kann, hat dies den Vorteil, dass mit einer apparativ vergleichsweise einfach und robust aufgebauten Vorrichtung sehr hohe Abscheideraten realisiert werden können. Das als Radhausverkleidung ausgebildete Verkleidungsteil weist eine Krümmung auf, welche mit einer Krümmung eines Radlaufs im Montagezustand an einem Kraftfahrzeug korrespondiert.
Es wurde überraschenderweise festgestellt und anhand einer Modellrechnung verifiziert, dass ein Kraftfahrzeug, das mit einem derartigen Verkleidungsmodul ausgestattet ist, in der Lage ist, bezogen auf die direkten Fahrzeugemissionen, bilanziell als Nullemissionsfahrzeug zu gelten. Alternativ sind Ausführungsformen des Verkleidungsmoduls denkbar, in denen lediglich die Feinstaubemissionen des Verbrennungsmotors kompensiert werden.
Der der Modelrechnung zugrunde gelegte typische PKW weist folgende fahrstreckenbezogene PM 2,5-Emissionen auf:

Abgase: 2,4 mg/km
Direkte Emissionen (Abgase + Reifenabrieb + Bremsenabrieb + Straßenabrieb): 22,9 mg/km
Gesamte Emissionen (Direkte Emissionen + Indirekte Emissionen (Aufwirbelung von auf der Straßenoberfläche gebundenen Verunreinigungen)): 69,9 mg/km

Da eine Schadstoffreduktion vor allem im urbanen Verkehrsumfeld von Interesse ist, in dem bekanntermaßen der Verkehr besonders dicht und die Luftqualität besonders schlecht ist, wird für eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs eine Geschwindigkeit von durchschnittlich 13 km/h angenommen, was beispielsweise für dichten innerstädtischen Verkehr und/oder Lieferverkehr einen realistischen Wert darstellt. Anhand der vorgenannten fahrstreckenbezogenen Emissionen und der Fahrgeschwindigkeit lassen sich zeitbezogene Emissionen berechnen (mg/h).
Die Modellrechnung geht ferner von einer typischen Umgebungsluftkonzentration (PM 2,5) von 50µg/m³ aus und nimmt für den Bereich, welcher unmittelbar an das Radhaus angrenzt eine Konzentrationsüberhöhung um den Faktor 5,6 an, so dass am Ort der Abscheidung effektiv eine PM 2,5-Konzentration von 280 µg/m³ vorliegt.
Bei einer ferner angenommenen PM 2,5-Abscheideeffizienz eines in dem Verkleidungsteil verwendeten Filterelements von 80 % ließen sich hiermit mit einem Volumenstrom pro Radhaus (bei Belegung aller 4 Radhäuser mit einem erfindungsgemäßen filternden Verkleidungsmodul) hiernach mit einem durch das Filterelement geförderten Volumenstrom von 35 m3/h die durch den Verbrennungsmotor verursachten PM 2,5-Emissionen komplett kompensieren, während bereits durch einen Volumenstrom von 332 m³/h die direkten Emissionen des Fahrzeugs kompensierbar wären.
In einigen Ausführungen ist auch ein PM 2,5-Abscheidegrad von weniger als 80 %, beispielsweise 50 %, möglich. Dies hat den Vorteil, dass hierdurch ein geringerer Druckverlust erzielbar ist, so dass höhere Volumenströme durch das Filterelement erreichbar sind. In einigen Anwendungsfällen, insbesondere, wenn sehr hohe Partikelkonzentrationen in der Umgebungsluft vorliegen, kann mit einem Filtermedium, welches einen geringeren PM-Abscheidegrad aufweist, eine höhere Gesamtpartikelmasse abgeschieden werden.
Diese Optimalwerte für Abscheidegrad und Volumenstrom lassen sich für jeden Einzelfall als Extremwertprobleme lösen.
Dass diese Volumenströme realistisch sind, ergibt sich anhand nachfolgender Abschätzung der erzielbaren Filtermediumflächen.
In einem typischen Radhaus eines Mittelklasse PKW lässt sich bei vollflächiger Auskleidung der durch die Radhausschale als Verkleidungsteil bereitgestellten Oberfläche ein Filterelement mit den Abmessungen einer Länge von 1,6 m und einer Breite von 0,28 m unterbringen. Hieraus ergibt sich eine Stirnfläche (Abwicklung) von 0,448 m² pro Radhaus. Kommt ein plissiertes Filterelement zum Einsatz, welches eine Faltenhöhe von 40 mm und einen Faltenabstand von 5 mm aufweist, ergibt sich pro Radhaus eine Filtermediumfläche von 7,17 m². Alternativ wären bei einem Faltenabstand von 10 mm und einer Faltenhöhe von 20 mm 1,79 m² Filtermediumfläche pro Radhaus erzielbar.
In einem beispielhaften Radhaus eines schweren Nutzfahrzeugs lässt sich bei vollflächiger Auskleidung der durch die Radhausschale als Verkleidungsteil bereitgestellten Oberfläche sogar ein Filterelement mit den Abmessungen einer Länge von 3,3 m und einer Breite von 0,55 m unterbringen. Hieraus ergibt sich eine Stirnfläche (Abwicklung) von 1,815 m² pro Radhaus. Kommt ein plissiertes Filterelement zum Einsatz, welches eine Faltenhöhe von 40 mm und einen Faltenabstand von 5 mm aufweist, ergibt sich pro Radhaus eine Filtermediumfläche von 29 m². Alternativ wären bei einem Faltenabstand von 10 mm und einer Faltenhöhe von 20 mm 7,26 m² Filtermediumfläche pro Radhaus erzielbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Filtermedium von einer der Innenwand und/oder der Außenwand abragen, bevorzugt in den Strömungskanal einragen, und/oder den Strömungskanal auskleiden. Eine Anordnung des Filtermediums in dem Strömungskanal hat hierbei den Vorteil, dass das Filtermedium vor schädlichen Umwelteinflüssen geschützt ist; so ist es insbesondere nicht einem Matsch- und Feuchtebewurf durch Räder und/oder Fahrbahn ausgesetzt. Dies verlängert die Lebensdauer des Filterelements und trägt dazu bei, eine Abscheideleistung des Filtermediums möglichst lange aufrechtzuerhalten, da beispielsweise verhindert wird, dass eine Oberfläche des Filtermediums durch Schmutz „verstopft“.
Gemäß einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform kann das Verkleidungsteil an zumindest einer der Innenwand und/oder der Außenwand in dem Strömungskanal Führungsmittel, bevorzugt zumindest eine Führungsschiene, aufweisen, an denen das zumindest eine Filterelement lösbar befestigt ist.
Die Führungsschienen erstrecken sich bevorzugt entlang einer Längserstreckung des Strömungskanals. Die Führungsschienen sind bevorzugt paarweise angeordnet und verlaufen parallel, so dass ein Filterelement entlang der Längserstreckung des Strömungskanals eingeschoben werden kann. Die Führungsschienen können besonders bevorzugt bis zu der Zuströmöffnung und/oder Abströmöffnung reichen, so dass durch die Zuströmöffnung und/oder Abströmöffnung ein Austausch des Filterelements erfolgen kann. Der Austausch des Filterelements kann hierbei im Rahmen von regelmäßigen Serviceaktivitäten an einem Kraftfahrzeug, beispielsweise im Jahresrhythmus, erfolgen. Die als Serviceöffnung fungierende Zuströmöffnung und/oder Abströmöffnung ist hierbei bevorzugt derart angeordnet, dass diese in einem Montagezustand des Verkleidungsmoduls an einem Kraftfahrzeug von dessen Unterseite her zugänglich ist. Das Filterelement kann direkt in die Führungsmittel, insbesondere die Führungsschiene(n), eingreifen. Alternativ kann das Filterelement mit dem Führungsmittel korrespondierende Befestigungsmittel aufweisen, die eine Montage ermöglichen.
Die Befestigungsmittel des Filterelements können beispielsweise einen Flansch oder Bund umfassen, der dazu ausgebildet ist, in das Führungsmittel der Innenwand und/oder der Außenwand einzugreifen. Der Flansch oder Bund kann von dem Filterelement in dessen Hauptebene oder parallel dazu abragen. Je nach Filterelementbauform kann der Flanschbereich durchgängig oder unterbrochen (geschlitzt) ausgebildet sein. Dies ermöglicht einen einfachen und schnellen Service. Damit sichergestellt werden kann, dass das Filterelement von der Serviceöffnung her über eine komplette Länge der Führungsschienen eingeschoben werden kann, ist ein entsprechendes Spiel zwischen einer Weite der Führungsschiene und der Dicke des Flansches vorzusehen, so dass keine überhöhten Reibungskräfte auftreten.
In einer weiteren Ausführungsform kann das Filtermedium des Filterelements eine Faltung aufweisen, die eine Vielzahl Falten aufweist, wobei die Falten von zumindest einer der Innenwand und/oder der Außenwand abragen, bevorzugt in den Strömungskanal einragen. Bevorzugt erstrecken sich die Falten in dem Montagezustand tangential bezüglich einer Drehachse eines Rades des Kraftfahrzeugs. Die tangentiale Ausrichtung zumindest eines Teils der Falten kann in einer besonderen Ausführung derart gewählt werden, dass entgegen einer Schwererichtung in dem Montagezustand Faltentäler gebildet sind, in denen partikuläre Verunreinigungen zurückgehalten werden können. Alternativ oder zusätzlich kann die tangentiale Ausrichtung der Falten derart sein, dass diese entgegen einer vorbestimmten Rotationsrichtung eines Rads des Kraftfahrzeugs bei Vorwärtsfahrt geneigt sind, so dass ein Teil der von dem Rad emittierten und/oder aufgewirbelten partikulären Verunreinigungen quasi wie durch eine Fangtasche formschlüssig aufgefangen werden kann.
Bevorzugt weist das Filterelement entlang der Längserstreckung des Strömungskanals eine Vielzahl von Falten auf.
Das Filterelement kann quaderförmig oder nicht-quaderförmig sein. Unter nicht-quaderförmig können beispielsweise prismatische, zylindrische, kegelförmige, kegelstumpfförmige, ein- oder mehrachsig gebogene Körper verstanden werden.
Das Filterelement kann ein zu zumindest einem Filterbalg gefaltetes Filtermedium aufweisen, wobei insbesondere das Filterelement ein Flachfilterelement ist, dessen Filterbalg insbesondere eine variable Faltenhöhe und/oder variable Balghöhe/-länge. Durch diese Maßnahmen lassen sich, gerade in Kombination einer variablen Faltenhöhe mit variablen Balgabmessungen in der Ebene (Höhe/Breite) Filterelemente mit dreidimensional komplexer Struktur erhalten, die optimal in den im Verkleidungsteil zur Verfügung stehenden Bauraum einpassbar sind. Andere Faltungsarten und/oder das Auslassen einzelner Falten sowie variable Faltenhöhen und Beschneidung des Balgs sind auch hier möglich und sinnvoll, wenn dies dazu beiträgt, das Filterelement optimal an den Bauraum anzupassen.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das Filterelement mehrere Faltenstabilisierungsmittel aufweist, die den Filterbalg stützen und bevorzugt in einem lateralen Abstand von nicht mehr als 150 mm zueinander vorliegen.
Die optionale Abstützung des Filterbalgs durch Faltenstabilisierungsmittel trägt zweierlei Problemen Rechnung, insbesondere, wenn das erfindungsgemäße Verkleidungsmodul einer direkten Anströmung mit einer im Wesentlichen der Fahrgeschwindigkeit entsprechenden Anströmgeschwindigkeit ausgesetzt ist und/oder sehr hohe Volumenströme gefahren werden sollen: Erstens erfährt ein derart angeordnetes Filterelement einen hohen Staudruck, und zweitens ist das Filterelement Nässeeinwirkungen ausgesetzt, dies nicht nur durch Niederschlag, sondern auch durch Einwirkungen beim Reinigen des Fahrzeugs, etwa durch einen Hochdruckreiniger.
Überraschenderweise lassen sich o.g. Herausforderungen durch eine Abstützung der Falten des Filterbalgs durch Faltenstabilisierungsmittel in einem Maximalabstand von 150 mm elegant lösen, so dass das Filterelement sowohl eine Anströmung bei Vmax, z.B. 180 km/h, bevorzugt > 200 km/h, schadenfrei übersteht, als auch, dass sich eine externe Reinigungseinwirkung durch Hochdruckreiniger nicht schädigend auswirkt. Ohne wirksame Faltenstabilisierungsmittel kann ein Paketieren der Falten, d.h. ein Verschluss der Faltenzwischenräume eintreten, was zu einem schlagartigen Verlust an Filterfläche führt und somit unmittelbar zu einem korrespondierenden Anstieg des Durchströmungswiderstands und somit entsprechenden Abfall des Volumenstroms.
Der Bereich des lateralen Abstands der Faltenstabilisierungsmittel von nicht größer als 150 mm kann vorteilhafterweise nach unten hin derart begrenzt sein, dass der Abstand bevorzugt größer ist als 15 mm, bevorzugt größer als 30 mm, da ansonsten ein ungünstiges Verhältnis von durch die Faltenstabilisierungsmittel verdeckten Filterbalgbereichen und frei durchströmbaren Bereichen vorläge.
Es sind verschiedene Faltenstabilisierungsmittel möglich, die diese Funktion erfüllen.
In einer besonderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Faltenstabilsierungsmittel jeweils parallel zueinander, bevorzugt in Faltenquerrichtung, verlaufen. Andere Winkelorientierungen sind selbstverständlich auch möglich, etwa diagonal. Es können auch zwei Gruppen von Faltenstabilisierungsmitteln vorgesehen sein, die jeweils parallel laufen und sich kreuzen.
Ein paralleler Verlauf hat den Vorteil, dass sich dieser bei der Filterelementfertigung problemlos durch kontinuierliche Fertigungsprozesse realisieren lässt. Eine Anordnung der Faltenstabilisierungsmittel in Faltenquerrichtung ist zudem besonders vorteilhaft, da hierbei die kleinstmögliche Stützlänge zwischen zwei benachbarten Falten realisiert ist, was zu einer besonders wirksamen Faltenstützung führt.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Faltenstabilsierungsmittel zumindest auf einer Reinluftseite des Filterelements, bevorzugt zusätzlich auf einer Rohluftseite des Filterelements, vorliegen.
Durch eine solche Anordnung zumindest auf der Reinseite wird zuverlässig verhindert, dass die Falten unter den o.g. mechanischen Belastungen kompaktieren. Eine Anordnung zusätzlich auf der Rohseite erhöht die Belastbarkeit weiter, wobei jedoch der größere Beitrag zur Filterelementsteifigkeit durch die reinseitigen Faltenstabilisierungsmittel geliefert wird.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das Filtermedium eine Biegeeigensteifigkeit von zumindest 1 Nm², bevorzugt zumindest 2 Nm², aufweist. Gemeint ist hiermit eine intrinsische Biegesteifigkeit des Filtermediums, d.h. in einem unverarbeiteten, also ungefalteten, Zustand.
Das Filterelement kann vorteilhafterweise eine Filterfläche von zumindest 1 m², bevorzugt zumindest 2 m², am meisten bevorzugt zumindest 4 m², auf-weisen. Die Filterfläche kann sich je nach Ausführungsform auf ein, zwei oder noch mehr Einzelfilterelemente verteilen.
Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform können die Faltenstabilisierungsmittel zumindest ein inneres Faltenstabilisierungsmittel umfassen, das in die Faltenzwischenräume zumindest teilweise eingreift, bevorzugt die Faltenzwischenräume ausfüllt. Bei dem inneren Faltenstabilisierungsmittel kann es sich beispielsweise um eine durchlaufende Kleberaupe und/oder einen eingreifenden Stabilisierungskamm handeln. Unter einer „durchlaufenden Kleberaupe“ wird vorliegend eine Kleberaupe verstanden, die bereits vor dem Falten auf das flächige Filtermedium aufgebracht wird und somit nach dem Falten komplett vom Faltengrund zur Faltenspitze verläuft, d.h. eben durchlaufend ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann zumindest ein äußeres Faltenstabilisierungsmittel vorgesehen sein, das zumindest mit jeweils benachbarten Faltenspitzen verbunden ist. Das äußere Faltenstabilisierungsmittel kann zumindest eine zumindest mit den Faltenspitzen verbundene Kleberaupe, zumindest einen zumindest mit den Faltenspitzen verbundenen Faden und/oder zumindest ein Stabilisierungsband bzw. -rippe und/oder zumindest ein Stützgitter aufweisen. Die äußeren Faltenstabilisierungsmittel können ferner stoffschlüssig mit den Faltenspitzen verbunden sein, was zu einer optimalen Krafteinleitung von den Faltenspitzen in die äußeren Faltenstabilisierungsmittel beiträgt. Eine derartige stoffschlüssige Verbindung kann beispielsweise durch Verschwei-ßen des äußeren Faltenstabilisierungsmittels mit dem Filterbalg, insbesondere den Faltenspitzen, erfolgen, insbesondere durch Spiegelschweißen. Im Gegensatz zu den inneren Faltenstabilisierungsmitteln handelt es sich bei der Kleberaupe der äußeren Faltenstabilisierungsmittel nicht um eine durchlaufende Kleberaupe, sondern eine oberflächlich mit dem Faltenspitzen verbundene.
Die Kleberaupen der inneren und/oder äußeren Faltenstabilisierungsmittel können eine Breite in einem Bereich von 0,5 mm bis 12 mm, bevorzugt 1 mm bis 8 mm, aufweisen. In einer besonderen Ausführungsform sind die Falten des Filterbalgs „auf Block gefaltet“, so dass der Faltenabstand in etwa der doppelten Breite der durchlaufenden Kleberaupen (als innere Faltenstabilisierungsmittel) entspricht. Als Material für die Kleberaupen kommt etwa ein Schmelzkleber in Betracht.
Alternativ oder zusätzlich kann das Filtermedium des Filterelements eine oder mehrere Prägelinien aufweisen, die bevorzugt in Faltenquerrichtung verlaufen. Durch derartige Prägelinien wird die Steifigkeit der Falten des Filterbalgs durch eine Erhöhung des Flächenträgheitsmoments zusätzlich erhöht, was zusätzlich dazu beiträgt, ein Kollabieren/ Kompaktieren der Falten unter Druckeinwirkung zu verhindern.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Filterelement eine Kollapsdruckfestigkeit von zumindest 15 mbar, bevorzugt zumindest 25 mbar, aufweist.
Ferner kann es sich bei dem zumindest einen Filterelement um ein aus Filtermedium gebildeten Filterschlauch, insbesondere einen gefalteten Filterschlauch, handeln. Dieser ist per se flexibel und besonders gut geeignet, in langen, schmalen Bauräumen, wie eben einem Innenraum eines Verkleidungsteils, eingesetzt zu werden.
In einer noch weiteren Ausführungsform kann die Faltung als 3D-Faltung ausgebildet sein, wobei zumindest eine Falte der Faltung entlang ihrer Faltenlängserstreckung zumindest eine variable Höhe und/oder einen variablen Winkel hat. Über eine Ausbildung der Faltung als 3D-Faltung können gezielt inhomogene, insbesondere turbulente, stark wirbelbehaftete Strömungsfelder in einer Weise beeinflusst werden, dass dem Filterelement eine möglichst große schadstoffbehaftete Luftmenge zugeführt werden kann.
Bei einer Ausbildung des Verkleidungsmoduls als Radhausverkleidungsmodul kann insbesondere die Faltenhöhe in einem dem Radlauf zugewandten Bereich größer sein als in einem unmittelbar über dem Rad liegenden Bereich, da hierüber ein ggf. vorhandener Radlauf-Randwirbel beeinflusst werden kann.
Alternativ oder zusätzlich kann das Filterelement eine Vielzahl von Fransen aus Filtermedium aufweisen, welche von zumindest einer der Innenwand und/oder der Außenwand abragen, bevorzugt in den Strömungskanal einragen, besonders bevorzugt in einer flächigen Anordnung. Hierbei kann das Filterelement eine Trägerplatte oder vergleichbare Trägerstruktur aufweisen, auf der die Fransen mit einem Ende befestigt sind, während sie mit ihrem anderen Ende frei in den Raum ragen. Die Fransen können an der Trägerstruktur form- oder stoffschlüssig befestigt sein, etwa verklebt oder verschweißt, oder mit der Trägerstruktur verwoben oder verknüpft sein, ähnlich wie bei einem Hochflorteppich. Diese Ausführung eignet sich insbesondere für Anwendungen, bei denen das Filtermedium nur überströmt und nicht durchströmt wird, ist jedoch nicht hierauf beschränkt.
Gemäß eine weiteren, ebenfalls bevorzugten Weiterbildung kann das Verkleidungsmodul zumindest eine Unterdruckquelle aufweisen, die fluidisch mit der Zuströmöffnung des Strömungskanals verbunden ist, wobei die Unterdruckquelle insbesondere zumindest einen Lüfter oder Gebläse und/oder ein Venturirohr umfasst. Der Ventilator oder das Gebläse können insbesondere einen elektrischen Antriebsmotor aufweisen.
Bei dem Lüfter oder Gebläse kann es sich um eine axial, radial oder diagonal arbeitende Strömungsmaschine handeln. Vorteile einer radialen Bauweise können in der guten Integrierbarkeit an längliche Bauräume gesehen werden, so dass rotierende Teile verdeckt verbaut werden können, ein vergleichsweise großer Maximaldruck sowie deren gute Energieeffizienz gesehen werden. Eine Axialmaschine hat demgegenüber den Vorteil, dass tendenziell höhere Volumenströme erreichbar sind, wobei dem jedoch ein etwas geringerer Maximaldruck gegenübersteht. Insofern ein Ventilator oder Gebläse nicht ausreicht, können zur Erreichung eines vorbestimmten Volumenstroms auch zwei oder mehr Ventilatoren oder Gebläse parallel oder seriell verschaltet werden.
Grundsätzlich kann die fluidische Verschaltung derart erfolgen, dass das zumindest eine Filterelement auf der Druck- oder Saugseite des Ventilators oder Gebläses angeordnet ist, wobei eine saugseitige Anordnung bevorzugt wird, da dies in der Regel zu einem niedrigeren Druckverlust führt.
Die Funktionsweise einer Unterdruckquelle mit Venturirohr ist wie folgt: Der Unterdruck wird über eine Unterdruckquelle erzeugt, die einen Kanal mit entlang der Hauptströmung (Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs im Montagezustand) geeignet variiertem Strömungsquerschnitt umfasst, in welchem ein Unterdruck nach dem Venturi-Prinzip (Bernoulii Gleichung) erzeugbar ist, wobei in dem Venturi-Rohr in dem sich zunächst verengenden und anschließend erweiternden Kanal ein Unterdruck erzeugt wird. Dieser Unterdruck wird abgegriffen und fluidisch der Zuströmöffnung des Strömungskanals zugeführt, so dass zwischen Zuströmöffnung und Abströmöffnung des Strömungskanals ein Druckgefälle entsteht, welches die treibende Kraft zur Durchströmung des Strömungskanals darstellt. In das Venturi-Rohr wird insbesondere der Fahrtwind des Kraftfahrzeugs eingeleitet, so dass keine zusätzliche Energie zur Erzeugung des Unterdrucks aufgewandt werden muss. Der den Venturi-Kanal durchströmende Fahrtwind erzeugt insbesondere im Übergangsbereich zwischen dem konvergenten Kanalabschnitt (Düse) und dem divergenten Kanalabschnitt (Diffusor) einen Unterdruck, der über eine Kommunikationsverbindung der Zuströmöffnung des Strömungskanals zugeführt wird. Der Fahrtwind verlässt über die Ausgangsöffnung wieder das Venturi-Rohr. Eine derartige Anordnung wird mitunter auch als Strahlpumpe bezeichnet.
Die Unterdruckquelle, insbesondere Lüfter oder das Gebläse, kann in bestimmten Ausführungsformen auch räumlich von dem Verkleidungsteil getrennt vorliegen, wobei eine Verbindungsleitung von der Unterdruckquelle zu der Abströmöffnung des Strömungskanals vorzusehen ist. So kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Lüfter oder das Gebläse in einem Seitenschweller und/oder einer (Heck-)Stoßstange oder an einer anderen geeignet erscheinenden Position aufgenommen ist.
In bestimmten Ausführungen kann auch eine Kombination eines Gebläses oder Lüfters mit einem Venturirohr vorgesehen sein, so dass bei geringen Fahrgeschwindigkeiten das Gebläse die Unterdruckerzeugung hauptsächlich übernimmt und bei höheren Fahrgeschwindigkeiten der Unterdruck durch das Venturirohr bereitstellbar ist. Dies hat den Vorteil, dass hierzu keine Hilfsenergie nötig ist.
In einer noch weiteren Ausführungsform kann das Verkleidungsteil zumindest eine Zwischenwand aufweisen, welche in dem Strömungskanal verläuft und diesen in zwei Teilkanäle unterteilt, wobei die Zwischenwand bevorzugt abschnittsweise luftdurchlässig ausgebildet ist und/oder wobei der Strömungskanal zumindest eine Umlenkung aufweist, bevorzugt eine Umlenkung mit einem Umlenkungswinkel von zumindest 45°. Durch diese Ausführungsform wird eine in Bezug auf eine Winkelerstreckung besonders platzsparende Bauweise ermöglicht, da der Strömungskanal durch gewissermaßen gestapelte Teilströmungskanäle gebildet werden kann. Ganz besonders bei einer Ausbildung des erfindungsgemäßen Verkleidungsmoduls als Radhausverkleidungsmodul bietet dies Vorteile, da hierüber sowohl die Zuströmöffnung als auch die Abströmöffnung des Strömungskanals an der im Montagezustand selben Seite eines Rads abgeordnet werden können. So kann in einer vorteilhaften Ausführung vorgesehen sein, dass die Zuströmöffnung in dem Montagezustand hinter dem Rad vorliegt, der erste Teilkanal entlang einer Krümmung der Außenwand verläuft, dann eine 90°-Umlenkung vorgesehen ist, die in einen zweiten Teilkanal mündet, welcher radial außerhalb des inneren Teilkanals in entgegen gesetzter Richtung ebenfalls entlang der Krümmung verläuft und schließlich in der Abströmöffnung mündet. Die Abströmöffnung kann bevorzugt in einem Seitenschweller vorgesehen sein, wobei in dem Seitenschweller auch die Unterdruckquelle angeordnet werden kann.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Verkleidungsmodul ein Radhausverkleidungsmodul ist, wobei die Zuströmöffnung in dem Montagezustand an einer hinter einem Rad des Kraftfahrzeugs liegenden Position vorliegt. Der Begriff „hinter“ ist hierbei auf eine Bewegung des Kraftfahrzeugs bei Vorwärtsfahr bezogen, so dass „hinter“ in Fahrtrichtung hinten meint. An dieser Position tritt aufgrund von Reifen- und Bremsenabrieb eine stark erhöhte Schadstoff-, insbesondere PM 2,5-Konzentration, auf. Gegenüber dem Umgebungsniveau kann im Schnitt von einer Überhöhung um einen Faktor 2 bis 6 ausgegangen werden. Dieses erhöhte Konzentrationsniveau liegt erfahrungsgemäß in einem Bereich (gesehen von einem Radaufstandspunkt auf der Fahrbahn) in einem Winkelbereich von 0° bis 90° vor, weshalb es besonders wichtig ist, in diesem Bereich Umgebungsluft abzuziehen und zu reinigen.
Ferner kann sich in Verlängerung der Außenwand und/oder der Innenwand ein Strömungsleitelement von der Außenwand und/oder der Innenwand weg erstrecken, welches in einem Montagezustand außerhalb eines Radhauses des Kraftfahrzeugs vorliegt und sich entgegen einer Fahrzeughochachse erstreckt. Das Strömungsleitelement kann beispielsweise in Form eines Matschfängers ausgeführt sein und etwa aus einem robusten Kunststoffmaterial bestehen. Mit dem Begriff „entgegen der Fahrzeughochachse“ ist eine Erstreckung des Strömungsleitelements in einer Richtung zur Fahrbahnoberfläche hin gemeint.
Besonders eine Anordnung in Verlängerung der Außenwand bietet bei einem Radhausverkleidungsmodul den Vorteil, dass das Strömungsleitelement einen Wirbel induzieren kann, durch den fahrbahnnahe partikelreiche Strömungsgebiete zu der bevorzugt im Montagezustand hinter dem Strömungsleitelement vorliegenden Zuströmöffnung geleitet werden können. Sinnvollerweise erstreckt sich das Strömungsleitelement möglichst weit bis zu einer Fahrbahnoberfläche, da hierdurch der angestrebte Effekt maximiert werden kann. Hierbei ist jedoch eine Änderung der Fahrzeughöhe durch Beladung und/oder dynamische Achslasten zu berücksichtigen. Um in möglichst vielen Betriebszuständen eine optimale Strömungsbeeinflussung zu erreichen, kann das Strömungsleitelement in der Höhe verstellbar sein, etwa in Abhängigkeit einer Fahrgeschwindigkeit oder eines Beladungszustand des Kraftfahrzeugs. Hierzu ist das Strömungsleitelement relativ zum Verkleidungsteil mit einem Freiheitsgrad in Fahrzeughochrichtung gelagert und mit einem geeigneten Antrieb versehen.
Ferner ist es vorteilhaft möglich, dass sich das Strömungsleitelement als Verlängerung von der Innenwand weg erstreckt, so dass die Zuströmöffnung in Fahrtrichtung vor dem Strömungsleitelement vorliegt. In einer besonderen Weiterbildung kann in Fahrtrichtung hinter dem Strömungsleitelement eine sekundäre Zuströmöffnung vorgesehen sein, so dass sowohl vor als auch hinter dem Strömungsleitelement Umgebungsluft eingesogen werden kann. Gemäß dieser Ausführung sind die vorgenannten positiven Effekte kombiniert. Die Zuströmöffnung und die sekundäre Zuströmöffnung können beiden in denselben Strömungskanal münden.
Ferner kann das Verkleidungsteil im Wesentlichen parallel zu einer Radlaufkante zumindest eine Strömungsleitrippe aufweisen, welche dazu ausgebildet ist, sich in dem Montagezustand von der Radlaufkante in Richtung eines Rades des Kraftfahrzeugs zu erstrecken. Durch eine derartige Strömungsleitrippe können Schadstoffe, die in einem an dieser Position in Radlaufnähe häufig vorhandenen Randwirbel zirkulieren, besser abgeschieden werden. Die Strömungsleitrippe kann auch durch eine von dem Verkleidungsteil separate Radlaufleiste bereit gestellt werden, welche innenseitig, d.h. zum Radhaus weisend, eine erhabene Struktur aufweist, welche die Strömungsleitrippe ausbildet.
Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform kann das Strömungsleitelement als Hohlkörper ausgeführt sein und bevorzugt zumindest eine Öffnung zur Umgebung aufweisen, wobei ein Innenraum des Strömungsleitelements mit der Zuströmöffnung des Strömungskanals fluidisch verbunden ist. Dies ermöglicht es, durch das Strömungsleitelement Luft in den Strömungskanal einzusaugen, nämlich an einer der Fahrbahn deutlich näheren Position (bezogen auf die Fahrzeughochachse). Bevorzugt weist das Strömungsleitelement mehrere Öffnungen auf, die bspw. als Schlitze in einer Wandung des Hohlkörpers vorliegen. Vorteilhafter Weise können in dem hohlen Strömungsleitelement auch Maßnahmen zur mechanischen Wasserabscheidung (Prallplatten, Lamellen o.ä.) vorgesehen werden, so dass möglichst wenig Wasser in den Strömungskanal gesaugt wird. Zu diesem Zweck weist das hohle Strömungsleitelement bevorzugt an einem in Schwererichtung unteren Ende zumindest eine Drainageöffnung zur Ableitung von abgeschiedenem Wasser und Schmutz auf. Eine solches hohles Strömungsleitelement lässt sich fertigungstechnisch besonders einfach und kostengünstig durch Blasformen darstellen.
In einer besonders bevorzugten Ausführung kann die Außenwand des Verkleidungsteils, welche den Strömungskanal zur Umgebung hin zumindest mit begrenzt zumindest abschnittsweise luftdurchlässig ausgebildet ist, bevorzugt eine Vielzahl von Durchströmöffnungen aufweisen, insbesondere Bohrungen und/oder Schlitze. Alternativ oder zusätzlich kann die Innenwand luftundurchlässig ausgebildet sein. Das Filterelement ist hierbei bevorzugt an der zumindest abschnittsweise luftdurchlässigen Außenwand angeordnet ist. Eine luftdurchlässige Außenwand erlaubt einerseits die Regeneration des Filtermediums durch Ausspülen mit Wasser (Regen, Spray vom Rad, Hochdruckreiniger) und andererseits eine Ansaugung an weiteren von der Zuströmöffnung abweichenden Stellen. Bspw. kann die Zuströmöffnung an einem Schadstoff-Hotspot des Kraftfahrzeugs vorgesehen werden, während die Durchströmöffnungen der Außenwand sinnvoller Weise an solchen Stellen vorgesehen werden, an denen sekundäre Emissionsquellen vorliegen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eines Radhausverkleidungsmoduls weist die Außenwand zumindest entlang einer Radlaufkante Durchströmöffnungen auf, da hierüber Schadstoffe, die in einem an dieser Position in Radlaufnähe häufig vorhandenen Randwirbel zirkulieren, abgeschieden werden können.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform handelt es sich bei dem Verkleidungsmodul um ein Unterbodenverkleidungsmodul, wobei die Zuströmöffnung in dem Montagezustand in eine vorbestimmte Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs bei Vorwärtsfahrt zeigt, wobei der Zuströmöffnung bevorzugt eine Einströmtulpe vorgelagert ist. Am Unterboden gibt es in der Regel ein in der Fläche sehr großes Bauraumangebot, welches es erlaubt Filterelemente mit einer großen Filterfläche unterzubringen. Die bezüglich des Radhausverkleidungsmoduls genannte Merkmale und Vorteile sind auf das Unterbodenverkleidungsmodul übertragbar und vice versa.
Gemäß einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Filterelement ein flexibles bzw. biegsames Filterelement ist, das zumindest bei der Montage verformbar ist. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Filterelement um ein thermogeformtes Filterelement, das insbesondere ausschließlich aus Filtermedium besteht. Alternativ oder zusätzlich kann das Filterelement einen aus Filtermedium gebildeten Filterschlauch, insbesondere einen gefalteten Filterschlauch, aufweisen.
Unter Thermoformen wird ein Herstellverfahren verstanden, mittels dem dreidimensionale Strukturen aus einem flächigen Ausgangsmaterial mittels Einwirkung von Wärme und Druck in einer Thermoformpresse ausgebildet werden können. Dies hat den Vorteil, dass es sich hierbei um einen einstufigen Prozess handelt und zur Bereitstellung des Filterelements keine Vielzahl von Bauteilen nötig ist, sondern das komplette Filterelement aus einer Medienlage, bevorzugt einer Vlieslage, unter Einsatz geeigneter Pressstempel herstellbar ist. Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass das flexible Filterelement entlang seiner Seitenkanten (Faltenstirnseiten) mit zumindest einem verformbaren Seitenband, bevorzugt aus einem Vlies- oder Schaummaterial, versehen ist, welches ebenfalls eine Biegsamkeit ermöglicht. Eine Biegsamkeit ist insbesondere wichtig, wenn der für die Filterelementaufnahme vorgesehene Raum des Verkleidungsteils gekrümmt ist, wie eben bei einer Radhausverkleidung.
Mittels des Herstellverfahrens Thermoformen lassen sich insbesondere Filterelemente mit vorgenannten 3D-Faltungen besonders einfach herstellen.
Alternativ oder zusätzlich kann das Filterelement zur Erleichterung der Montage auch entsprechend mit einem Krümmungsradius des Verkleidungsteils vorgebogen sein, wobei in diesem Fall geringere Anforderungen an die Biegsamkeit des Filterelements gestellt werden und das Filterelement sogar als kunststoffumspritztes Filterelement mit einem Hartkunststoffrahmen ausgebildet sein kann.
Ferner kann das Filtermedium des Filterelements ein ein- oder mehrlagiges Filtermedium sein, bevorzugt ein synthetisches Vliesmedium. Das Filtermedium kann wasserbeständig, insbesondere hydrophob, ausgebildet sein und/oder zumindest eine Drainagelage und/oder Vorabscheiderlage aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann es Glasfasern und/oder Kunststofffasern, insbesondere aus Polyester und/oder Polyethylen und/oder Polypropylen, aufweisen oder daraus bestehen. Optional kann ein Porositätsgradient in einer Dickenrichtung vorgesehen sein und/oder das Filtermedium elektrostatisch geladen sein, wobei das Filtermedium insbesondere ein Elektretfiltermedium sein kann.
Ein elektrostatisch geladenes Medium, welches eine besonders ausgeprägte elektrostatische Abscheidung aufweist kann als Vliesstoff mit einer Filamentfeinheit von 1 bis 50 dtex, bevorzugt 2 bis 10 dtex, ausgebildet sein und ein Flächengewicht von 5 bis 500 g/m² sowie eine Dicke von 0,5 bis 5 mm haben.
Alternativ oder zusätzlich eignen sich auch so genannte Nähwirkvliesstoffe als Filtermedium im Kontext der vorliegenden Erfindung. Diese können vorteilhafter Weise Faserfeinheiten von 1 bis 10 dtex haben bei einem Flächengewicht von ca. 80 bis 800 g/m².
Das Filtermedium kann neben zumindest einer Partikelfilterlage zumindest eine Gasfiltrationslage, insbesondere mit einer Aktivkohleschüttung als Aktivmaterial, aufweisen. Die Gasfiltrationslage kann mit entsprechenden Aktivmaterialien versehen sein, die eine Ad-/Absorption verschiedener gesundheitsschädlicher Gase aus der Umgebungsluft ermöglichen, beispielsweise Ozon, Schwefeldioxid, Stickoxide und Kohlenstoffmonoxid. Hierzu können auch verschiedene Aktivmaterialien zum Einsatz kommen. Die Aktivkohle kann auch imprägniert sein, um die Abscheidung bestimmter Gase zu verbessern.
In einer besonderen Ausführungsform kann die Drainagelage und/oder die Vorabscheiderlage auch als separates Vorabscheiderelement ausgeführt sein, das dem „Hauptfilterelement“ in Strömungsrichtung vorgelagert ist. Hierdurch kann eine Standzeiterhöhung des Hauptfilterelements erreicht werden. Eine wasserbeständige Eigenschaft kann etwa durch eine geeignete Imprägnierung des Filtermediums erreicht werden oder durch Einsatz von Basismaterialien für das Filtermedium, die per se schon eine Wasserbeständigkeit aufweisen, z.B. synthetische Filtermedien.
Darüber hinaus kann das Filtermedium des Filterelements zumindest eine Stützlage, insbesondere ein Stützgitter, insbesondere aus einem Kunststoff, insbesondere Polypropylen und/oder einem Polyester, aufweisen. Das Stützgitter kann eine Maschenweite von 0,5 mm bis 20 mm, besonders bevorzugt von 1 mm bis 2 mm, aufweisen. Das Stützgitter wird hierbei vorteilhafterweise bei der Balgfertigung zum Filterbalg gefaltet und ist Teil des Filtermediums; es dient der rückwärtigen Stabilisierung des Filtermediums gegen dynamischen Druck.
Die Dicke des Filtermediums kann zwischen 0,2 und 10 mm liegen, wobei typische „reine“ Partikelfiltermedien in einem Bereich von 0,3 - 2 mm liegen, relativ luftdurchlässige Vliese in einem Bereich von 4 - 8 mm sowie Medien für oben genannte Herstellung des Filterelements durch Thermoformen bei ca. 5,5 mm. Die Luftdurchlässigkeit des Filtermediums kann in einem Bereich zwischen 650 l/m²s und über 3000 l/m²s bei 200 Pa liegen.
In einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform des Verkleidungsmoduls kann vorgesehen sein, dass dem zumindest einen Filterelement in Strömungsrichtung vorgelagert zumindest eine Wasserabscheideeinrichtung vorgesehen ist, bevorzugt ein Trägheitsabscheider, besonders bevorzugt einen Lamellenabscheider oder Drallabscheider, wobei die Wasserabscheideeinrichtung insbesondere unmittelbar der Zuströmöffnung des Strömungskanals vorgelagert ist. Insbesondere kann die Wasserabscheideeinrichtung dem hierin beschriebenen hohlen Strömungsleitelement zugeordnet sein.
Vorbeschriebene Maßnahmen reduzieren die Belastung des Filterelements mit Spritzwasser und/oder Reinigungswasser, welches schädlich für das Filterelement sein kann. Trägheitsabscheider, wie etwa die genannten Lamellenabscheider, sind technisch zuverlässige und langlebige Flüssigkeitsabscheider, die in ihrem Auslegungsspektrum eine beachtliche Abscheideleistung haben. Ohne Flüssigkeitsabscheider wäre das Filterelement o.g. Wassereinwirkungen zu stark ausgesetzt, was im worst case zu einem zeitweisen nahezu Komplettverlust der effektiven Filterfläche führen kann.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit zumindest einem erfindungsgemäßen Verkleidungsmodul. Das Kraftfahrzeug kann über einen Elektro- und/ oder Verbrennungsmotorantrieb verfügen. Die im Hinblick zum erfindungsgemäßen Verkleidungsmodul genannten Vorteile sind im Wesentlichen auch auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragbar und umgekehrt.
Figurenliste
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und Zeichnungen zu entnehmen. Ähnliche Vorrichtungsbestandteile können hierbei mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Es zeigen:

1 schematische Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Radlaufverkleidungsmoduls gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 schematische Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Radlaufverkleidungsmoduls gemäß einer zweiten Ausführungsform;
3 schematische Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Radlaufverkleidungsmoduls gemäß einer dritten Ausführungsform;
4 schematische Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Radlaufverkleidungsmoduls gemäß einer vierten Ausführungsform;
5 schematische Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Seitenschwellerverkleidungsmoduls gemäß einer ersten Ausführungsform;
6 schematische Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Seitenschwellerverkleidungsmoduls gemäß einer zweiten Ausführungsform;
7 schematische Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Seitenschwellerverkleidungsmoduls gemäß einer dritten Ausführungsform;
8 schematische Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Radlaufverkleidungsmoduls gemäß einer fünften Ausführungsform;
9 schematische Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Radlaufverkleidungsmoduls gemäß einer sechsten Ausführungsform;
10 schematische Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Radlaufverkleidungsmoduls gemäß einer siebten Ausführungsform;
11 schematische Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Radlaufverkleidungsmoduls gemäß einer achten Ausführungsform;
12 schematische Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Unterbodenverkleidungsmoduls gemäß einer ersten Ausführungsform;
13 schematische Unteransicht des erfindungsgemäßen Unterbodenverkleidungsmoduls gemäß der ersten Ausführungsform.

Ausführungsform(en) der Erfindung
Eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Radhausverkleidungsmoduls 1 ist in 1 in einer schematischen Querschnittsansicht gezeigt. Das Verkleidungsmodul 1 verfügt über ein Verkleidungsteil 2, das doppelwandig ausgebildet ist und eine zu einer Fahrzeugkarosserie weisende Innenwand 21 sowie eine zur Umgebung bzw. zum Rad R weisende Außenwand 22 aufweist, zwischen denen sich ein Strömungskanal 23 erstreckt. Der Strömungskanal 23 kommuniziert über eine Zuströmöffnung 231 und eine Abströmöffnung 232 mit der Umgebung. Die Durchströmungsrichtung ist mit dem Bezugszeichen S dargestellt und die Fahrtichtung eines Kraftfahrzeugs, welches mit dem Verkleidungsmodul ausgerüstet ist, bei bestimmungsgemäßer Vorwärtsfahrt, mit dem Bezugszeichen F. Die Zuströmöffnung 231 ist in einem Bereich hinter einem Radaufstandspunkt vorgesehen, so dass möglichst viele der direkten Fahrzeugemissionen (Reifenabrieb, Bremsenabrieb, Straßenabrieb) sowie indirekte Emissionen (Wiederaufwirbelung von der Straße) in den Strömungskanal 23 gesaugt werden können. In dem Strömungskanal 23 befindet sich ein Filterelement 3, welches ein Filtermedium 31 aufweist, das zu einer Vielzahl Falten 311 plissiert ist. Die Falten 311 verlaufen hierbei in Umfangsrichtung. In dieser Ausführungsform ist das Filtermedium 31 nicht durchströmt, sondern ausschließlich überströmt. Das Filtermedium 31 bedeckt die Außenwand 22 über nahezu deren komplette Längserstreckung. Zu diesem Zweck ist sowohl die Innenwand 21 als auch die Außenwand 22 luftundurchlässig ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass das Filtermedium 31 vor schädlichen Einwirkungen geschützt ist; so ist es vor allem keinem unmittelbaren Matsch- und Feuchtebewurf durch das Rad R ausgesetzt. Da das Filtermedium 31 nur überströmt wird und der Strömungskanal 23 ansonsten frei durchgängig ist, verursacht eine Durchströmung desselben nur einen sehr geringen Druckverlust. Der hierfür nötige Druckgradient wird bei der gezeigten Ausführungsform durch eine Strahlpumpe mit einem Venturirohr 4 erzeugt. Das Venturirohr verfügt über einen Einströmquerschnitt 41 mit einer großen Querschnittsfläche, einem diesem in Strömungsrichtung nachgelagerten verengten Querschnittsbereich 42, in dem die Strömung unter Ausbildung eines dynamischen Unterdrucks beschleunigt wird und schließlich weiter in Strömungsrichtung einen Ausströmquerschnitt 43 mit wiederum vergrößertem Querschnitt (Diffusor), in welchem die Strömung wieder abgebremst wird. Die Abströmöffnung 232 des Strömungskanals 23 des Verkleidungsmoduls 1 ist nun im Bereich des verengten Querschnittsbereichs 42 fluidisch mit dem Venturirohr gekoppelt, wobei an dieser Stelle ein Ansaugquerschnitt für ein Arbeitsmedium 44 vorliegt, über den der an dieser Stelle herrschende dynamische Unterdruck zur Durchströmung des Strömungskanals 23 nutzbar gemacht werden kann. Vorteilhafter Weise benötigt dies keine Hilfsenergie, sondern nutzt rein passiv das aufgrund der Fahrgeschwindigkeit ohnehin vorhandene Staudruckpotenzial aus. Nachdem die Umgebungsluft entlang des Strömungspfades S durch den Strömungskanal 23 geströmt ist, strömt diese im Bereich der Abströmöffnung 232 in den Querschnitt des Venturirohrs 4 ein, vermischt sich mit dem Triebmedium und wird dem Ausströmquerschnitt 44 zugeführt.
Um auch bei geringen Fahrgeschwindigkeiten ein ausreichendes Druckgefälle zur Durchströmung des Strömungskanals 23 zur Verfügung stellen zu können, kann alternativ oder zusätzlich zum Venturirohr 4 als Unterdruckquelle ein Lüfter oder Gebläse 5 eingesetzt werden. Der Lüfter/Gebläse 5 kann beispielsweise elektrisch angetrieben sein, wobei zur Stromversorgung, gerade im Frontbereich eines Kraftfahrzeugs hinreichend Möglichkeiten bestehen, ein Bordnetz zu nutzen. In der in 2 gezeigten Ausführungsform unterstützt das Gebläse 5 die Durchströmung der Venturidüse mit Treibmedium. Es kann allerdings auch vorgesehen werden, dass das Gebläse 5 saugend an dem Ansaugquerschnitt für das Arbeitsmedium 44 angeschlossen ist oder ausschließlich ein Gebläse 5 zur Unterdruckerzeugung dient, wobei das Gebläse direkt fluidisch mit der Abströmöffnung 232 des Strömungskanals 23 fluidisch gekoppelt wird.
Die Weiterbildung gemäße 3 unterscheidet sich von den vorbeschriebenen Ausführungen dadurch, dass unmittelbar an die Zuströmöffnung 231 angrenzend ein Strömungsleitelement 6 vorgesehen ist, welches sich in Verlängerung der Innenwand 21 des Verkleidungsteils 2 sich entgegen der Fahrzeughochachse auf die Fahrbahn zu erstreckt. Das Strömungsleitelement 6 kann beispielsweise ausgeführt sein wie ein Matschfänger, etwa aus einem robusten Kunststoffmaterial. Das Strömungsleitelement 6 ist der Zuströmöffnung 231 in Fahrtrichtung F nachgelagert, so dass vom Rad aufgewirbelte partikuläre Verunreinigungen über die hierdurch erreichte Strömungslenkung in den Strömungskanal 23 geleitet werden. Strömungsverluste durch einen Spalt zwischen Fahrbahnoberfläche und der Spitze des Strömungsleitelements 6 werden minimiert. Ferner unterscheidet sich die in 3 gezeigte Ausführung dadurch von den vorbeschriebenen, dass das Filtermedium 31 des Filterelements 3 hier an der Innenwand 21 angeordnet ist. Es sind jedoch auch Ausführungsformen sinnvoll, bei denen sowohl an der Innen- als auch der Außenwand Filtermedium vorliegt, was jedoch nicht figurativ gezeigt ist. Eine Unterdruckquelle ist in 3 nicht dargestellt, jedoch eignen sich sowohl die vorgenannten Varianten Venturirohr und/oder Gebläse.
Die in 4 gezeigte Ausführungsform utnerscheidet sich von der in 3 gezeigten durch die Ausbildung des Strömungsleitelements 6; funktionell gibt es ansosnten keine Unterschiede. Das Strömungsleitelement 6 ist hohl ausgeführt und weist einen Hohlraum 62 auf, der fluidisch dicht mit der Zuströmöffnung 231 des Strömungskanals 23 des Verkleidungsteils 2 verbunden ist. Ferner weist das Strömungsleitelement 6 mehrere Öffnungen 61 auf, die an einer in Fahrtrichtung F vorne liegenden Begrenzungswand des Strömungsleitelements 6 vorliegen und insbesondere als Schlitze ausgeführt sein können. Dies bietet den Vorteil, dass partikuläre Verunreinigungen deutlich näher an der Fahrbahnoberfläche abgesaugt werden können, und dadurch ein deutlich geringer Teil der Partikel aus dem Nachlaufbereich des Rades als „Spaltverlust“ zwischen der Spitze des Strömungsleitelements 6 und der Fahrbahnoberfläche hindurch strömt. Das hohle Strömungsleitelement 6 ist sinnvollerweise ebenfalls aus einem robusten Kunststoffmaterial hergestellt, so dass dieses auch Kontakt mit Fremdkörpern, z.B. Bordstein, unbeschadet übersteht. Es kann beispielsweise als Blasformteil ausgeführt sein und/oder alternativ oder zusätzlich gelenkig an dem Verkleidungsteil 2 angebunden sein.
Bei der in 5 gezeigten Ausführungsform handelt es sich um ein Seitenschwellerverkleidungsmodul 1. Die Einströmung ist ähnlich wie bei dem Radhausverkleidungsmodul der 4 in einem hohlen Strömungsleitelement 6 realisiert, während die Zuströmöffnung 231 Teil eines Seitenschwellerverkleidungsteils 2 ist, welches über eine Außenwand 22 sowie eine nicht figurativ gezeigte Innenwand verfügt, die einen Strömungskanal 23 zumindest mit begrenzen, über den Umgebungsluft zumindest einem Filterelement zuführbar ist.
Das Filterelement 3 kann wie in 6 gezeigt in dem durch die Innenwand 21 und die Außenwand 22 des Seitenschwellerverkleidungsteils 2 umgrenzten Strömungskanal 23 angeordnet sein. Auch bei den Ausführungsformen, bei denen es sich um Seitenschwellerverkleidungsmodul 1 handelt kann die Erzeugung des treibenden Druckgefälles duch vorbeschriebene Varianten erfolgen; neben einem Gebläse 5, einem Venturirohr sind jedoch auch weitere hierin nicht ausdrücklich genannten Unterdruckqellen von der Erfindung umfasst. Die Zuströmöffnung 231 ist wiederum hinter dem Rad R vorgesehen. Das Strömungsleitelement 6 der 6 unterscheidet sich jedoch hinsichtlich seiner Positionierung von den vorbeschriebenen Ausführungsformen. Dieses ist der Zuströmöffnung 231 in Rotationsrichtung des Rades R bei bestimmungsgemäßer Vorwärtsfahrt F nachgelagert und oberhalb der durch das Seitenschwellerverkleidungsteil 2 definierten Zuströmöffnung 231 angeordnet. Das Strömungsleitelement 6 erstreckt sich möglichst nah bis an an eine Mantelfläche des Rades R. Durch eine derartige Anordnung kann insbesondere eine am Rad R ausgebildete Umfangsströmung gezielt verwirbelt und von dieser getragene partikuläre Verunreinigungen der Zuströmöffnung 231 zugeführt werden.
Gemäß der Weiterbildung der 7 ist vorgesehen, das Strömungsleitelement 6 der Zuströmöffnung 231 in Fahrtrichtung F vorzulagern. Dem liegt der strömungsmechanische Effekt zugrunde, dass sich im Nachlaufbereich einer umströmten plattenförmigen Störkontur Wirbel ausbilden, welche sich hier mit einer Richtungskomponente in Fahrzeughochrichtung bewegen, so dass ein Teil der im Nachlaufbereich des Rades ansonsten in Fahrtichtung F verlaufenden Strömung hierdurch in Fahrzeughochrichtung abgelenkt und der Zuströmöffnung 231 zugeführt werden kann.
8 zeigt wiederum ein Radhausverkleidungsmodul 1. Dieses zeichnet sich durch eine verringerten Bauraumbedarf in Umfangsrichtung aus. Dies wird dadurch erreich dass der Strömungskanal 23 quasi gefaltet ist. Im Strömungskanal 23 ist eine Zwischenwand 9 angeordnet, die diesen in einen ersten Teilkanal 233 und einen zweiten Teilkanal 234 unterteilt, wobei in einem Übergang zwischen vom ersten Teilkanal 233 zum zweiten Teilkanal 234 eine Strömungsumlenkung 91 um 180° stattfindet, so dass die Strömungsrichtung im zweiten Teilkanal 234 entgegen der Strömungsrichtung im ersten Teilkanal 233 verläuft. Der zweite Teilkanal 234 verläuft parallel und radial außerhalb des ersten Teilkanals 233. Die Zwischenwand 9 ist luftundurchlässig ausgebildet. Gemäß der gezeigten Ausführungsform ist nur in dem ersten Teilkanal an der Außenwand 22 ein Filterelement 3 angeordnet; in nicht figurativ gezeigten Ausführungen kann jedoch auch ind ein zweiten Teilkanal 234 ein Filterelement vorliegen, was zum Erreichen einer maximalen Filtermediumfläche vorteilhaft ist. Die Abströmöffnung 232 ist in einem Übergangsbereich zwischen der Innenwand 21 des Radhausverkleidungsteils 2 und einer Seitenschwellerverkleidung angeordnet, wobei in der Seitenschwellerverkleidung ein Lüfter 5 angeordnet ist, der mit seiner Saugseite fluidisch an die Abströmöffnung 232 angeschlossen ist. Die Zuströmöffnung 231 ist wiederum dem Rad R in Fahrtrichtung nachgelagert vorgesehen und mündet in den ersten Teilkanal 233.
Die Ausführungsform der 9 weist ebenfalls einen zweigeteilten Strömungskanal 23 auf mit einem ersten Teilkanal 233 und einem zweiten Teilkanal 234 auf. Die Zuströmung mit hohlem Strömungsleitelement 6 entspricht der in 4 im Detail erläuterten Ausführung. Eine Unterdruckquelle ist nicht figurativ gezeigt; es eignen sich jedoch sämtliche hierin vorbeschriebene Varianten. Die Ausführung der 9 weist nun den maßgeblichen Unterschied auf, dass die Zwischenwand 9 über deren Längserstreckung in Umfangsrichtung luftdurchlässig ausgeführt ist, so dass Umgebungsluft, welche über die Zuströmöffnung 231 in den ersten Teilkanal 233 gelangt, nach dem Durchströmen des Filtermediums 31 des Filterelements 3 durch die Zwischenwand 9 in den zweiten Teilkanal geleitet werden kann. Anders als bei den vorbeschriebenen Ausführungen wird über das Filtermedium 31 des Filterelements 3 gemäß der vorliegenden Ausführung also eine Trennung einer Reinseite (im zweiten Teilkanal) von einer Rohseite (im ersten Teilkanal) erreicht. Ferner besteht ein signifikanter Unterschied darin, dass das Filterelement 3 an der Zwischenwand 9 im ersten Teilkanal 233 angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich könnte das Filterelement 3 auch an der Zwischenwand 9 im zweiten Teilkanal 234 angeordnet werden, was in den Figuren jedoch nicht gezeigt ist.
Die in 10 und 11 gezeigten Weiterbildungen entsprechen funktionell im Wesentlichen den hierin vorbeschriebenen Varianten. Ein Unterschied besteht in der Ausbildung des Filterelements 3, dessen Filtermedium 31 in Form von Fransen 312 von der Innenwand des Radhausverkleidungsteils 2 herunter hängt. Diese Ausführung lässt sich besonders vorteilhaft mit stark elektrostatisch geladenen Filtermedien umsetzen (vgl. Staubwedel), was den Vorteil hat, dass gegenüber einem überströmten gefalteten Filtermedium nochmals geringere Druckverluste erzielt werden können, während aufgrund der elektrostatischen Ladung dennoch eine gute Partikelabscheidung erreichbar ist. Besonders sinnvoll ist eine Ausbildung des Filterelements 3 als Fransen-Filter bei einer Überkopfmontage, wie gezeigt.
Eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Unterbodenverkleidungsmoduls 1 ist in 12 und 13 gezeigt. Am Unterboden eines Kraftfahrzeugs 10 ist ein Unterbodenverkleidungsteil 2 vorgesehen, das eine Innenwand 21 und eine Außenwand 22 aufweist, zwischen denen ein Strömungskanal 23 verläuft, der in Fahrtrichtug F vorne eine Zuströmöffnung 231 und in Fahrtichtung hinten eine Abströmöffnung 232 hat. Die Zuströmöffnung 231 kann vorteilhaft mit einer Einströmtulpe versehen sein, was in der Figur nicht gezeigt ist, sich jedoch positiv auf den durch den Staudruck erreichbaren Volumenstrom auswirkt. In dem Strömungskanal 23 ist eine Mehrzahl als Bagfilter ausgeführte Filterelemente 3 angeordnet, die den Strömungskanal 23 nahezu über dessen komplette Länge, bevorzugt zu mindestens 80 %, auskleiden. Diese Ausführung ermöglicht es insbesondere bei Elektrofahrzeugen, jedoch ausdrücklich nicht hierauf beschränkt, Bauräume am Unterboden zur Filtration zu nutzen, in denen bisher Kompomenenten des Verbrennungsmotorsystems vorlagen, z.B. Abgasanlagenbauteile oder Fluidleitungen.
Bezugszeichenliste

1: Verkleidungsmodul
10: Kraftfahrzeug
2: Verkleidungsteil
21: Innenwand
22: Außenwand
23: Strömungskanal
231: Zuströmöffnung
232: Abströmöffnung
233: erster Teilkanal
234: zweiter Teilkanal
3: Filterelement
31: Filtermedium
311: Falten
312: Fransen
4: Venturirohr
41: Einströmquerschnitt
42: verengter Querschnitt
43: Ausströmquerschnitt
44: Ansaugquerschnitt Arbeitsmedium
5: Gebläse/Lüfter
6: Strömungsleitelement
61: Öffnung des Strömungsleitelements
62: Hohlraum des Strömungsleitelements
7: Seitenschweller
8: Radhaus
9: Zwischenwand
91: Strömungsumlenkung
F: Fahrtrichtung bei bestimmungsgemäßer Vorwärtsfahrt
R: Rad
S: Durchströmung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1837066 A2 [0006]
DE 102016200936 A1 [0007]
WO 2004080740 A1 [0009]

Claims

Verkleidungsmodul (1), insbesondere Radhausverkleidungsmodul, Unterbodenverkleidungsmodul oder Seitenschwellerverkleidungsmodul, eines Kraftfahrzeugs (10), das zumindest ein Verkleidungsteil (2) aufweist, das eine Innenseite aufweist, die dazu ausgebildet ist, in einem Montagezustand zu einer Kraftfahrzeugkarosserie zu weisen, und eine Außenseite aufweist, die dazu ausgebildet ist, in dem Montagezustand zur Umgebung zu weisen, wobei das Verkleidungsteil (2) mit der Kraftfahrzeugkarosserie verbindbar ist, und wobei das Verkleidungsteil (2) zumindest doppelwandig ausgeführt ist und eine in dem Montagezustand zu der Kraftfahrzeugkarosserie weisende Innenwand (21) sowie eine in dem Montagezustand zur Umgebung weisende Außenwand (22) aufweist, die zumindest einen Strömungskanal (23) zumindest mit begrenzen, der von einer Zuströmöffnung (231) zu einer Abströmöffnung (232) mit Umgebungsluft durchströmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Strömungskanal (23) zumindest ein Filterelement (3) derart angeordnet ist, dass Luft, welche von der Zuströmöffnung (231) zur Abströmöffnung (232) strömt, an dem Filterelement (3) vorbei strömt oder dieses durchströmt, und dass das Filterelement (3) zumindest ein Filtermedium (31) aufweist, das entlang einer Längserstreckung von zumindest 25 % einer Gesamtlänge des Strömungskanals (23), bevorzugt zumindest 50 % einer Gesamtlänge des Strömungskanals (23) vorliegt, wobei das Filtermedium (31) im Bereich zumindest der Innenwand und/oder der Außenwand vorliegt.
Verkleidungsmodul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium (31) von einer der Innenwand (21) und/oder der Außenwand (22) abragt, bevorzugt in den Strömungskanal (23) einragt, und/oder den Strömungskanal (23) auskleidet.
Verkleidungsmodul (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verkleidungsteil (2) an zumindest einer der Innenwand (21) und/oder der Außenwand (22) in dem Strömungskanal (23) Führungsmittel, bevorzugt zumindest eine Führungsschiene, aufweist, an denen das zumindest eine Filterelement (3) lösbar befestigt ist.
Verkleidungsmodul (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel des Filterelements (3) einen Flansch oder Bund umfassen, der dazu ausgebildet ist, in das Führungsmittel der Innenwand (21) und/oder der Außenwand (22) einzugreifen.
Verkleidungsmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium (31) des Filterelements (3) eine Faltung (311) aufweist, die eine Vielzahl Falten (311) aufweist, wobei die Falten (311) von zumindest einer der Innenwand (21) und/oder der Außenwand (22) abragen, bevorzugt in den Strömungskanal (23) einragen, und wobei sich die Falten (311) bevorzugt in dem Montagezustand tangential bezüglich einer Drehachse eines Rades (R) des Kraftfahrzeugs (10) erstrecken.
Verkleidungsmodul (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Faltung (311) als 3D-Faltung ausgebildet ist, wobei zumindest eine Falte der Faltung (311) entlang ihrer Faltenlängserstreckung zumindest eine variable Höhe und/ oder einen variablen Winkel hat.
Verkleidungsmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (3) eine Vielzahl von Fransen (312) aus Filtermedium (31) aufweist, welche von zumindest einer der Innenwand (21) und/oder der Außenwand (22) abragen, bevorzugt in den Strömungskanal (23) einragen, besonders bevorzugt in einer flächigen Anordnung.
Verkleidungsmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verkleidungsmodul (1) zumindest eine Unterdruckquelle (4, 5) aufweist, welche fluidisch mit der Zuströmöffnung (231) des Strömungskanals (23) verbunden ist, wobei die Unterdruckquelle (4, 5) insbesondere zumindest einen Lüfter (5) oder Gebläse (5) und/oder ein Venturirohr (4) umfasst.
Verkleidungsmodul (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verkleidungsteil (2) zumindest eine Zwischenwand (9) aufweist, welche in dem Strömungskanal (23) verläuft und diesen in zwei Teilkanäle (233, 234) unterteilt, wobei die Zwischenwand (9) bevorzugt abschnittsweise luftdurchlässig ausgebildet ist und/oder wobei der Strömungskanal (23) zumindest eine Umlenkung (91) aufweist, bevorzugt eine Umlenkung (91) mit einem Umlenkungswinkel von zumindest 45°.
Verkleidungsmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verkleidungsmodul (1) ein Radhausverkleidungsmodul (1) ist, wobei die Zuströmöffnung (231) in dem Montagezustand an einer hinter einem Rad (R) des Kraftfahrzeugs (10) liegenden Position vorliegt.
Verkleidungsmodul (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich in Verlängerung der Außenwand (22) und/oder der Innenwand (21) ein Strömungsleitelement (6) von der Außenwand (22) und/oder der Innenwand (21) weg erstreckt, welches in dem Montagezustand außerhalb eines Radhauses (8) des Kraftfahrzeugs (10) vorliegt und sich entgegen der Fahrzeughochachse erstreckt.
Verkleidungsmodul (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verkleidungsteil (2) im Wesentlichen parallel zu einer Radlaufkante zumindest eine Strömungsleitrippe aufweist, welche dazu ausgebildet ist, sich in dem Montagezustand von der Radlaufkante in Richtung eines Rades (R) des Kraftfahrzeugs (10) zu erstrecken.
Verkleidungsmodul (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungsleitelement (6) als Hohlkörper ausgeführt ist und bevorzugt zumindest eine Öffnung (61) zur Umgebung aufweist, wobei ein Innenraum des Strömungsleitelements (6) mit der Zuströmöffnung (231) des Strömungskanals (23) fluidisch verbunden ist.
Verkleidungsmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwand (22) zumindest abschnittsweise luftdurchlässig ausgebildet ist, bevorzugt eine Vielzahl von Durchströmöffnungen aufweist, insbesondere Bohrungen und/oder Schlitze, und/oder die Innenwand (21) luftundurchlässig ausgebildet ist, wobei besonders bevorzugt das Filterelement (3) an der zumindest abschnittsweise luftdurchlässigen Außenwand (22) angeordnet ist.
Verkleidungsmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verkleidungsmodul (1) ein Unterbodenverkleidungsmodul ist, wobei die Zuströmöffnung (231) in dem Montagezustand in eine vorbestimmte Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs (10) bei Vorwärtsfahrt zeigt, wobei der Zuströmöffnung (231) bevorzugt eine Einströmtulpe vorgelagert ist.
Verkleidungsmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass - das Filterelement (3) ein flexibles Filterelement ist, das zumindest bei der Montage verformbar ist, wobei bevorzugt das Filterelement (3) ein thermogeformtes Filterelement ist, das bevorzugt ausschließlich aus Filtermedium (31) besteht oder - das Filterelement (3) einen aus Filtermedium (31) gebildeten Filterschlauch, insbesondere einen gefalteten Filterschlauch, aufweist.
Verkleidungsmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium (31) des Filterelements (3) ein ein- oder mehrlagiges Filtermedium (31) ist, bevorzugt ein synthetisches Vliesmedium, das - wasserbeständig ausgebildet ist und/oder - zumindest eine Drainagelage und/oder Vorabscheiderlage aufweist und/oder - Glasfasern und/oder Kunststofffasern, insbesondere Polyester und/oder Polyethylen und/oder Polypropylen aufweist oder daraus besteht und/oder - einen Porositätsgradient in einer Dickenrichtung aufweist und/oder - elektrostatisch geladen ist, insbesondere ein Elektretfiltermedium ist.
Verkleidungsmodul (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass dem zumindest einen Filterelement (3) in Strömungsrichtung vorgelagert zumindest eine Wasserabscheideeinrichtung vorgesehen ist, bevorzugt ein Trägheitsabscheider, besonders bevorzugt einen Lamellenabscheider oder Drallabscheider, wobei die Wasserabscheideeinrichtung insbesondere unmittelbar der Zuströmöffnung (231) des Strömungskanals vorgelagert ist und/oder zumindest einer der Durchströmöffnungen der zumindest abschnittsweise luftdurchlässig ausgebildeten Außenwand (22) unmittelbar vorgelagert ist.
Kraftfahrzeug (10), insbesondere Straßenfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, Bus, Lastkraftwagen oder Schienenfahrzeug, insbesondere Triebzug, Lokomotive, das zumindest ein Verkleidungsmodul aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verkleidungsmodul ein Verkleidungsmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18 ist.