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Die Erfindung betrifft eine Einhausungsanordnung zum zumindest bereichsweisen Umschließen eines Aggregats eines Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem Aggregat und einer entsprechenden Einhausungsanordnung.
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Aggregate bestehen üblicherweise aus mehreren zusammenwirkenden Einzelmaschinen, -apparaten oder -geräten. Innerhalb eines Kraftfahrzeugs sind meist mehrere derartiger Aggregate verbaut, um das Kraftfahrzeug anzutreiben und auch Zusatzfunktionen in dem Kraftfahrzeug auszuführen, wie beispielsweise zum Kühlen und/oder Wärmen des Innenraums oder zum Kühlen von Teilen im Motorraum des Kraftfahrzeugs. Beispielsweise kann das Aggregat als Bauteil und/oder Baugruppe einer Klimaanlage und/oder eines Fahrzeugkühlsystems, insbesondere als Wärmetauscher in Form eines Kühlers und/oder Kondensators und/oder Verdampfers und/oder als Drosselventil und/oder Kompressor und/oder Lüftereinheit ausgeführt sein.
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Im Falle eines Unfalls können diese Aggregate, wenn sie innerhalb des Kraftfahrzeugs durch einen Aufprall beim Unfall mit anderen Teilen des Kraftfahrzeugs zusammenstoßen bzw. zusammengeschoben werden, brechen bzw. aufreißen, wodurch ein kritischer Zustand eintreten kann. Ferner erzeugen derartige Aggregate oft vibroakustische Geräusche. Insbesondere bei Elektrofahrzeugen und Hybridfahrzeugen fallen im rein elektrischen Betrieb derartige durch die Aggregate, beispielsweise durch einen Klimakompressor, erzeugte vibroakustische Geräusche besonders auf, da typische Verbrennungs- und Auspuffgeräusche konventioneller Kraftfahrzeuge als Verdeckungsgeräusche entfallen.
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Zum Schutz derartiger Aggregate bei einem Unfall und auch als Akustikschirmung ist es beispielsweise bekannt, die Gehäuse der Aggregate durch Erhöhung der Wanddicke der Gehäuse der Geräte, welche meist aus einem Metallmaterial ausgebildet sind, aufzudicken. Weiter ist es bekannt, einen aus einem Metallgitter oder Metallnetz ausgebildeten Schutzkäfig oder separate Schutzbleche zwischen dem Aggregat und den weiteren Bauteilen des Kraftfahrzeugs anzuordnen. Alle diese Lösungen bewirken allerdings eine unerwünschte Erhöhung des Gesamtgewichts des Kraftfahrzeugs. Zudem sind derartige Ausgestaltungen oft mit erhöhten Mehrkosten verbunden, und insbesondere bei der Verwendung von Schutzkäfigen und/oder Schutzblechen wird mehr Bauraum innerhalb des Kraftfahrzeugs benötigt, um diese darin sinnvoll positionieren zu können. Auch der Montageaufwand derartiger Schutzkäfige und/oder Schutzbleche ist nicht unerheblich.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einhausungsanordnung sowie ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, bei welchen das Vorsehen eines Unfallschutzes und gleichzeitig einer Akustikschirmung ohne eine wesentliche Erhöhung des Gesamtgewichts und bei einem gleichzeitig reduzierten Montageaufwand erreicht werden kann.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die Einhausungsanordnung gemäß der Erfindung weist einen Grundkörper auf, welcher eine Innenschicht und eine die Innenschicht überdeckende Außenschicht aufweist, wobei die Innenschicht aus einem ersten Material und die Außenschicht aus einem von dem ersten Material unterschiedlichen zweiten Material ausgebildet ist.
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Erfindungsgemäß ist es nunmehr vorgesehen, dass zur Ausbildung eines Unfall-, insbesondere eines Aufprallschutzes, und gleichzeitig zur Ausbildung einer Akustikschirmung das jeweilige Aggregat mit einer Einhausungsanordung eingehaust werden kann, welche derart um das Aggregat angeordnet werden kann, dass das jeweilige Aggregat zumindest bereichsweise von dieser Einhausungsanordnung umschlossen sein kann. Die Einhausungsanordnung kann damit eine Abdeckhaube für ein Aggregat ausbilden, welche über das entsprechende Aggregat gestülpt werden kann. Dies ermöglicht eine Anordnung der Einhausungsanordnung um das Aggregat herum ohne einen großen Montageaufwand. Das Aggregat kann durch die Einhausungsanordnung abgedeckt werden. Die Einhausungsanordnung kann dabei mit einem möglichst geringen Abstand zu der Außenfläche des jeweiligen Aggregats angeordnet werden, so dass die Einhausungsanordnung einen möglichst geringen zusätzlichen Bauraum innerhalb des Kraftfahrzeugs erfordert. Die Einhausungsanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass der Grundkörper der Einhausungsanordnung, mit welchem die Einhausungsanordnung das entsprechende Aggregat zumindest bereichsweise umschließt, aus zwei unterschiedlichen Materialien ausgebildet ist. Der Grundkörper ist damit aus einem Zweischichtverbund ausgebildet, welcher eine Innenschicht und eine die Innenschicht überdeckende Außenschicht aufweist. Durch diesen Zweischichtverbund ist eine gezielte Abstimmung des Aufbaus der Einhausungsanordnung dahingehend möglich, dass die beiden unterschiedlichen Materialien der Innenschicht und der Außenschicht einerseits Geräusche und Vibrationen dämpfen können, um eine Akustikschirmung ausbilden zu können, und andererseits gleichzeitig ausreichend Stabilität und Festigkeit geben können, um das entsprechende Aggregat im Falle eines Unfalls vor Schäden schützen zu können, indem diese als Aufpralldämpfung wirken können.
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Bevorzugt ist es vorgesehen, dass das erste Material ein Kunststoffmaterial und dass das zweite Material ein andersartig zu dem ersten Material ausgebildetes Kunststoffmaterial ist. Damit können beide Materialien und damit sowohl die Innenschicht als auch die Außenschicht aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet sein, wodurch die Einhausungsanordnung ein sehr geringes Gewicht aufweisen kann. Die beiden Materialien sind jedoch vorzugsweise aus unterschiedlichen Kunststoffmaterialien ausgebildet. Andersartig bedeutet hierbei, dass das erste Material aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet ist, welches andere Eigenschaften aufweist als das Kunststoffmaterial des zweiten Materials. Die Eigenschaften können sich beispielsweise hinsichtlich der Dichte, der Festigkeit, der Steifigkeit, der Schlagzähigkeit, der Offenporigkeit bzw. Geschlossenporigkeit usw. unterscheiden.
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Dabei kann es bevorzugt vorgesehen sein, dass das zweite Material ein Elastizitätsmodul aufweist, welches größer ist als ein Elastizitätsmodul des ersten Materials. Das Elastizitätsmodul beschreibt das Verformungsverhalten eines festen Körpers. Weist das erste Material, welches die Innenschicht ausbildet, ein kleineres Elastizitätsmodul auf als das zweite Material, welches die Außenschicht ausbildet, so ist das erste Material verformbarer und weist damit eine geringere Steifigkeit auf als das zweite Material. Das die Außenschicht ausbildende zweite Material weist damit vorzugsweise eine höhere Steifigkeit auf als das die Innenschicht ausbildende erste Material. Vorzugsweise kann das erste Material ein Elastizitätsmodul von E :::; 100 N/mm2 aufweisen. Das zweite Material kann vorzugsweise ein Elastizitätsmodul von E ≥ 1000 N/mm2 aufweisen.
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Das die Außenschicht ausbildende zweite Material kann beispielsweise ein biegeweiches Schwerschichtmaterial sein. Ein derartiges Material zeichnet sich durch eine besonders gute Schalldämmung aus. Ein Schwerschichtmaterial ist ein eine flächige Schicht ausbildendes Material, das eine möglichst hohe Dichte aufweist. Eine derartige Schwerschicht kann aus einem thermoplastischen Material ausgebildet sein. Beispielsweise kann als biegeweiche Schwerschicht Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Ethylenvinylacetat (EVA) oder thermoplastische Elastomere auf Olefinbasis (TPO) verwendet werden.
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Das die Innenschicht ausbildende erste Material kann vorzugsweise ein Weichschaumstoff sein. Ein Weichschaumstoff zeichnet sich durch seine Offenporigkeit aus, wodurch dieser luftdurchlässig ist. Weichschaumstoffe weisen eine hohe Schalldämmung aus, so dass sie besonders geeignet sind für eine Akustikschirmung. Der Weichschaumstoff ist vorzugsweise aus einem Polyester ausgebildet. Beispielsweise kann der Weichschaumstoff aus Polyurethan (PUR) ausgebildet sein.
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Um die Innenschicht zu stabilisieren, insbesondere, wenn diese aus einem Weichschaumstoff ausgebildet ist, kann innerhalb der Innenschicht eine Stützstruktur angeordnet sein. Die Stützstruktur kann von dem ersten Material der Innenschicht umschlossen sein. Bevorzugt ist die Stützstruktur aus einem Metallmaterial ausgebildet. Es ist aber auch möglich, dass die Stützstruktur aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet ist. Insbesondere im Falle eines Unfalls bzw. Aufpralls kann die Stützstruktur der Innenschicht mehr Stabilität und Festigkeit geben, da die Stützstruktur die im Falle eines Aufpralls entstehende Energie aufnehmen kann und zudem die auf die Einhausungsanordnung wirkende Kraft bzw. Last verteilen kann, so dass punktuelle Belastungen auf die Einhausungsanordnung vermieden werden können. Die Stützstruktur kann insbesondere an den Stellen der Innenschicht bzw. des Grundkörpers angeordnet sein, welche im Falle eines Aufpralls bei einem Unfall besonders gefährdet sind, da auf diese besonders viel Last bzw. Kraft wirkt.
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Eine Stützstruktur kann zusätzlich oder alternativ auch in der Außenschicht angeordnet sein.
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Die Stützstruktur kann beispielsweise eine Gitterstruktur, eine Netzstruktur oder eine Wabenstruktur aufweisen. Durch die Ausbildung der Stützstruktur in Form einer Gitterstruktur, einer Netzstruktur oder einer Wabenstruktur ist eine besonders gute Einbettung der Stützstruktur in das erste Material der Innenschicht möglich. Das erste Material der Innenschicht kann sich in die Zwischenräume der Gitterstruktur, der Netzstruktur oder der Wabenstruktur setzen bzw. diese Zwischenräume ausfüllen, so dass in der Innenschicht entstehende Lufträume vermieden werden können und die Stützstruktur formschlüssig in die Innenschicht integriert sein kann.
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Weiter ist es möglich, dass zwischen der Innenschicht und der Außenschicht Kammern ausgebildet sind, welche mit einem nicht-newtonschen Fluid gefüllt sein können. Ein nichtnewtonsches Fluid zeichnet sich dadurch aus, dass in Abhängigkeit der auf das Fluid wirkenden Scherkräfte sich die Viskosität des Fluids ändern kann. Das nicht-newtonsche Fluid kann bei geringen Scherkräften in einem flüssigen bzw. teigigen Zustand vorliegen. Erhöhen sich die Scherkräfte des Fluids, beispielsweise im Falls eines Aufpralls bei einem Unfall, kann sich das Fluid verfestigen und dadurch der gesamten Einhausungsanordnung eine erhöhte Stabilität geben. Liegt das Fluid bei geringen Scherkräften in einem flüssigen bzw. teigigen Zustand vor, kann es zudem geräuschdämpfend wirken, so dass die Akustikschirmung der Einhausungsanordnung verbessert werden kann. Die Kammern können insbesondere an den Stellen des Grundkörpers angeordnet sein, welche im Falle eines Aufpralls bei einem Unfall besonders gefährdet sind, da auf diese besonders viel Last bzw. Kraft wirkt.
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Derartige Kammern, die mit einem nicht-newtonschen Fluid gefüllt sind, können auch innerhalb der Innenschicht und/oder innerhalb der Außenschicht ausgebildet sein.
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Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe erfolgt ferner mit einem Kraftfahrzeug, welches ein Aggregat und eine das Aggregat zumindest bereichsweise umschließende Einhausungsanordnung aufweist, wobei die Einhausungsanordnung wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet ist.
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Das Aggregat kann als Bauteil und/oder Baugruppe einer Klimaanlage und/oder eines Fahrzeugkühlsystems, insbesondere als Wärmetauscher in Form eines Kühlers und/oder Kondensators und/oder Verdampfers, und/oder als Drosselventil und/oder Kompressor und/oder Lüftereinheit ausgeführt sein. Die Einhausungsanordnung kann haubenfömig über das Aggregat gestülpt sein, so dass ein Großteil der Außenfläche des Aggregats durch die Einhausungsanordnung überdeckt und damit geschützt sein kann.
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausgestaltungen der Erfindung anhand der nachfolgenden Figuren näher dargestellt.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Einhausungsanordnung gemäß der Erfindung angeordnet um ein Aggregat herum,
- 2 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnitts einer wie in 1 gezeigten Einhausungsanordnung gemäß einer ersten Ausgestaltung,
- 3 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnitts einer wie in 1 gezeigten Einhausungsanordnung gemäß einer zweiten Ausgestaltung,
- 4 Schnittdarstellung eines Ausschnitts einer wie in 1 gezeigten Einhausungsanordnung gemäß einer dritten Ausgestaltung, und
- 5 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Einhausungsanordnung gemäß der Erfindung.
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1 zeigt eine Einhausungsanordnung 100, welche um ein Aggregat 200, hier in Form eines Klimakompressors, angeordnet ist. Zur Veranschaulichung der Anordnung der Einhausungsanordnung 100 um das Aggregat 200 ist das durch die Überdeckung durch die Einhausungsanordnung 100 nicht sichtbare Aggregat 200 gestrichelt dargestellt.
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Die Einhausungsanordnung 100 bildet eine Haube aus, welche über das Aggregat 200 drüber hinweg gestülpt ist. Die Einhausungsanordnung 100 umschließt dabei einen Großteil der Außenfläche des Aggregats 200. Bei der hier gezeigten Ausgestaltung ist lediglich eine Unterseite des Aggregats 200 nicht durch die Einhausungsanordnung 100 überdeckt.
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Die Einhausungsanordnung 100 weist mehrere Öffnungen 110 auf, über welche insbesondere nicht dargestellte Anschlüsse des Aggregats 200 hindurchgeführt sein können.
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Wie in 1 zu erkennen ist, weist die Einhausungsanordnung 100 eine Form auf, welche an die Außenkontur des Aggregats 200 angepasst ist. Insbesondere entspricht die Formgebung der Einhausungsanordnung 100 der Außenkontur des Aggregats 200. Damit kann die Einhausungsanordnung 100 an jeder Stelle des Aggregats 200 in einem möglichst geringen Abstand von wenigen Zentimetern, vorzugsweise in einem Abstand von weniger als 5 cm, zu der Außenfläche des Aggregats 200 angeordnet sein.
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In 2 bis 4 sind anhand einer Schnittdarstellung eines Ausschnitts der in 1 gezeigten Einhausungsanordnung 100 verschiedene Ausgestaltungen einer Einhausungsanordnung 100 gezeigt.
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Die Einhausungsanordnung 100 weist einen Grundkörper 111 auf. An diesem Grundkörper 111 sind die Öffnungen 110 ausgebildet.
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Der Grundkörper 111 weist über seine gesamte Fläche eine Innenschicht 112 und eine die Innenschicht 112 überdeckende Außenschicht 113 auf. Die Innenschicht 112 ist in Richtung des Aggregats 200 gerichtet. Zwischen dem Aggregat 200 und der Außenschicht 113 ist die Innenschicht 112 angeordnet. Die Außenschicht 113 weist bei den hier gezeigten Ausgestaltungen eine kleinere Dicke auf als die Innenschicht 112, so dass die Außenschicht 113 dünner ist als die Innenschicht 112.
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Ferner sind die Innenschicht 112 und die Außenschicht 113 aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet, wobei die Innenschicht 112 aus einem ersten Material 114 und die Außenschicht 113 aus einem zweiten Material 115 ausgebildet sind. Sowohl das erste Material 114 als auch das zweite Material 115 können aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet sein, wobei die Kunststoffmaterialien unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Der Grundkörper 111 ist dadurch aus einem Zweischichtverbund ausgebildet.
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Bei der in 2 gezeigten Ausgestaltung ist das die Innenschicht 112 ausbildende erste Material 114 ein Weichschaumstoff, welcher beispielsweise aus einem Polyurethan ausgebildet sein kann. Das die Außenschicht 113 ausbildende zweite Material 115 ist ein biegeweiches Schwerschichtmaterial, beispielsweise Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk. Eine derartige Materialkombination weist eine besonders gute vibroakustische Geräuschdämpfung bei gleichzeitig guter Aufpralldämpfung im Falle eines Unfalls des Kraftfahrzeugs 300 auf. Zudem weist die Einhausungsanordnung 100 eine gute Eigenstabilität auf.
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Bei der in 3 gezeigten Ausgestaltung ist in der Innenschicht 112 eine Stützstruktur 116 angeordnet. Die Stützstruktur 116 ist hier wabenförmig ausgebildet. Die Stützstruktur 116 ist aus einem Metallmaterial, insbesondere einem Aluminiummaterial ausgebildet. Die Stützstruktur 116 ist in dem ersten Material 114 der Innenschicht 112 eingebettet, so dass die Stützstruktur 116 vollständig formschlüssig von dem ersten Material 114 umschlossen ist. Die Stützstruktur 116 wirkt im Falle eines Unfalls bzw. eines Aufpralls lastverteilend, ohne die Akustikschirmung des Grundkörpers 111 zu beeinflussen bzw. zu beeinträchtigen. Die Stützstruktur 116 ist vorzugsweise an den Stellen der Einhausungsanordnung 100 angeordnet, welche im Falle eines Unfalls besonders kritisch hinsichtlich eines möglichen Bruchs bzw. Beschädigung der Einhausungsanordnung 100 sind. Auch hier kann das erste Material 114 ein Weichschaumstoff sein. Das die Außenschicht 113 ausbildende zweite Material 115 kann ein biegeweiches Schwerschichtmaterial sein.
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Bei der in 4 gezeigten Ausgestaltung sind zwischen der Innenschicht 112 und der Außenschicht 113 mehrere Kammern 117 ausgebildet, welche mit einem nicht-newtonschen Fluid gefüllt sind. Wirken geringe Scherkräfte in dem Fluid, ist dieses flüssig bzw. teigig, so dass das Fluid gute Schalldämpfungseigenschaften aufweist. Steigt die Scherbeanspruchung in dem Fluid, beispielsweise durch einen Aufprall im Falle eines Unfalls, kann sich in sehr kurzer Zeit der Zustand des Fluids dahingehend verändern, dass sich dieses verfestigt, so dass das Fluid beim Aufprall auf die Einhausungsanordnung 100 wirkende Kräfte auffangen kann. Die Kammern 117 sind vorzugsweise an den Stellen der Einhausungsanordnung 100 angeordnet, welche im Falle eines Unfalls besonders kritisch hinsichtlich eines möglichen Bruchs bzw. Beschädigung der Einhausungsanordnung 100 sind.
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Auch bei der in 4 gezeigten Ausgestaltung kann das die Innenschicht 112 ausbildende erste Material 114 ein Weichschaumstoff sein, und das die Außenschicht 113 ausbildende zweite Material 115 kann ein biegeweiches Schwerschichtmaterial sein. Ferner ist es auch bei der in 4 gezeigten Ausgestaltung möglich, dass in der Innenschicht 112 eine Stützstruktur 116 angeordnet ist, wie es bei der in 3 gezeigten Ausgestaltung dargestellt ist.
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5 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug 300, mit einem im vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs 300 schematisch eingezeichneten Aggregat 200, welches durch eine Einhausungsanordnung 100 zumindest bereichsweise umschlossen ist.
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Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausgestaltungen. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von den dargestellten Lösungen auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile einschließlich konstruktiven Einzelheiten räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritte können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Einhausungsanordnung
- 110
- Öffnung
- 111
- Grundkörper
- 112
- Innenschicht
- 113
- Außenschicht
- 114
- Erstes Material
- 115
- Zweites Material
- 116
- Stützstruktur
- 117
- Kammer
- 200
- Aggregat
- 300
- Kraftfahrzeug
