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Die Erfindung betrifft ein Laderaumteil für ein Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Kraftfahrzeuge wie PKW weisen in der Regel einen Laderaum bzw. Kofferraum auf, der unabhängig vom Passagierbereich über eine Laderaumklappe zugänglich ist. Da bei der Mehrzahl der Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotor der Motor frontseitig angeordnet ist, ist der Laderaum in diesem Fall heckseitig angeordnet. Daneben sind allerdings auch Fahrzeuge mit frontseitigem Laderaum bekannt. Dies können Fahrzeuge mit heckseitig eingebautem Motor sein oder bspw. Elektrofahrzeuge, bei denen zwar ein frontseitiger Motor vorhanden ist, dieser allerdings so klein baut, dass noch Platz für einen Laderaum ist. Die innere Begrenzung des Laderaums ist durch eine Verkleidung gebildet, die in vielen Fällen aus einem einzigen Teil geformt ist. Bspw. kann eine solche Verkleidung wannenartig ausgebildet und aus Kunststoff bzw. faserverstärktem Kunststoff urgeformt sein.
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Im vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs sind außer dem Laderaum noch weitere Elemente angeordnet, die hinsichtlich des Platzbedarfs und des Zusammenbaus zu berücksichtigen sind. Bspw. kann sich dort die Lufteinlassöffnung einer Klimaanlage befinden, ebenso wie ein zugehöriger Filter und eine Lüftereinheit der Klimaanlage. Diese Elemente können mit Bezug auf den Passagierbereich als „außenseitige Elemente“ bezeichnet werden. Andere Teile der Klimaanlage, wie bspw. ein Verdampfer, ein Heizelement oder ein Mischer, sind hingegen normalerweise im Passagierbereich innerhalb eines Armaturenbretts angeordnet und können insofern als „innenseitige Elemente“ bezeichnet werden. Die außenseitigen Elemente weisen ein oder mehrere Gehäuseteile auf, die dem mechanischen Schutz sowie der sicheren Führung des Luftstroms dienen. Sowohl hinsichtlich des vorhandenen Bauraums als auch beim Zusammenbau des Fahrzeugs müssen diese Gehäusekomponenten auf die benachbart angeordnete Verkleidung des Laderaums abgestimmt werden.
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Die WO 2019 / 136 010 A1 offenbart ein Fahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug, mit einem vorderen Abteil an einem vorderen Ende des Fahrzeugs, einem Kabinenabteil zur Unterbringung eines Benutzers, einer Fahrzeugkarosserie, die eine Trennwand enthält, die das vordere Abteil von dem Kabinenabteil trennt, und einer Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlageneinheit (HVAC-Einheit), die sich in dem vorderen Abteil befindet, wobei die HVAC-Einheit den Benutzer in dem Kabinenabteil mit Wärme, Lüftung und Klimaanlagen versorgt. Lüftungsleitungen verbinden die HVAC-Einheit mit dem Kabinenabteil. Das vordere Abteil kann einen Kofferraum aufweisen.
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Angesichts des aufgezeigten Standes der Technik bietet die konstruktive Gestaltung eines Frontladeraums eines Kraftfahrzeugs durchaus noch Raum für Verbesserungen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die konstruktive Gestaltung eines Frontladeraums eines Kraftfahrzeugs zu optimieren.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Laderaumteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei die Unteransprüche vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung betreffen.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
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Durch die Erfindung wird ein Laderaumteil für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt. Bei dem Kraftfahrzeug handelt sich normalerweise um einen PKW, ggf. auch um einen LKW. Insbesondere kann es sich um ein Elektrofahrzeug handeln, was sich sowohl auf rein elektrisch angetriebene Fahrzeuge als auch auf Plug-in-Hybridfahrzeuge bezieht. Das Kraftfahrzeug kann zur Steuerung durch einen Fahrer ausgebildet sein, allerdings auch zum wenigstens zeitweise autonomen Fahren. Die Begriffe „Laderaum“ und „Kofferraum“ werden hier gleichbedeutend verwendet. Bei dem Laderaum handelt es sich normalerweise um einen frontseitigen Laderaum (auch als „frunk“ bezeichnet, von engl. „front trunk“). Das Laderaumteil ist dem Laderaum zugeordnet, also an diesem angeordnet. Es könnte auch als Laderaumelement bezeichnet werden. Bei dem Laderaum kann es sich aber auch um einen heckseitigen Laderaum handeln.
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Das Laderaumteil weist ein Verkleidungselement zur wenigstens abschnittsweisen Begrenzung eines Laderaums auf. D.h., wenn das Laderaumteil bestimmungsgemäß im Kraftfahrzeug eingebaut ist, begrenzt das Verkleidungselement den Laderaum wenigstens abschnittsweise gegenüber seiner Umgebung bzw. definiert den Laderaum. Statt von einem Verkleidungselement könnte man auch von einem Wandungselement sprechen. In jedem Fall sorgt das Verkleidungselement allein oder zusammen mit anderen Elementen dafür, dass Fracht oder andere Gegenstände innerhalb des Laderaums gehalten werden. Es versteht sich, dass dem Laderaum wenigstens eine Laderaumklappe oder Kofferraumklappe zugeordnet ist, die ihn in geschlossenem Zustand begrenzt oder abschließt.
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Erfindungsgemäß weist das Laderaumteil ein Gehäuseelement einer Klimaanlage auf, welches stoffschlüssig mit dem Verkleidungselement verbunden ist. Der Begriff „Klimaanlage“ bezieht sich hier allgemein auf jede Art von Anlage, die dazu vorgesehen ist, eine für die Insassen des Kraftfahrzeugs angenehme Atmosphäre in dessen Innenraum herzustellen. Hierzu kann prinzipiell eine einfache Belüftung dienen, die Außenluft ansaugt, normalerweise filtert und an den Innenraum abgibt, wodurch im Wesentlichen die Temperatur des Innenraums an die Umgebungstemperatur angenähert wird. In aller Regel ist allerdings auch eine Erwärmung und/oder Kühlung der Luft vorgesehen, um die Temperatur des Innenraums weitgehend unabhängig von der Umgebungstemperatur einstellen zu können. Das Gehäuseelement ist der Klimaanlage zugeordnet oder kann als Teil der Klimaanlage gesehen werden. Es dient dazu, einen Teil der Klimaanlage gegenüber der Umgebung abzuschirmen, was allerdings nicht bedeutet, dass das Gehäuseelement eine durchgehend geschlossene Wandung bilden muss. Das Gehäuseelement ist stoffschlüssig mit dem Verkleidungselement verbunden, d.h. die beiden Elemente bilden eine Einheit und können nicht zerstörungsfrei voneinander gelöst werden. Insofern werden zwei Funktionalitäten, nämlich einerseits die Begrenzung des Laderaums sowie andererseits die Kapselung eines Teils der Klimaanlage, miteinander kombiniert. Dies bringt verschiedene Vorteile mit sich. Zum einen reduziert sich die Anzahl der Teile, die beim Zusammenbau des Kraftfahrzeugs verbunden werden müssen. Ebenso reduziert sich die Anzahl eventuell notwendiger Verbindungselemente wie Schrauben oder dergleichen. Darüber hinaus ist es möglich, dass sich das Gehäuseelement und das Verkleidungselement gegenseitig mechanisch stabilisieren, so dass bei gleicher Masse eine höhere Stabilität erreicht wird, also dass eine bestimmte Stabilität mit geringerem Materialaufwand erreichen lässt.
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Hinsichtlich der stoffschlüssigen Verbindung wäre es möglich, dass das Gehäuseelement und das Verkleidungselement zunächst getrennt voneinander gefertigt werden und anschließend miteinander verklebt oder verschweißt werden (z.B. durch Ultraschallschweißen). Um einerseits eine sichere Verbindung zu gewährleisten und andererseits den Herstellungsprozess zu vereinfachen, ist es allerdings bevorzugt, dass das Gehäuseelement einstückig mit dem Verkleidungselement ausgebildet ist. D. h. man könnte auch sagen, dass das Laderaumteil hierbei aus einem einzigen Stück gefertigt ist, wobei das Gehäuseelement und das Verkleidungselement lediglich Abschnitte des Laderaumteils bilden, die stofflich nicht voneinander getrennt sind. Je nach Formgebung kann es sein, dass keine klare, eindeutige Abgrenzung zwischen dem Gehäuseelement und dem Verkleidungselement möglich ist.
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Hinsichtlich der Materialien für die Herstellung des Laderaumteils sind unterschiedliche Möglichkeiten gegeben. So könnte dieses aus Metall, bspw. Stahlblech oder einem Leichtmetall wie Aluminium gefertigt sein. Bevorzugt ist allerdings, dass das Laderaumteil wenigstens teilweise aus Kunststoff urgeformt ist. In diesem Zusammenhang wäre es denkbar, dass das Laderaumteil aus einer Mehrzahl von Schichten besteht, von denen nur eine aus Kunststoff urgeformt ist. Insbesondere kann es sich auch um faserverstärkten Kunststoff, bspw. GFK oder CFK, handeln. Die Fertigung aus Kunststoff ermöglicht zum einen eine große Gestaltungsfreiheit hinsichtlich der Formgebung und dient zum anderen der Gewichtsersparnis.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das Gehäuseelement eine Lufteinlassöffnung für die Klimaanlage auf. Über die Lufteinlassöffnung wird Umgebungsluft angesaugt und, normalerweise nach einer Filterung, zum Passagierbereich weitergeleitet. Selbstverständlich kann die Lufteinlassöffnung unterteilt sein, also eine Mehrzahl von Einzelöffnungen aufweisen. Sie kann auch durch ein separat gefertigtes Gitter verschlossen sein. In eingebautem Zustand weist die Lufteinlassöffnung normalerweise nach oben. Das Gehäuseelement kann bei dieser Ausführungsform außerdem wenigstens einen Teil eines Luftführungskanals definieren, der sich an die Lufteinlassöffnung anschließt.
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Alternativ oder insbesondere zusätzlich zu der o.g. Lufteinlassöffnung kann das Gehäuseelement dazu ausgebildet sein, eine Lüftereinheit der Klimaanlage wenigstens teilweise zu umschließen. D.h., das Gehäuseelement bildet in zusammengebautem Zustand ein Gehäuse der Lüftereinheit oder einen Teil eines solchen Gehäuses. Die Lüftereinheit, die auch als Gebläse bezeichnet werden kann, dient selbstverständlich zur Erzeugung eines Luftstroms, wobei Außenluft über die oben erwähnte Lufteinlassöffnung (die am Gehäuseelement angeordnet sein kann) angesaugt und weiter zum Passagierbereich geführt wird.
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Bevorzugt weist das Verkleidungselement einen Wandabschnitt auf, der den Laderaum horizontal seitlich begrenzt. Der jeweilige Wandabschnitt bildet gewissermaßen eine sich vertikal erstreckende Wand des Laderaums. Insbesondere kann das Verkleidungselement auch eine Mehrzahl von Wandabschnitten aufweisen. Das Gehäuseelement kann dabei in einem oberen Bereich, z.B. einem oberen Drittel, des Wandabschnitts angeordnet sein. Dies gilt insbesondere, wenn das Gehäuseelement wie oben beschrieben eine Lufteinlassöffnung aufweist, die für einen optimalen Lufteinlass normalerweise möglichst nah an der Oberseite des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
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Gemäß einer typischen Ausführungsform ist das Verkleidungselement wannenartig ausgebildet und begrenzt den Laderaum mit einem Bodenabschnitt vertikal nach unten sowie mit Wandabschnitten horizontal seitlich. Der Bodenabschnitt könnte auch einfach als Boden bezeichnet werden, während die Wandabschnitte auch als Wände bezeichnet werden könnten. Je nach Formgebung ist unter Umständen keine klare Abgrenzung zwischen Bodenabschnitt und Wandabschnitten möglich. Die Wandabschnitte begrenzen den Laderaum horizontal einerseits in Längsrichtung, also nach vorne und hinten, sowie andererseits in Querrichtung, also nach links und rechts. Bei dieser Ausführungsform kann das Verkleidungselement die gesamte Verkleidung des Laderaums bilden. Die Begriffe Längsrichtung, Querrichtung und Hochrichtung beziehen sich in diesem Zusammenhang auf den bestimmungsgemäß eingebauten Zustand des Laderaumteils, wobei die Längsrichtung der X-Achse des Kraftfahrzeugs, die Querrichtung der Y-Achse und die Hochrichtung der Z-Achse entspricht.
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Vorteilhaft ist das Gehäuseelement unmittelbar mit einem in Längsrichtung hinteren Wandabschnitt verbunden. Bei einer einstückigen Fertigung des Laderaumteils kann man auch sagen, dass das Gehäuseelement und der hintere Wandabschnitt ineinander übergehen. Als hinterer Wandabschnitt wird hierbei selbstverständlich derjenige Wandabschnitt bezeichnet, der den Laderaum nach hinten begrenzt, also entgegen der Fahrtrichtung bzw. zum Passagierbereich hin. Die Verbindung mit dem hinteren Wandabschnitt ist vorteilhaft im Hinblick auf die Verbindung der Klimaanlage zum weiter hinten angeordneten Passagierbereich.
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Insbesondere kann das Gehäuseelement gegenüber dem hinteren Wandabschnitt in Längsrichtung nach vorne vorspringen. Dies bedeutet, dass das Gehäuseelement in Längsrichtung nach vorne in den Laderaum hineinragt. Dies bedeutet allerdings umgekehrt, dass ein Teil des Laderaums unterhalb bzw. seitlich des Gehäuseelement angeordnet und somit ebenfalls nutzbar ist. D.h. man kann diese Ausführungsform insofern als vorteilhaft ansehen, als sich der Laderaum unter bzw. neben dem Gehäuseelement weiter nach hinten erstrecken kann und somit ein größeres Volumen aufweist. Hingegen lässt sich die Klimaanlage und somit das Gehäuseelement aus Gründen des Bauraums nicht beliebig weit nach hinten in Richtung auf den Passagierbereich verlegen.
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Es ist ebenfalls möglich, dass das Gehäuseelement unmittelbar mit einem in Querrichtung seitlichen Wandabschnitt verbunden ist. Der entsprechende seitliche Wandabschnitt begrenzt den Laderaum seitlich, also entweder links oder rechts. Diese Verbindung kann alternativ oder zusätzlich zu einer unmittelbaren Verbindung zu dem oben erwähnten hinteren Wandabschnitt gegeben sein. Wie bereits oben erwähnt, können sich das Gehäuseelement und das Verkleidungselement gegenseitig mechanisch stabilisieren. Dieser Effekt kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass das Gehäuseelement sowohl mit dem seitlichen Wandabschnitt als auch dem hinteren Wandabschnitt verbunden ist, wodurch eine zusätzliche Versteifung der Verbindung dieser beiden Wandabschnitte erreicht wird.
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Denkbar ist die erfindungsgemäße Ausgestaltung für einen heckseitigen Laderaum zu verwenden. Der Lufteinlass könnte also auch heckseitig angeordnet sein. So könnte die Hauptklimaanlage aber insbesondere auch eine Zusatzklimaanlage heckseitig angeordnet sein, wobei die Klimaanlage nicht nur Umluft, sondern auch Frischluft nutzen könnte.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Wirkungen der Erfindung sind im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt
- 1 eine perspektivische Darstellung Elektrofahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Laderaumteil;
- 2 eine schematische Schnittdarstellung des Elektrofahrzeugs aus 1; sowie
- 3 eine perspektivische Darstellung des Laderaumteils des Elektrofahrzeugs aus 1.
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In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
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1 und 2 zeigen ein Kraftfahrzeug 1, genauer gesagt ein Elektrofahrzeug, welches bezüglich einer Längsrichtung X vorderseitig einen Laderaum 2 aufweist, der mittels einer schwenkbaren Ladeklappe 3 verschließbar ist. Während diese den Laderaum 2 in geschlossenem Zustand in Hochrichtung Z nach oben begrenzt, wird der Laderaum 2 nach unten sowie in Längsrichtung X und in Querrichtung Y beiderseits durch ein Verkleidungselement 11 begrenzt, das insgesamt wannenartig ausgebildet ist. Es weist einen Bodenabschnitt 11.1, einen vorderen Wandabschnitt 11.2, einen hinteren Wandabschnitt 11.3, einen linken Wandabschnitt 11.4 sowie einen rechten Wandabschnitt 11.5 auf. Die genannten Abschnitte 11.1-11.5 sind einstückig miteinander ausgebildet. Außerdem ist ein Gehäuseelement 12 einstückig mit dem Verkleidungselement 11 ausgebildet und bildet mit diesem zusammen ein Laderaumteil 10. Das Laderaumteil 10 ist insgesamt durch Urformen aus faserverstärktem Kunststoff hergestellt.
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Das Gehäuseelement 12 gehört zu einer Klimaanlage 14 des Kraftfahrzeugs 1, die zur Belüftung, Heizung und Klimatisierung eines Passagierbereichs 5 ausgebildet ist. Eine bevorzugt metallische Trennwand 4 ist zwischen dem Laderaumteil 10 und dem Passagierbereich 5 zwischengeordnet, wobei ein Gehäuseabschnitt 15 der Klimaanlage 14 durch die Trennwand hindurch bis in ein Armaturenbrett 6 geführt ist. Der Gehäuseabschnitt 15, der sich an das Gehäuseelement 12 anschließt, ist hier stark vereinfacht dargestellt und ist normalerweise mehrteilig ausgebildet. Er dient wie das Gehäuseelement 12 zur Führung eines Luftstroms. Dieser Luftstrom wird durch eine (aus mehreren Einzelöffnungen bestehende) Lufteinlassöffnung 13 des Gehäuseelement 12 angesaugt, was auf der Wirkung einer schematisch dargestellten Lüftereinheit 16 beruht. Letztere ist innerhalb des Gehäuseelements 12 aufgenommen und somit auch mechanisch gegenüber der Umgebung geschützt. Ein ebenfalls schematisch dargestellter Luftfilter 17 entfernt einen Großteil von im Luftstrom enthaltenen Partikeln, bevor der Luftstrom weiter durch das Gehäuseelement 12 und den Gehäuseabschnitt 15 in den Passagierbereich 5 gelangt. Innerhalb des Gehäuseabschnitts 15 sind weitere (ebenfalls schematisch dargestellte) Elemente zur Temperierung des Luftstroms vorgesehen, wie ein Heizelement 18 sowie ein Verdampfer 19 eines Kühlkreislaufs.
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3 zeigt das Laderaumteil 10 isoliert. Wie bereits erwähnt, ist es einstückig durch Urformen aus faserverstärktem Kunststoff hergestellt. Während das Verkleidungselement 11 insgesamt symmetrisch ausgebildet ist, ist das Gehäuseelement 12 in Querrichtung Y asymmetrisch verschoben, wobei es direkt mit dem rechten Wandabschnitt 11.5 verbunden ist. Außerdem ist es mit dem hinteren Wandabschnitt 11.3 verbunden. Entsprechend stellt es auch eine zusätzliche Verbindung zwischen diesen beiden Wandabschnitten 11.3, 11.5 her, was zur strukturellen Versteifung des gesamten Laderaumteils 10 führt. Das Gehäuseelement 12 ist in einem oberen Drittel der Wandabschnitte 11.3, 11.5 angeordnet. Somit ist die Lufteinlassöffnung 13 nah an der Oberseite des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet, was für das Ansaugen von Außenluft optimal ist. Das Gehäuseelement 12 ragt in Längsrichtung X nach vorne vom hinteren Wandabschnitt 11.3 sowie in Querrichtung Y nach links vom rechten Wandabschnitt 11.5 ab. Somit ist unterhalb des Gehäuseelements 12 ein Teil des Laderaums 2 ausgebildet, welcher ebenfalls genutzt werden kann.
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Durch die Integration des Gehäuseelements 12 sowie des Verkleidungselements 11 in ein einziges Laderaumteil 10 wird der Zusammenbau des Kraftfahrzeugs 1 vereinfacht. Aufgrund der einstückigen Fertigung muss beim Einbau die korrekte Positionierung der beiden Elemente 11, 12 zueinander nicht überprüft werden. Außerdem reduziert sich die Anzahl der Verbindungselemente zum Einbau eines einzigen Laderaumteils 10 im Vergleich zu zwei separaten Elementen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Laderaum
- 3
- Laderaumklappe
- 4
- Trennwand
- 5
- Passagierbereich
- 10
- Laderaumteil
- 11
- Verkleidungselement
- 11.1
- Bodenabschnitt
- 11.2-11.5
- Wandabschnitt
- 12
- Gehäuseelement
- 13
- Lufteinlassöffnung
- 14
- Klimaanlage
- 15
- Gehäuseabschnitt
- 16
- Lüftereinheit
- 17
- Luftfilter
- 18
- Heizelement
- 19
- Verdampfer
- X
- Längsrichtung
- Y
- Querrichtung
- Z
- Hochrichtung
