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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug, das eine Vorrichtung zur Entwässerung des Aggregateraums aufweist.
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Bei Kraftfahrzeugen ist der Aggregateraum (Motorraum) üblicherweise als Nassraum ausgelegt, was bedeutet, dass viele dort verbaute Bauteile eine erhöhte Beaufschlagung mit Wasser erfahren. Von der Windschutzscheibe abzuführendes Regenwasser wird durch die Wasserkastenabdeckung im Bereich des Durchbruchs des Scheibenwischerarms abgeführt. Sobald das Wasser durch den Durchbruch getreten ist, fließt es nahezu unkontrolliert in den Wasserkasten und strömt durch einen am Boden des Wasserkastens angeordneten Wasserablauf aus dem Wasserkasten in den Motor- bzw. Aggregateraum. Bei jedem Regenfall, auch im geparkten Zustand, ist der Aggregateraum daher großflächig und dauerhaft mit Nässe beaufschlagt.
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Dies führt dazu, dass ein kostenintensiver Korrosions- und Wasserschutz bei jedem einzelnen Bauteil (IP-Schutzklassen, Dichtung Frontkofferraum Elektrofahrzeuge, etc.) vorgesehen werden muss. Zudem beeinträchtigt ein hoher Schmutzeintrag in den Motorraum die „Motorraum- bzw. Aggregateraum-Hygiene“ und den optischen Eindruck des Motorraum-Inneren.
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Die
US 3 177 840 A betrifft ein Amphibienfahrzeug mit einer versiegelten Hülle auf einer mit vier Rädern ausgestatteten Antriebseinheit. Eine vordere Erweiterung der versiegelten Hülle stellt einen versiegelten Motorraum bereit.
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Die Mehrzahl der Aggregate und Verbindungen sind verkapselt und gegen Wassereintritt versiegelt.
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Aus der
US 2013 / 078 876 A1 ist ein amphibisches Fahrzeug bekannt, das Tauchoperationen durchführen kann. Das Fahrzeug hat Flügel, die so konfiguriert sind, dass sie eine ausreichende Tauchkraft erzeugen, um dem Auftrieb des Fahrzeugs entgegenzuwirken, wenn dies gewünscht wird und die auf gegenüberliegenden Seiten eines zentralen Rumpfes angeordnet sind. Motor und Batterien befinden sich in einer versiegelten Kammer.
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Die
US 7 934 963 B1 offenbart ein Amphibienfahrzeug mit einer Karosserie, deren Oberteil eine Passagierkabine bildet und deren Unterteil ein schwimmfähiges Floß bildet, dessen Oberseite so ausgestaltet ist, dass Wasser automatisch davon abfließen kann. Ein auf der Karosserie montierter Motor treibt selektiv ein Radpaar oder einen Wasserantrieb an. Durch einen Unterbrecher kann jeweils nur ein Antrieb mit dem Motor verbunden werden.
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Vor diesem Hintergrund hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, das es ermöglicht, den für Wasser- und Korrosionsschutz von Bauteilen im Aggregateraum erforderlichen Aufwand zu verringern und den Schmutzeintrag in den Aggregateraum zu reduzieren.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Abbildungen.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug mit einem Aggregateraum, der im Vorderwagen angeordnet ist. Der Aggregateraum wird zu einer Fahrgastzelle des Fahrzeugs hin durch eine Spritzwand begrenzt, an der ein Wasserkasten angebracht ist. Erfindungsgemäß ist am Boden des Wasserkastens eine Wasserrinne mit mindestens einer Ablauföffnung implementiert.
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Erfindungsgemäß wird ein verbessertes Management des Wasserablaufs aus dem Wasserkasten des Kraftfahrzeugs erreicht. Hierzu ist vorgesehen, dass am Boden des Wasserkastens eine Wasserrinne implementiert ist. In einer Ausführungsform ist die Wasserrinne in den Boden des Wasserkastens integriert (1-teilig). In einer anderen Ausführungsform ist die Wasserrinne als separates Bauteil ausgeführt und am Wasserkasten angebracht (2-teilig). Die Wasserrinne verläuft typischerweise unterhalb (in z-Richtung) bzw. vor (in x-Richtung) den Wasserablauföffnungen des Wasserkastens.
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Die Wasserrinne umfasst mindestens eine Ablauföffnung. In einer Ausführungsform umfasst die Wasserrinne mehrere Ablauföffnungen, beispielsweise zwei, drei, vier oder fünf Ablauföffnungen. In einer Ausführungsform führt die mindestens eine Ablauföffnung das Wasser aus der Wasserrinne in den Motorraum an eine Stelle, die bezüglich Wasserschutz günstig ist und an der Korrosion nicht gefördert wird. In einer anderen Ausführungsform führt die mindestens eine Ablauföffnung das Wasser aus der Wasserrinne über Ablaufschläuche oder Ablaufkanäle gezielt aus dem Fahrzeug ab. In einer weiteren Ausführungsform sind mehrere Ablauföffnungen vorhanden, von denen jedoch mindestens eine verschlossen ist. Diese Ausführungsform kann beispielsweise als Modulteil für Rechtslenker- und Linkslenkerfahrzeuge eingesetzt werden. Je nach Variante (Rechtslenker oder Linkslenker) werden nur jeweils erforderliche Ablauföffnungen geöffnet.
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Erfindungsgemäß befindet sich die mindestens eine Ablauföffnung der Wasserrinne an der lokal tiefsten Stelle der Wasserrinne. In einer Ausführungsform fällt der Boden der Wasserrinne in Richtung der mindestens einen Ablauföffnung ab. In einer Ausführungsform weist die Wasserrinne mehr als eine Ablauföffnung auf und der Boden der Wasserrinne weist zwischen zwei benachbarten Ablauföffnungen ein lokales Maximum auf und fällt in Richtung beider Ablauföffnungen ab. Je nach Anzahl der Öffnungen wird die Neigung des Kanalbodens der Wasserrinne angepasst.
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In einer Ausführungsform ist eine Abdichtung zwischen einem Wasserablauf des Wasserkastens und der Wasserrinne vorgesehen. Dadurch dringt sämtliches Wasser über den Wasserablauf in die Wasserrinne ein und es gelangt nahezu kein Wasser in den Motorraum. In einer Ausführungsform umfasst der Boden des Wasserkastens mindestens zwei Wasserabläufe für fahrer- und beifahrerseitig vorgesehene Vertiefungen des Wasserkastens, die über ein Dichtmittel zur Wasserrinne abgedichtet sind.
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In einer Ausführungsform ist die Wasserrinne in x-Richtung, also zur Fahrzeugfront hin, insbesondere etwa parallel zur Fahrtrichtung des geradeausfahrenden Fahrzeugs, vor dem Wasserablauf des Wasserkastens angeordnet. In einer weiteren Ausführungsform ist in x-Richtung vor der Wasserrinne eine Schottwand angeordnet. In einer Ausführungsform ist die Schottwand von der Wasserrinne beabstandet. In einer anderen Ausführungsform schließt die Schottwand direkt an die Wasserrinne an. In einer Ausführungsform befindet sich die Wasserrinne an der tiefsten Stelle der Oberseite des Bodens des Wasserkastens.
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In einer Ausführungsform weist die Wasserrinne einen reckteckförmigen Querschnitt auf. In einer anderen Ausführungsform weist die Wasserrinne einen parabelförmigen Querschnitt auf. In wieder einer anderen Ausführungsform weist die Wasserrinne einen V-förmigen Querschnitt auf. In noch einer anderen Ausführungsform weist die Wasserrinne einen teilkreisförmigen Querschnitt auf. In einer anderen Ausführungsform weist die Wasserrinne einen mehreckigen Querschnitt auf, z.B. dreieckig, viereckig, fünfeckig, sechseckig etc.
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In einer weiteren Ausführungsform ist eine umlaufende Abdichtung der Motorhaube des Fahrzeugs vorgesehen. Damit von oben nahezu kein Regenwasser mehr in den Motorraum unkontrolliert eindringen kann, weist das Kraftfahrzeug eine umlaufende Motorhauben-Abdichtung, also eine Abdichtung zwischen Motorhaube und den Motorraum begrenzenden Teilen wie Kotflügel, Stirnwand, etc. auf. Diese verhindert ein Eindringen von Regenwasser in den Motorraum und ist gerade dann sinnvoll, wenn eine Wasserrinne am Boden des Wasserkastens angeordnet ist. Denn dann dringt bei stehendem Fahrzeug nahezu kein Wasser mehr in den Motorraum ein, wenn es regnet.
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In einer Ausführungsform ist das Kraftfahrzeug ein Elektrofahrzeug mit einem mindestens eine elektrische Maschine enthaltenden Aggregateraum im Vorderwagen. In einer weiteren Ausführungsform weist der Aggregateraum an seiner Frontseite ein Crash-Management-System auf, das mit zwei entlang der beiden Längsseiten des Aggregateraums verlaufenden Längsträgern verbunden ist. In einer Ausführungsform wird der Aggregateraum durch eine Trennwand in einen oberen Trockenbereich und einen unteren Feuchtbereich unterteilt.
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Der Aggregateraum erstreckt sich in Längsrichtung des Fahrzeugs von dem Crash-Management-System bis zur Fahrgastzelle und in Hochrichtung vom Fahrzeugboden bis zur Fahrzeughaube. Mit der Trennwand wird eine Einzugsebene in den Aggregateraum eingeführt, um den Aggregateraum in zwei Bereiche zu unterteilen, wovon der in z-Richtung höher gelegene Bereich möglichst trocken ausgelegt ist, jedoch nicht zwingend bis 1 bar Außendruck wasserdicht sein muss. Ziel ist es, eine Einzugsebene zwischen Crash-Management-System bzw. Front-End oder Querträger, dem Fahrwerk (oder beispielsweise einem Hilfsrahmen), der antreibenden elektrischen Maschine und der Wasserkastenstirnwand einzuziehen.
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In einer Ausführungsform ist eine erste Kante der Trennwand formschlüssig an dem Crash-Management-System angeordnet und eine zweite Kante der Trennwand ist formschlüssig an einer Außenwand des Wasserkastens oberhalb eines Wasserablaufs angeordnet.
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In einer anderen Ausführungsform ist eine erste Kante der Trennwand formschlüssig an dem Crash-Management-System angeordnet und eine zweite Kante der Trennwand ist formschlüssig an der Spritzwand oberhalb des Ausgangs eines Wasserablaufs angeordnet.
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In wieder einer anderen Ausführungsform ist eine erste Kante der Trennwand formschlüssig an dem Crash-Management-System angeordnet und eine zweite Kante der Trennwand ist formschlüssig an der Spritzwand, insbesondere unterhalb der Längsträger angeordnet. In einer weiteren Ausgestaltung ist die Trennwand unterhalb der Längsträger angebracht. Hierdurch wird ein maximal großer Bereich oberhalb des Fahrwerks und der elektrischen Maschine trockengelegt.
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In einer Ausführungsform sind die beiden seitlichen Kanten der Trennwand formschlüssig an den Längsträgern angeordnet. In einer weiteren Ausführungsform reichen die Seiten der Trennwand nicht bis zu den Längsträgern, wodurch ein weitgehend wasserfreier, aber nicht vollständig trockener oberer Bereich erhalten wird.
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Durch die Trennwand in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Wasserrinne wird der Aggregateraum noch besser vor Wassereintritt und Korrosion geschützt und es wird ein Trockenbereich geschaffen, in den von außen kein Wasser gelangt, weder Regenwasser von oben noch Spritzwasser von unten.
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Zu den Vorteilen der erfindungsgemäßen Lösung zählen ein geringerer Schmutzeintrag in den Aggregateraum und damit eine bessere Optik, geringere Korrosion und verbesserter Marderschutz. Es kann der Aufwand für den Korrosionsschutz und Wasserschutz (IP-Schutzklassen) der Bauteile im Aggregateraum reduziert werden. Zudem wird der Einsatz korrosionsanfälliger Materialien (z.B. Magnesiumlegierungen) im Aggregateraum möglich, was für Leichtbau und damit Gewichtsersparnis und in der Folge eine erhöhte Reichweite des Fahrzeugs genutzt werden kann.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vor anstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter beschrieben. Es zeigt:
- 1 eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 2 einen Querschnitt einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 3 einen Querschnitt einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 4 einen Ausschnitt eines Querschnitts einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 5 einen Ausschnitt eines Querschnitts einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 6 einen Ausschnitt eines Längsschnitts einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 7 einen Ausschnitt eines Längsschnitts einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 8 einen Ausschnitt eines Längsschnitts einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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1 zeigt eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Eine Wasserrinne 4 ist in den Boden 1 eines Wasserkastens eines Kraftfahrzeugs integriert. Der Wasserkasten ist hierbei ein Kasten, in welchen das von der Frontscheibe ablaufende Wasser zweckmäßigerweise eindringt. Der Wasserkasten ist insbesondere dafür vorgesehen, den Scheibenwischermotor und Teile der Scheibenwischer-Kinematik aufzunehmen. Der Boden 1 umfasst zwei Wasserabläufe 2, 3 für fahrer- und beifahrerseitig vorgesehene Vertiefungen des Wasserkastens. In einer Ausführungsform sind die Wasserabläufe 2, 3 über ein Dichtmittel zur Wasserrinne abgedichtet. In einer anderen Ausführungsform ist kein Dichtmittel vorgesehen.
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Der Wasserkastenboden 1 umfasst eine Wasserrinne 4, die idealerweise in x-Richtung, also zur Fahrzeugfront hin vor den Wasserabläufen 2, 3 angeordnet ist. Noch weiter vorn zur Fahrzeugfront hin ist eine Schottwand 5 angeordnet, die der vorderen Wand des Wasserkastens entspricht.
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Wie gut in 1 zu erkennen ist, sind in der Wasserrinne 4 Ablauföffnungen 8a bis 8e vorgesehen. Diese Ablauföffnungen 8a bis 8e führen das Wasser aus der Wasserrinne 4 in den Motorraum (an eine Stelle, die bezüglich Korrosion/Wasserschutz günstig ist), oder bevorzugt über Ablaufschläuche oder Ablaufkanäle gezielt aus dem Fahrzeug ab. In einer Ausführungsform ist nur eine Ablauföffnung 8a bis 8e vorgesehen. In einer anderen Ausführungsform sind mehrere Ablauföffnungen 8a bis 8e vorgesehen. In einer weiteren Ausführungsform, in der die Vorrichtung als Modulteil, beispielsweise für Rechtslenker oder Linkslenker, eingesetzt wird, sind zwar mehrere Ablauföffnungen 8a bis 8e positioniert, jedoch werden je nach Variante (Rechtslenker / Linkslenker) nur einzelne Ablauföffnungen 8a bis 8e geöffnet.
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2 und 3 zeigen jeweils einen Querschnitt zweier verschiedener Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung entlang der Linie A-A in 1. Die Schottwand 5 ist über ein Dichtmittel 7 gegenüber der Frontklappe 6 abgedichtet. Ein großer Vorteil dieser Variante ist, dass die Wasserkastenabdeckung (also der obere „Deckel“ des Wasserkastens) entfallen kann. In einer Variante, in der die Wasserrinne 4 unterhalb des Wasserkastenbodens 1 als separates Bauteil ausgeführt ist, tritt der Wasserkastenboden 1 an die Stelle der Frontklappe 6. Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform besteht wie in 1 in x-Richtung ein Abstand zwischen Schottwand 5 und Wasserrinne 4. Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform schließt die Schottwand 5 direkt an die Wasserrinne 4 an. Zusätzlich vorteilhaft ist es, wenn sich die Wasserrinne 4 an der tiefsten Stelle der Oberseite des Wasserkastenbodens 1 befindet.
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4 und 5 zeigen alternative Querschnittsformen der Wasserrinne 4. 4 zeigt eine Wasserrinne 4 mit parabelförmigem Querschnitt, 5 eine Wasserrinne 4 mit einem V-förmigen Querschnitt. Weitere Möglichkeiten sind dreieckige, rechteckige, mehreckige oder teilkreisförmige Querschnitte.
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6 bis 8 zeigen einen Längsschnitt entlang der Linie B-B in 1 für verschiedene Ausführungsformen und visualisieren verschiedene Varianten des Kanalbodens der Wasserrinne 4. Wesentlich ist, dass sämtliche Öffnungen 8a bis 8e an der (lokal) tiefsten Stelle bzw. im Bereich der tiefsten Stelle der Wasserrinne 4 angeordnet sind. In den 6 bis 8 ist auch zu erkennen, dass je nach Anzahl der Öffnungen 8a bis 8e die Neigung des Kanalbodens der Wasserrinne 4 angepasst werden kann.
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Die Wasserrinne 4, 4', 4" kann in einem nicht dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel auch in einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor eingesetzt werden. In einer Ausführungsform ist das Fahrzeug ein Hybridfahrzeug, insbesondere mit einem Antrieb, der eine Kombination aus Verbrennungsmotor und elektrischem Motor darstellt. In einer weiteren Ausführungsform wird das Fahrzeug von einem Wasserstoffantrieb mit Brennstoffzelle und elektrischer Maschine angetrieben, wobei hierbei das Fahrzeug im weiteren Sinne als Elektrofahrzeug anzusehen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wasserkastenboden
- 2
- Wasserablauf
- 3
- Wasserablauf
- 4
- Wasserrinne
- 4'
- Wasserrinne
- 4"
- Wasserrinne
- 5
- Schottwand
- 6
- Frontklappe
- 7
- Dichtung
- 8a
- Ablauföffnung
- 8b
- Ablauföffnung
- 8c
- Ablauföffnung
- 8d
- Ablauföffnung
- 8e
- Ablauföffnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 3177840 A [0004]
- US 2013/078876 A1 [0006]
- US 7934963 B1 [0007]
