DE202018100138U1

DE202018100138U1 - Fahrzeugkarosserie mit HLK-Einheit

Info

Publication number: DE202018100138U1
Application number: DE202018100138.8U
Authority: DE
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-01-18
Filing date: 2018-01-11
Publication date: 2018-03-12
Anticipated expiration: 2028-01-12
Also published as: US20180201091A1; CN207902095U; US10093149B2

Abstract

Fahrzeug, umfassend:eine Fahrzeugkarosserie, die eine erste Struktur und eine zweite Struktur aufweist, wobei diese einen Zwischenraum definieren; undeine HLK-Einheit, die an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist, und einen Motor und ein Gehäuse, das den Motor aufnimmt, beinhaltet;wobei das Gehäuse in dem Zwischenraum angeordnet ist, an der ersten Struktur und der zweiten Struktur anliegt und die Fahrzeugkarosserie zwischen der ersten Struktur und der zweiten Struktur verstärkt.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Ein Klimasteuerungssystem stellt einer Fahrgastzelle eines Fahrzeugs Heizung und/oder Kühlung bereit. Das Klimasteuerungssystem kann betrieben werden, um die Fahrgastzelle zu kühlen, indem ein Kältemittel durch einen Heizkreislauf transportiert wird, um Wärme aus der Fahrgastzelle zu absorbieren und die Wärme aus dem Fahrzeug zu entfernen, in Verbindung mit Lüftern, Gebläsen und Kanälen, die Luft zwischen der Fahrgastzelle und dem Klimasteuerungssystem bewegen. Das Klimasteuerungssystem kann als ein Kühler für einen Verbrennungsmotor des Fahrzeugs betrieben werden, um die Fahrgastzelle zu heizen, indem Abwärme vom Verbrennungsmotor in die Fahrgastzelle überführt wird.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs, das eine primäre HLK-Einheit und eine zusätzliche HLK-Einheit beinhaltet.
2 ist eine perspektivische Innenansicht eines hinteren Abschnitts der Fahrzeugkarosserie mit einer HLK-Einheit, die in der Abbildung nicht dargestellt ist.
3 ist eine perspektivische Innenansicht eines hinteren Abschnitts der Fahrzeugkarosserie, die eine erste Ausführungsform der HLK-Einheit beinhaltet.
4 ist eine perspektivische Innenansicht eines hinteren Abschnitts der Fahrzeugkarosserie, die eine zweite Ausführungsform der HLK-Einheit beinhaltet.
5 ist eine perspektivische Innenansicht eines hinteren Abschnitts der Fahrzeugkarosserie, die die erste Ausführungsform der HLK-Einheit beinhaltet und die Kundenverwendungslastpfade durch die Fahrzeugkarosserie zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Figuren, in denen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten gleiche Teile bezeichnen, beinhaltet ein Fahrzeug 30 eine Fahrzeugkarosserie 32 und eine Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimatisierungseinheit (HLK-Einheit) 34. Die Fahrzeugkarosserie 32 weist eine erste Struktur 36a, 36b und eine zweite Struktur 38a, 38b auf, die einen Zwischenraum 40a, 40b definieren. (Die Adjektive „erste/r“ und „zweite/r“ werden in dieser Schrift als Identifikatoren verwendet und sind nicht dazu gedacht, eine Bedeutung oder Reihenfolge anzuzeigen.) Die HLK-Einheit 34 ist an der Fahrzeugkarosserie 32 befestigt und beinhaltet einen Motor 42 und ein Gehäuse 44, das den Motor 42 aufnimmt. Das Gehäuse 44 ist in dem Zwischenraum 40a, 40b angeordnet, liegt an der ersten Struktur 36a, 36b und der zweiten Struktur 38a, 38b an und verstärkt die Fahrzeugkarosserie 32 zwischen der ersten Struktur 36a, 36b und der zweiten Struktur 38a, 38b.
Das Gehäuse 44 verstärkt die Fahrzeugkarosserie 32. Insbesondere, kann das Gehäuse 44 Kräfte zwischen der ersten Struktur 36a, 36b und der zweiten Struktur 38a, 38b über den Zwischenraum 40a, 40b übertragen, d. h. es stellt einen zusätzlichen Lastpfad bereit, um die Fahrzeugkarosserie 32 am Zwischenraum 40a, 40b zu verstärken. Das Gehäuse 44 festigt somit die Fahrzeugkarosserie 32 und ermöglicht gleichzeitig, dass der Zwischenraum 40a, 40b ausreichend groß ist, um die HLK-Einheit 34 aufzunehmen, wodurch der Komfort der Insassen des Fahrzeugs 30 erhöht werden kann. Das Gehäuse 44 kann zum Beispiel die Torsionssteifigkeit der Fahrzeugkarosserie 32 erhöhen.
Unter Bezugnahme auf 2-4 kann es sich bei der Fahrzeugkarosserie 32 um eine selbsttragende Bauweise handeln. Bei der selbsttragenden Bauweise dient die Fahrzeugkarosserie 32 als Rahmen und die Fahrzeugkarosserie 32, einschließlich Schwellern, Säulen und Dachholmen 62 ist einstückig, d. h. eine durchgängige einteilige Einheit. Als weiteres Beispiel kann es sich bei der Fahrzeugkarosserie 32 um eine Komponente in Rahmenbauweise (auch als Rahmenbauweise mit aufgesetztem Fahrerhaus bezeichnet) handeln. Anders ausgedrückt, sind die Fahrzeugkarosserie 32 und ein Rahmen (nicht gezeigt) separate Komponenten, d. h. sie sind modular und die Fahrzeugkarosserie 32 wird auf dem Rahmen getragen und ist an diesem befestigt. Alternativ können die Fahrzeugkarosserie 32 und der Rahmen über eine beliebige geeignete Konstruktion verfügen. Die Fahrzeugkarosserie 32 und/oder der Rahmen können aus einem beliebigen geeigneten Material, zum Beispiel Stahl, Aluminium usw., gebildet sein.
Das Fahrzeug 30 beinhaltet eine Fahrgastzelle 46 zum Aufnehmen von Insassen, so vorhanden, des Fahrzeugs 30. Die Fahrgastzelle 46 beinhaltet einen oder mehrere Vordersitze (nicht gezeigt), die in einem vorderen Teil der Fahrgastkabine angeordnet sind, und einen oder mehrere Rücksitze (nicht gezeigt), die hinter den Vordersitzen angeordnet sind. Die Fahrgastkabine kann auch eine dritte Sitzreihe (nicht gezeigt) in einem hinteren Teil der Fahrgastkabine beinhalten. Die Fahrzeugkarosserie 32 kann die Fahrgastzelle 46 definieren; Anders ausgedrückt, trennt die Fahrzeugkarosserie 32 einen Raum innerhalb des Fahrzeugs 30 von einem Raum außerhalb des Fahrzeugs 30, und die Fahrgastzelle 46 befindet sich innerhalb des Raums in dem Fahrzeug 30. Die Fahrgastzelle 46 kann eine Verkleidung (nicht gezeigt) beinhalten, die die Fahrzeugkarosserie 32 und das Gehäuse 44 relativ zu dem Raum innerhalb des Fahrzeugs 30 bedeckt. Die Verkleidung kann aus einem beliebigen geeigneten nichttragenden Materials, z.B. Polypropylen, gebildet sein.
Unter Bezugnahme auf 2 kann die Fahrzeugkarosserie 32 zwei Hinterradkästen 48 beinhalten. Jeder Hinterradkasten 48 ist ein gebogener Abschnitt der Fahrzeugkarosserie 32, der so bemessen ist, dass er ein Rad 80 auf der Außenseite des Fahrzeugs 30 aufnimmt. Der Hinterradkasten 48 kann mit einem Boden 50 und einer der zwei Fahrzeugseiten 52, d. h. Seitenkarosserieverkleidungen, verbunden sein.
Die Fahrzeugkarosserie 32 beinhaltet den Boden 50. Der Boden 50 kann sich zwischen den Fahrzeugseiten 52 und/oder zwischen den Hinterradkästen 48 erstrecken. Der Boden 50 kann an die Hinterradkästen 48 und/oder die Fahrzeugseiten 52 angrenzen; d. h. es befindet sich nichts zwischen dem Boden 50 und den Hinterradkästen 48 und/oder zwischen dem Boden 50 und den Fahrzeugseiten 52. Der Boden 50 kann z. B. Gegenstände tragen, die in einen Kofferraum 54 des Fahrzeugs 30 gelegt werden.
Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 2 kann der Boden 50 eine Ersatzradmulde 72 beinhalten. Die Ersatzradmulde 72 kann so bemessen sein, dass sie ein Ersatzrad (nicht gezeigt) im Inneren des Fahrzeugs aufnehmen kann. Die Ersatzradmulde 72 kann von den Kanten des Bodens 50 beabstandet sein, das heißt von den Fahrzeugseiten 52 und von den Hinterradkästen 48.
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 kann die Fahrzeugkarosserie 32 die zwei Fahrzeugseiten 52 beinhalten. Jede Fahrzeugseite 52 kann, neben anderen Komponenten, ein horizontales Element 56, eine erste Säule 58, eine zweite Säule 60 und den Dachholm 62 beinhalten.
Die erste Säule 58 kann mit dem Hinterradkasten 48 verbunden sein und sich in einer Aufwärtsrichtung des Fahrzeugs vom Hinterradkasten 48 zum Dachholm 62 erstrecken. Die erste Säule 58 kann als „C-Säule“ bezeichnet werden, d. h. sie ist die dritte Säule von einem vorderen Teil des Fahrzeugs 30.
Die zweite Säule 60 kann von der ersten Säule 58 beabstandet sein. Die zweite Säule 60 kann in einer hinteren Fahrzeugecke 64 mit dem Boden 50 verbunden sein. Die zweite Säule 60 kann sich in einer Aufwärtsrichtung des Fahrzeugs vom Boden 50 zum Dachholm 62 erstrecken. Die zweite Säule 60 kann als „D-Säule“ bezeichnet werden, d. h. sie ist die vierte Säule von dem vorderen Teil des Fahrzeugs 30. Alternativ kann es sich bei der ersten Säule 58 und der zweiten Säule 60 um eine beliebige Säule der Fahrzeugkarosserie 32 handeln.
Das horizontale Element 56 kann sich in einer Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs von der zweiten Säule 60 zu der ersten Säule 58 erstrecken. Die erste Säule 58 und die zweite Säule 60 können sich in einer Aufwärtsrichtung des Fahrzeugs vom horizontalen Element 56 erstrecken. Der Dachholm 62 kann sich in einer Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs von der zweiten Säule 60 zur ersten Säule 58 erstrecken und kann sich ferner in einer Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs von der ersten Säule 58 erstrecken.
Die erste Säule 58, die zweite Säule 60, das horizontale Element 56 und der Dachholm 62 definieren eine Öffnung 74 und ein Dreiecksfenster 76 ist in der Öffnung 74 angeordnet. Das horizontale Element 56 kann im Allgemeinen horizontal sein und kann leicht von der Horizontalen abweichen. Insbesondere ist das horizontale Element 56 die untere Grenze des Dreiecksfensters 76.
Unter Bezugnahme auf 1 kann eine zweite HLK-Einheit 66 relativ zur Fahrzeugkarosserie 32 befestigt und von der HLK-Einheit 34 beabstandet sein. Bei der zweiten HLK-Einheit 66 kann es sich zum Beispiel um eine primäre HLK-Einheit handeln und bei der HLK-Einheit 34 kann es sich um eine zusätzliche HLK-Einheit handeln. Die zweite HLK-Einheit 66 und die HLK-Einheit 34 können jeweils über ihre eigenen Wärmetauscher (nicht gezeigt) verfügen, die Heizung, Kühlung, Lüftung oder eine Kombination aus Heizung, Kühlung und Lüftung bereitstellen. Alternativ kann die zweite HLK-Einheit 66 über einen Kanal 68, der das Strömen von Luft von der zweiten HLK-Einheit 66 zur HLK-Einheit 34 ermöglicht, mit der HLK-Einheit 34 verbunden sein.
Unter Bezugnahme auf die 1, 3 und 4 kann die HLK-Einheit 34 an der Fahrzeugkarosserie 32 befestigt sein. Zum Beispiel kann die HLK-Einheit 34 in der Fahrgastzelle 46 angeordnet sein. Die HLK-Einheit 34 kann den Motor 42, eine Heizung, einen Kühler (beide nicht gezeigt) und das Gehäuse 44, das den Motor 42, die Heizung und den Kühler aufnimmt, beinhalten. Die HLK-Einheit 34 kann nur eines der Elemente Heizung und Kühler beinhalten. Der Motor 42 kann z. B. Luft von einer Quelle innerhalb des Fahrzeugs 30 ansaugen, z. B. der Fahrgastzelle 46, um die Luft zu erwärmen oder zu kühlen und dann zurück in die Fahrgastzelle 46 zu pumpen. Bei dem Motor 42 kann es sich z. B. um einen Elektromotor handeln. Alternativ oder zusätzlich kann die HLK-Einheit 34 Luft durch den Kanal 68 ansaugen. Alternativ kann die HLK-Einheit 34 nur den Motor 42 und nicht die Heizung und den Kühler beinhalten, wobei auf die zweite HLK-Einheit 66 zurückgegriffen wird, um Luft, die durch den Kanal 68 gepumpt wird, zu behandeln.
Das Gehäuse 44 kann aus einem starren Material gebildet sein. Das Gehäuse 44 kann aus Material gebildet sein, das ausreichend stark für tragende Zwecke in der Fahrzeugkarosserie 32 ist. Zum Beispiel kann das Gehäuse 44 aus faserverstärktem Material und/oder formbarem Polymer, wie etwa Kohlenstofffaser, Fiberglas usw., oder aus einem Metall., wie etwa Stahl, Aluminium usw., gebildet sein. Das Material, aus dem das Gehäuse 44 gebildet ist, kann ein hohes Elastizitätsmodul, wie etwa ein Elastizitätsmodul größer als 8×10⁶ Pfund pro Quadratzoll (pounds per square inch - psi) und bis zu oder mehr als 30×10⁶ psi, aufweisen. Zum Beispiel kann das Material, aus dem das Gehäuse 44 gebildet ist, ein höheres Elastizitätsmodul aufweisen als die Verkleidung, die die Fahrzeugkarosserie 32 bedeckt.
Die Fahrzeugkarosserie 32 weist die erste Struktur 36a, 36b und die zweite Struktur 38a, 38b auf, wobei ein Zwischenraum 40a, 40b definiert wird. Der Zwischenraum 40a, 40b ist zwischen Komponenten der Fahrzeugkarosserie 32 offen. Die erste Struktur 36a, 36b beinhaltet Komponenten der Fahrzeugkarosserie 32 auf einer Seite des Zwischenraums 40a, 40b und die zweite Struktur 38a, 38b beinhaltet Komponenten der Fahrzeugkarosserie 32 auf einer gegenüberliegenden Seite des Zwischenraums 40a, 40b. Die erste Struktur 36a, 36b kann sich teilweise um den Zwischenraum 40a, 40b erstrecken und die zweite Struktur 38a, 38b kann sich um einen Rest des Zwischenraums 40a, 40b erstrecken.
Unter weitere Bezugnahme auf die 3 und 4 ist das Gehäuse 44 im Zwischenraum 40a, 40b angeordnet. Das Gehäuse 44 kann an der ersten Struktur 36a, 36b und der zweiten Struktur 38a, 38b anliegen. Das Gehäuse 44 kann sich von der ersten Struktur 36a, 36b zu der zweiten Struktur 38a, 38b über den Zwischenraum 40a, 40b erstrecken. Das Gehäuse 44 kann den Zwischenraum 40a, 40b teilweise oder vollständig ausfüllen.
Das Gehäuse 44 kann fest an der Fahrzeugkarosserie 32 befestigt sein. Das Gehäuse 44 kann so befestigt sein, dass Kräfte von der Fahrzeugkarosserie 32 auf das Gehäuse 44 und vom Gehäuse 44 auf die Fahrzeugkarosserie 32 übertragen werden. Zum Beispiel kann das Gehäuse 44 mit einem Befestigungselement 78 an der Fahrzeugkarosserie 32 befestigt sein. Insbesondere kann das Gehäuse 44 an wenigstens drei Stellen 70 an der Fahrzeugkarosserie 32 befestigt sein, wobei zum Beispiel wenigstens eine Stelle 70 an der ersten Struktur 36a, 36b und wenigstens eine Stelle 70 an der zweiten Struktur 38a, 38b beinhaltet sind. Bei dem Befestigungselement 78 kann es sich um ein Befestigungselement mit Gewinde, wie etwa eine Schraube, oder eine beliebige geeignete Art von Befestigungselement handeln.
Unter Bezugnahme auf 5, verstärkt das Gehäuse 44 die Fahrzeugkarosserie 32 zwischen der ersten Struktur 36a, 36b und der zweiten Struktur 38a, 38b. Anders ausgedrückt, stellt das Gehäuse 44 einen Pfad zur Übertragung von Kräften von der ersten Struktur 36a, 36b auf die zweite Struktur 38a, 38b und umgekehrt bereit. Während des Betriebs des Fahrzeugs 30 unterliegt die Fahrzeugkarosserie 32 zum Beispiel einer Vielzahl an Kräften, wie Stoßbelastungen, z. B. durch Schlaglöcher oder Unebenheiten; Biege- oder Torsionsmomente; Zentrifugalkräfte bei Abbiegevorgängen; Stauchkräfte bei einem Überschlag, usw. 5 veranschaulicht zum Beispiel zwei Lastpfade P z. B. von dem Fahrzeug 30, das über eine Unebenheit fährt, wobei ein Lastpfad P durch den Hinterradkasten 48 und die erste Säule 58 und der andere Lastpfad P durch den Hinterradkasten 48, das Gehäuse 44 und die zweite Säule 60 verläuft.
Unter Bezugnahme auf 3 liegt in einer ersten Ausführungsform des Fahrzeugs 30 die erste Struktur 36a über der zweiten Struktur 38a, d. h. die erste Struktur 36a ist eine obere Struktur und die zweite Struktur 38a ist eine untere Struktur. Die zweite Struktur 38a beinhaltet wenigstens den Hinterradkasten 48 und die erste Struktur 36a beinhaltet wenigstens das horizontale Element 56. Die zweite Struktur 38a kann ferner den Boden 50 und die hintere Fahrzeugecke 64 beinhalten. Die erste Struktur 36a kann ferner die erste Säule 58 und die zweite Säule 60 beinhalten. Das horizontale Element 56, der Hinterradkasten 48 und der Boden 50 können den Zwischenraum 40a definieren. Insbesondere kann es sich bei dem Zwischenraum 40a um einen Raum handeln, der von dem Hinterradkasten 48, dem Boden 50, der hinteren Fahrzeugecke 64, der zweiten Säule 60, dem horizontalen Element 56 und der ersten Säule 58 umgeben wird. Das Gehäuse 44 ist in dem Zwischenraum 40a angeordnet; das Gehäuse 44 kann zum Beispiel zwischen dem Hinterradkasten 48 und der hinteren Fahrzeugecke 64 angeordnet sein und/oder zwischen Boden 50 und dem horizontalen Element 56 angeordnet sein.
In der ersten Ausführungsform kann das Gehäuse 44 an wenigstens drei Stellen 70, zwischen dem Hinterradkasten 48, dem Boden 50, der hinteren Fahrzeugecke 64, der zweiten Säule 60, dem horizontalen Element 56 und der ersten Säule 58 beabstandet, festgeschraubt sein. Zum Beispiel kann das Gehäuse 44 am Boden 50, am horizontalen Element 56 und am Hinterradkasten 48 festgeschraubt sein.
In der ersten Ausführungsform stellt das Gehäuse 44 einen Pfad zur Übertragung von Kräften von der zweiten Struktur 38a auf die erste Struktur 36a und umgekehrt bereit. Zum Beispiel kann eine Kraft vom Hinterradkasten 48 auf das Gehäuse 44 auf das horizontale Element 56 und die erste Säule 58 übertragen werden. Für ein weiteres Beispiel kann eine Kraft von der hinteren Fahrzeugecke 64 durch das Gehäuse 44 auf die zweite Säule 60 übertragen werden. Das Gehäuse 44 verstärkt somit die Fahrzeugkarosserie 32, indem es Pfade für Kräfte über den Zwischenraum 40a anstelle nur um den Zwischenraum 40a herum bereitstellt.
Unter Bezugnahme auf 4 definieren in einer zweiten Ausführungsform des Fahrzeugs 30 die erste Struktur und die zweite Struktur 36b, 38b die Ersatzradmulde 72 im Boden 50. Zum Beispiel kann es sich bei der ersten Struktur 36b um eine Ersatzradmulde 72 der vorderen Fahrzeughälfte handeln, kann es sich bei der zweiten Struktur 38b um eine Ersatzradmulde 72 der rückwärtigen Fahrzeughälfte handeln und kann es sich bei dem Zwischenraum 40b um die Ersatzradmulde 72 handeln. Das Gehäuse 44 ist in der Ersatzradmulde 72 angeordnet. Das Gehäuse 44 kann an wenigstens drei Stellen 70, um einen Umfang der Ersatzradmulde 72 beabstandet, festgeschraubt sein. Das Gehäuse 44 erstreckt sich über die Ersatzradmulde 72 von der zweiten Struktur 38b zur ersten Struktur 36b. Das Gehäuse 44 verstärkt die Fahrzeugkarosserie 32, indem es Pfade für Kräfte über die Ersatzradmulde 72 anstelle nur um die Ersatzradmulde 72 herum bereitstellt.
Die Offenbarung wurde auf veranschaulichende Weise beschrieben und es versteht sich, dass die verwendete Terminologie vielmehr der Beschreibung als der Einschränkung dienen soll. In Anbetracht der vorstehenden Lehren sind viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Offenbarung möglich, und die Offenbarung kann anders als konkret beschrieben umgesetzt werden.

Claims

Fahrzeug, umfassend: eine Fahrzeugkarosserie, die eine erste Struktur und eine zweite Struktur aufweist, wobei diese einen Zwischenraum definieren; und eine HLK-Einheit, die an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist, und einen Motor und ein Gehäuse, das den Motor aufnimmt, beinhaltet; wobei das Gehäuse in dem Zwischenraum angeordnet ist, an der ersten Struktur und der zweiten Struktur anliegt und die Fahrzeugkarosserie zwischen der ersten Struktur und der zweiten Struktur verstärkt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse aus faserverstärktem Material gebildet ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Fahrzeugkarosserie eine Fahrgastzelle definiert, und die HLK-Einheit in der Fahrgastzelle angeordnet ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse mit einem Befestigungselement an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist.
Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei das Gehäuse an wenigstens drei Stellen an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist.
Fahrzeug nach Anspruch 5, wobei die wenigstens drei Stellen wenigstens eine Stelle an der ersten Struktur und wenigstens eine Stelle an der zweiten Struktur beinhalten.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die zweite Struktur einen Hinterradkasten beinhaltet.
Fahrzeug nach Anspruch 7, wobei die zweite Struktur einen Boden, der an den Hinterradkasten angrenzt, beinhaltet.
Fahrzeug nach Anspruch 8, wobei die erste Struktur ein Element beinhaltet und wobei das Element, der Hinterradkasten und der Boden den Zwischenraum definieren.
Fahrzeug nach Anspruch 9, ferner umfassend eine Säule, die sich in einer Aufwärtsrichtung des Fahrzeugs von dem Element erstreckt.