Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
CROSS MEMBER HAVING A HYBRID STRUCTURE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/041565
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a cross member for a vehicle, said cross member comprising a reinforced base body (2, 2b, 2c) containing at least one air duct (14) and being embodied in an at least partially widened manner and as part of a housing (11) of a heating and/or air conditioning installation (12). Said air duct (14) of the base body (2) is connected to an air outlet (15) of the heating and/or air conditioning installation (12).

Inventors:
WOLF WALTER (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/011693
Publication Date:
May 21, 2004
Filing Date:
October 22, 2003
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
BEHR GMBH & CO (DE)
WOLF WALTER (DE)
International Classes:
B60H1/00; B62D25/14; B62D29/00; (IPC1-7): B60H1/00; B62D25/14
Domestic Patent References:
WO2001068391A22001-09-20
Foreign References:
EP0662901B11996-03-13
US6273495B12001-08-14
DE19953497A12001-05-23
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2000, no. 07 29 September 2000 (2000-09-29)
Attorney, Agent or Firm:
BEHR GMBH & CO. (G-IP Mauserstrasse 3, Stuttgart, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Querträger (1) in Hybridbauweise für ein Fahrzeug, umfassend einen Grundkörper (2), der mit einer Verstärkung (8) versehen ist und in wel chen wenigstens ein Luftführungskänal (14) angeordnet ist und der zu mindest teilweise aufgeweitet und als Teil eines Gehäuses (11) einer Heizungsund/oder Klimaanlage (12) gestaltet ist, dadurch gekenn zeichnet, dass der Luftführungskanal (14) des Grundkörpers (2) mit ei nem Luftabgang (15) der Heizungsund/oder Klimaanlage (12) verbun den ist.
2. Querträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grund körper (2) die Heizungsund/oder Klimaanlage (12) zumindest teilweise umlaufend angeordnet ist.
3. Querträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) mindestens zwei Teilstränge (2a, 2c) umfasst, die über einen eine Aufweitung bildenden dritten Teilstrang (2b) verbunden sind.
4. Querträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hei zungsund/oder Klimaanlage (12) im Bereich des dritten Teilstranges (2b) an dessen Außenseite angeordnet ist, wobei die zwei Teilstränge (2a, 2c) seitlich der Heizungsund/oder Klimaanlage (12) in Form von Seitenarmen ausgerichtet sind.
5. Querträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftab gang (15) in den Luftführungskanal (14) eines der einen Seitenarm bil denden Teilstränge (2a, 2c) mündet.
6. Querträger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftabgang (15) in den im aufgeweiteten Bereich (4) des Grundkörpers (2) angeordneten Luftführungskanal (14) mündet und/oder diesen durchläuft.
7. Querträger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) zumindest teilweise aus zwei parallel zueinan der angeordneten Kanälen (18) gebildet ist.
8. Querträger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftfüh rungskanal (14) zumindest teilweise zwischen den parallel zueinander angeordneten Kanälen (18) geführt ist.
9. Querträger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftführungskanal (14) in den Grundkörper (2) eingeformt ist.
10. Querträger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der. Luftführungskanal (14) durch ein separates Formteil gebildet ist.
11. Querträger nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeich net, dass ein Adapterelement (17) zur Verbindung des Luftführungska nals (14) mit dem Luftabgang (15) vorgesehen ist.
12. Querträger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Ad apterelement (17) aus Kunststoff gebildet ist.
13. Querträger nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Adapterelement (17) an die Klimaanlage (12) und/oder an den Luft führungskanal (14) integriert ist.
Description:
Querträger in Hybridbauweise Die Erfindung betrifft einen Querträger in Hybridbauweise für ein Fahrzeug, insbesondere zum Anordnen zwischen A-Säulen eines Fahrzeuges, umfas- send einen Grundkörper, der mit einer Verstärkung versehen und in weichen wenigstens ein Luftführungskanal angeordnet ist und der des Weiteren zu- mindest teilweise aufgeweitet und als Teil eines Gehäuses einer Heizungs- und/oder Klimaanlage gestaltet ist.

Ein derartiger Querträger in Hybridbauweise ist beispielsweise aus der DE 10'0 14 606 A1 bekannt. Zur Einbindung zusätzlicher Funktionen ist dabei der Querträger zumindest teilweise, insbesondere im mittleren Bereich we- nigstens einseitig aufgeweitet und als Teil eines Gehäuses einer Heizungs- und/oder Klimaanlage gestaltet. Hierdurch ist neben einem großen Bauraum auch eine komplexe Geometrie des Querträgers, insbesondere eines Quer- trägers mit integriertem Luftführungskanal gegeben. Durch die Aufweitung kommt es dabei zu einem gekrümmten Verlauf des Querträgers, bei wel- chem im allgemeinen nachträglich ein Deckel sowie ein separater Luftfüh- rungskanal erforderlich ist. Darüber hinaus weist die Heizungs-und/oder Klimaanlage zusätzlich eine verzweigte Luftverteilungsvorrichtung und somit ein hohes Gewicht auf, da die Strömungs-oder Luftverteilungskanäle übli- cherweise aus gespritzten harten formstabilen Schalen oder Biasformteiien gebildet sind. Die Herstellung derartig starrer Strömungskanäle ist aufgrund komplexer Geometrien besonders aufwendig und kostenintensiv.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Querträger in Hybrid- bauweise für ein Fahrzeug anzugeben, welcher ein besonders geringes Bauvolumen aufweist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Querträger in Hybrid- bauweise für ein Fahrzeug, umfassend einen Grundkörper, der mit einer Verstärkung versehen und in weichen wenigstens ein Luftführungskanal an- geordnet ist und der des Weiteren zumindest teilweise aufgeweitet und als Teil eines Gehäuses einer Heizungs-und/oder Klimaanlage gestaltet ist, wo- bei der Luftführungskanal des Grundkörpers mit einem Luftabgang der Hei- zungs-und/oder Klimaanlage verbunden ist.

Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass ein Querträger zur Integration von Funktionselemente, insbesondere als Tragelement. für eine Heizungs-und/oder Klimaanlage derart vereinfacht werden soll, dass dieser neben der Funktion des Tragelements auch eine direkte Luftzuführung zu Luftauslässen unter Vermeidung eines komplexen verzweigten Kanal- systems ermöglicht. Dabei sollte neben der Vereinfachung der Kanalführung auch das Gewicht deutlich reduziert werden und eine derartige strömungs- günstige Kanalführung ermöglicht sein, dass eine Wirbelbildung des den Strömungskanal durchströmenden Fluids sicher vermieden sind. Hierzu wird der als Tragelement für eine Heizungs-und/oder Klimaanlage dienender Querträger zum einen mit einem Luftführungskanal versehen, der an geeig- neten Stellen über Öffnungen verfügt, über die das Fluid, insbesondere Luft austreten kann. Zum anderen ist der. im Querträger integrierte Luftführungs- kanal mit einem Luftabgang der Heizungs-und/öder Klimaanlage verbun- den. Hierdurch ist die Anzahl von Abgängen aus einer Heizungs-und/oder Klimaanlage deutlich reduziert. Ein im Querträger integrierter Luftführungs- kanal mit mehreren variablen eingefügten Austrittsöffnungen und dessen Anbindung an den Luftabgang der Heizungs-und/oder Klimaanlage ermög-

licht eine besonders einfache und standardisierbare Luftverteilungsvorrich- tung, welche einen besonders kleinen Bauraum benötigt. Bedingt durch den einfachen Aufbau und der besonders variablen Einstellung der Austrittsöff- nungen kann eine daraus resultierende Luftverteilungsvorrichtung individuell auf Wunsch eingestellt und ausgebildet werden, wodurch ein besonders ho- her thermischer Komfort ermöglicht ist.

Für eine möglichst individuelle Anordnung des Querträgers und dessen Ver- lauf ist der Grundkörper zweckmäßigerweise die Heizungs-und/oder Klima- anlage zumindest teilweise umlaufend angeordnet. Beispielsweise ist dazu der Grundkörper zumindest teilweise in einem Bereich derart aufgeweitet, dass dieser die Heizungs-und/oder Klimaanlage oben, unten, vorne und/oder hinten umläuft. Für eine derartig hohe Designfreiheit im Trägerver- lauf umfasst der Grundkörper mindestens zwei Teilstränge, die über einen eine Aufweitung bildenden dritten Teilstrang verbunden sind. Mit anderen Worten : Der Grundkörper ist zweckmäßigerweise in mehrere Teilstränge gegliedert, wobei mindestens zwei gerade und. gleichmäßig und ein anderer zumindest partiell gekrümmt verlaufen.

Für eine möglichst platz-und bauraumsparende Anordnung der Heizungs- und/oder Klimaanlage ist diese zweckmäßigerweise im Bereich des dritten Teilstranges an dessen Außenseite angeordnet, wobei die zwei Teilstränge seitlich der Heizungs-und/oder Klimaanlage in Form von Seitenarmen aus- gerichtet sind. Dabei verlaufen die Seitenarme weitgehend gerade und gleichmäßig, wohingegen der dritte Teilstrang zur Aufnahme der Heizungs- undloder Klimaanlage gekrümmt verläuft.

Für eine möglichst einfache Luftzuführung und besonders hohe Strömungs- aufnahme und unter Vermeidung von Verwirbelungen mündet der Luftab- gang der Heizungs-und/oder Klimaanlage in den Luftführungskanal eines

der einen Seitenarm bildenden Teilstränge. Alternativ oder zusätzlich mün- det der Luftabgang in den im aufgeweiteten Bereich des Grundkörpers, d. h. im dritten Teilstrang, angeordneten Luftführungskanal und/oder durchläuft oder kreuzt diesen. In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist der Grundkörper zumindest teilweise aus zwei parallel zueinander angeordneten Kanälen gebildet ist. Hierbei ist zweckmäßigerweise der Luftführungskanal zumindest teilweise zwischen den parallel zueinander angeordneten Kanä- len geführt.

Je nach Art und Ausbildung ist der Luftführungskanal vorzugsweise in den Grundkörper eingeformt ist. Alternativ oder zusätzlich kann der Luftführungs- kanal durch ein separates Formteil gebildet sein. Für eine bauformunabhän- Anbindung des Luftführungskanais mit dem Luftabgang ist zweckmäßi- gerweise ein Adapterelement vorgesehen ist. Für eine möglichst variable Ausbildung und Gestaltung des Adapterelements ist diese vorteilhafterweise aus Kunststoff gebildet.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass ein als Tragelement für eine Heizungs-und/oder Klimaanlage dienender Querträger mit einem integrierten und an einen Luftabgang der Heizung- und/oder Klimaanlage angebundenen Luftführungskanal eine große Gestal- tungs-und Designfreiheit im Trägerverlauf ermöglicht. Darüber hinaus weist ein derartig multifunktionaler Querträger ein-besonders geringes Bauvolu- men auf und ermöglicht aufgrund des eine zusätzliche Aussteifungsfunktion bewirkenden Luftführungskanals weitere Integrationen von Haltern auf dem Querträger. Des Weiteren weist der Querträger eine besonders leichte Struktur bei gleichzeitig guter Crashabsorption und möglichst guter Schwin- gungsdämpfung auf.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen : Fig. 1 schematisch einen Grundkörper für einen Querträger, Fig. 2 schematisch einen Hybridträger gemäß Figur 1, Fig. 3 schematisch in perspektivischer Darstellung einen Querträger mit einer integrierten Heizungs-und/oder Klimaanlage, Fig. 4 schematisch-in perspektivischer Darstellung einen Querträger mit einer an einen Luftführungskanal des Querträgers über einen Luftabgang angebundenen Heizungs-und/oder Klimaanlage, Fig. 5 schematisch in perspektivischer Darstellung den Querträger ge- mäß Figur 3, Fig. 6A bis 6C schematisch eine alternative Ausführungsform für einen Querträger mit integriertem Luftführungskanal und daran ange- bundener Heizurigs-und/oder Klimaanlage, und Fig. 7A bis 7E schematisch eine alternative Ausführungsform für einen Quer- träger mit parallel zueinander angeordneten Kanälen und einem dazwischen angeordneten Luftführungskanal und eine an diesen angebundene Heizungs-und/oder Klimaanlage.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Be- zugszeichen versehen.

Die Figuren 1 und 2 zeigen Querträger 1 in Hybridbauweise für ein Fahr- zeug, welcher zur Anbindung von Funktionselementen, wie z. B. Instrumen- tentafel oder Airbags, zwischen den A-Säulen des Fahrzeugs angeordnet ist. Der Querträger 1 weist einen Grundkörper 2 auf, der aus einem Blech- biegeteil gebildet ist. Der Grundkörper 2 weist ein im wesentlichen u-förmi- ges, leicht geöffnetes Profil auf, wobei die beiden offenen Schenkelenden nach außen gebogen sind. Der Grundkörper 2 ist im mittleren Bereich 4 auf- geweitet, d. h. im in ein Fahrzeug eingebauten Zustand im Bereich der-Mittel- konsole ist der Grundkörper 2 in zwei Teilstränge 6 geteilt, wobei jeder Teil- strang 6 ebenfalls ein entsprechendes, im wesentlichen u-förmiges, leicht geöffnetes Profil aufweist. Alternativ kann der Grundkörper 2 auch als ein Hohlprofil mit beliebigem Querschnitt ausgebildet sein. Zur Anbindung von

Funktionselementen, wie z. B. Airbags, Knieaufprallschutz und/oder zur Be- festigung einer Instrumententafel sind am Grundkörper 2 mehrere Anbin- dungen 7 vorgesehen. Je nach Art und Ausbildung sind die Anbindungen 7 als Blechbiegeteile ausgeführt, die formschlüssig auf den Grundkörper 2 an- geordnet und mittels einer Schweißverbindung fest verbunden sind. Die Ver- bindung kann jedoch auch durch ein anderes Fügeverfahren erfolgen. Auch kann die Anbindung 7 in Hybridbauweise, d. h. als ein angespritztes Teil aus einem Kunststoff gebildet sein.

Zur Erhöhung der Stabilität des Grundkörpers 2 ist, wie in Figur 2 darge- stellt, im wesentlichen im Inneren des insbesondere u-förmigen Profils eine Verstärkung 8, auch Profilkern genannt, aus Kunststoff vorgesehen, insbe- sondere eingefügt, welche eine aus Rippen 9 gebildete Wabenstruktur 10 aufweist. Die Wabenstruktur 10 ist hierbei derart ausgebildet, dass die Rip- pen 9 jeweils im Winkel von ca. 45° zu den Seitenwänden des u-förmigen Profils des Grundkörpers 2 angeordnet sind und sich zwei Rippen 9 im Randbereich treffen. Zur Erhöhung der Stabilität kann der Kunststoff mit Glasfasern versetzt sein. Je nach Art und Ausbildung kann eine derartige aussteifende Verrippung auch in den Anbindungen 7 vorgesehen sein und somit eine Erhöhung der Steifigkeit bewirken.

Die Figur 3 zeigt ein Beispiel für eine Anbindung eines Gehäuse 11 einer Heizungs-und/oder Klimaanlage 12 an den Grundkörper 2. Im allgemeinen ist das Gehäuse 11 aus Kunststoff gebildet und. am Grundkörper 2 ange- spritzt oder befestigt. Wie in der Figur 3 dargestellt, umläuft der Grundkörper 2 zumindest teilweise die Heizungs-und/oder Klimaanlage 12. Je nach An- ordnung der Heizungs-und/oder Klimaanlage 12 im aufgeweiteten Bereich 4, insbesondere im mittleren Bereich des Querträgers 1, kann der Grundkör- per 2 vorne, hinten, oberhalb und/oder unterhalb der Heizungs-und/oder Klimaanlage 12 verlaufen. Dazu ist der Grundkörper 2 in mehrere Teilsträn- ge 2a bis 2d unterteilt, von denen die Teilstränge 2a, 2c Seitenarme des Querträgers 1 bilden, die über den die Aufweitung bildenden und somit par- tiell gekrümmten Teilstrang 2b miteinander verbunden sind. Je nach Aus- bildung des Grundkörpers 2 kann dieser einteilig oder mehrteilig ausgebildet

sein. Vom Gehäuse 11 der Heizungs-und/oder Klimaanlage 12 zweigen Strömungskanäle 13 ab.

Für einen besonders einfachen und platzsparenden Aufbau des als Trage- lement für die Heizungs-und/oder Klimaanlage 12 dienenden Grundkörpers 2 ist in diesem ein Luftführungskanal 14 integriert, wie in Figur 4 dargestellt.

Der Luftführungskanal 14 dient dabei zusätzlich der Aussteifung des Grund- körpers 2 und ist bevorzugt aus Kunststoff gebildet. Je nach Art und Ausbil- dung des Querträgers 1 kann der Luftführungskanal 14 als Kunststoffele- ment eingespritzt oder als ein separates Formteil im Grundkörper 2 einge- fügt sein.

Zusätzlich oder alternativ zu den Strömungskanälen 13 (Figur 3) weist die Heizungs-und/oder Klimaanlage 12 mindestens einen Luftabgang 15 auf.

Der Luftabgang 15 ist dabei mit dem im Teitstrang 2a integrierten Luftfüh- rungskanal 14 zur seitlichen Belüftung des Fahrzeuginnenraumes über im Grundkörper 2 eingefügte Auslässe 16 verbunden. Zur Belüftung des Front- bereiches ist zum einen ein weiterer in. den im Teilstrang 2b integrierten.

Luftführungskanal 14 mündender und diesen durchlaufender Luftabgang 15 vorgesehen. Zum anderen ist ein weiterer direkt den Frontbereich belüften- der Strömungskanal 13 der Heizungs-und/oder Klimaanlage 12 vorgesehen, der den Grundkörper 2, insbesondere dessen Teilstrang 2b oberhalb oder unterhalb kreuzt. Je nach Art und Aufbau des Luftabgangs 15 bzw. des Luftführungskanals 14 kann zur Verbindung dieser Komponenten ein Adap- terelement 17 vorgesehen sein. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Adapterelement 17 in nicht näher dargestellter Art und Weise ein Sper- relement, z. B. eine Klappe, zur Steuerung des Luftstroms auf. Das Adap- terelement 17 ist bevorzugt aus Kunststoff und kann somit entsprechend des Querschnitts des anzubindenden Luftabgangs 15 bzw. des Luftführungska- nals 14 geformt sein. Vorzugsweise ist, das Adoptenelement 17 an den Querträger 1 insbesondere am Grundkörper 2, und/oder die Klimaanlage 12 (kurz HVAC genannt) angeformt.

In Figur 5 ist eine Ausführungsform des Querträger 1 in Perspektive darge- stellt. Dabei ist beispielhaft für die Fahrerseite oder linke Seite des Querträ-

gers 1, d. h. für den Teilstrang 2a eine Luftzuführung in den darin integrierten Luftführungskanal 14, dargestellt. Dazu ist der Luftführungskanal 14 durch die Seitenwand des Grundkörpers 2 am Ende des als Seitenarm ausgeführ ten Teilstrangs 2a geführt. Die Heizungs-und/oder Klimaanlage 12 wird dann wie in der Figur 4 gezeigt, von hinten in den aufgeweiteten Bereich 4 an den Grundkörper 2 angebunden, wobei ein zugehöriger seitlicher Luftab- gang 15 dann in den Luftführungskanal 14 des Teilstrangs 2a mündet.

Die Figuren 6A bis 6C zeigen eine alternative Ausführungsform für den Querträger 1 mit einer von hinten an den Grundkörper 2 angebundenen Hei- zungs-und/oder Klimaanlage 12, wobei diese im mittleren Bereich 4 zwi- schen zwei parallel zueinander angeordneten Teilsträngen 2b oder Arme des Grundkörpers 2 angeordnet ist und diese durchläuft. Die Verbindung des Luftabgangs 15 der Heizungs-und/oder Klimaanlage 12 zu dem im Grundkörper 2 integrierten Luftführungskanal 14 ist mittels des Adapterete- ments 17 ausgeführt. Hierbei kann das Adapterelement 17 in besonders einfacher Art und Weise von außen aufgesteckt sein. Figur 6C zeigt einen derartigen Grundkörper 2 in perspektivischer Darstellung.

Die Figuren 7A bis 7E zeigen eine weitere alternative Ausführungsform für den Querträger 1. Dabei sind der Grundkörper 2 und dessen Teilstränge 2a bis 2c aus zwei parallel zueinander angeordneten Kanälen 18 gebildet. Die Kanäle 18 werden auch als Ober-und Unterzug bezeichnet. Zwischen den Kanälen 18 ist im Bereich der Seitenarme, d. h. im Bereich der Teilstränge 2a, 2c, des Grundkörpers 2 der Luftführungskanal 14 angeordnet. Wie in den Figuren 7D und 7E dargestellt, ist der Luftführungskanal 14 im Teil- strang 2a und 2c über das Adapterelement 17 mit dem Luftabgang 15 der Heizungs-und/oder Klimaanlage 12 verbunden.

Bezugszeichenliste 1 Querträger in Hybridbauweise 2 Grundkörper 2a bis 2d Teilstränge des Grundkörpers 4 aufgeweiteter Bereich des Grundkörpers 6 Teilstränge 7 Anbindungen 8 Verstärkung 9 Rippen 10 Wabenstruktur.

11 Gehäuse der Heizungs-und/oder Klimaanlage 12 Heizungs-und/oder Klimaanlage 13 Strömungskanal der Heizungs-und/oder Klimaanlage 14 Luftführungskanal des Grundkörpers 15 Luftabgang der Heizungs-und/oder Klimaanlage 16 Auslässe 17 Adapterelement 18 Kanäle