DE102006045367B4

DE102006045367B4 - Befestigungsanordnung eines Wasserkühlers

Info

Publication number: DE102006045367B4
Application number: DE102006045367.0A
Authority: DE
Inventors: Mathias Grieger; Michael Engel
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2006-09-26
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2018-06-21
Anticipated expiration: 2026-09-27
Also published as: DE102006045367A1

Abstract

Befestigungsanordnung eines einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zugeordneten Wasserkühlers (2) und eines Ladeluftkühlers (7) an einer Haltestruktur (1) des Kraftfahrzeugs mittels beiderseits der Längserstreckung des Wasserkühlers (2) angeordneten, einen Vorsprung (6) aufweisenden Fixiermitteln (3), wobei der Wasserkühler (2) mittels der Fixiermittel (3) an dem zwischen dem Wasserkühler (2) und der Haltestruktur (1) positionierten, an der Haltestruktur (1) in einer an der Haltestruktur (1) angeordneten Ausnehmung (5) festgelegten Ladeluftkühler (7) fixiert ist und die Fixiermittel (3) derart gestaltet sind, dass eine Fixierung des Wasserkühlers (2) in den Ausnehmungen (5) an der Haltestruktur (1) ohne Ladeluftkühler (7) möglich ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung eines einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zugeordneten Wasserkühlers an einer Haltestruktur des Kraftfahrzeugs mittels im Wesentlichen beiderseits der Längserstreckung des Wasserkühlers angeordneten Fixiermitteln.
Ein Wasserkühler dient bei modernen Verbrennungsmotoren üblicherweise zur Rückkühlung des als Kühlmittel für den Motor verwendeten Wassers. Insbesondere ist die Kühlung der im Betrieb heißen Zylinder erforderlich, um eine Beschädigung der Kolben an der Zylinderwand zu verhindern und ein Verbrennen des Schmiermittels zu vermeiden.
Als Befestigungsmittel des Wasserkühlers dienen am Kühlerblock ausgebildete Befestigungsflansche oder Befestigungsschienen, gegebenenfalls mit speziell ausgebildeten und in diese einsetzbaren Schraubenmuttern, an denen die Gehäuse mit gegebenenfalls ebenfalls besonders ausgebildeten Schrauben oder Bolzen befestigt sind.
Demgegenüber werden Ladeluftkühler als Zusatzaggregate in Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt und dienen dem Abkühlen von in diese einzuspeisender, bereits vorverdichteter Luft zum Zwecke einer weiteren Verdichtung und damit einer Steigerung der Ausgangsleistung der Verbrennungskraftmaschinen. Dazu weist der einen Wärmetauscher darstellende Ladeluftkühler einen Kühlerblock mit einem Röhrensystem auf, das von einem Kühlmedium durchströmt wird. Zur Verbesserung des Wärmeaustauschs ist das Röhrensystem mit Rippen oder Lamellen versehen. Der Kühlerblock ist von einem gegenüber diesem abgedichteten Gehäuse für die Ladeluftdurchleitung umgeben, wie es beispielsweise aus der EP 0 036 756 B1 oder der EP 0 343 565 A2 bekannt ist.
Aus der DE 43 32 919 A1 , die einen Wasserkühler mit einem daran befestigten Ladeluftkühler zum Gegenstand hat, ist eine Befestigungsanordnung mit Befestigungsmitteln bekannt, die jeweils aus einer selbstsichernden Schraube am Ladeluftkühler, die an diesem in einer Führung mit einer elastischen Auskleidung formschlüssig anliegt, und einer Öffnung für diese Schraube an der Schmalseite des Wasserkühlers gebildet ist, wobei der Rand der Öffnung von der Schraube hintergreifbar ist. Die Befestigung des Wasserkühlers erfolgt durch Einstecken desselben von oben in den Ladeluftkühler und Arretierung durch im unteren Bereich angeordnete Arretierungselemente und anschließendes Einschrauben der Schrauben in die Öffnungen.
Die Anordnung oder Ausbildung von Befestigungsmitteln am Kühlerblock für ein diesen umgebendes Kühlluftgehäuse oder eine Kühlluftzuführungshaube ist hinsichtlich des Erstellungsaufwandes infolge von Metallbearbeitungsvorgängen, aber auch hinsichtlich der Montage und der Demontage relativ aufwendig.
Weiterhin beschreibt die DE 196 45 507 A1 eine Befestigungsanordnung für eine Luftführungshaube an einem Ladeluftkühler, der zwei einander gegenüberliegend an einem quaderförmigen Kühlerblock angeordnete Luftleitkästen für den Ladelufteintritt und den Ladeluftaustritt aufweist. Die Luftführungshaube ist an der Kühllufteintrittsseite lösbar mit Befestigungselementen an den Luftleitkästen und zwischen diesen angeordnet. Hierzu dienen wenigstens eine Haltelasche aus Kunststoff mit wenigstens einer an dem einen Luftleitkasten angeordneten Zunge von im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt und auf der der Haltelasche gegenüberliegenden Seite zwei Rastglieder aus Kunststoff für zwei im Abstand an dem anderen Luftleitkasten angeordnete Rastelemente.
Die DE 103 15 095 A1 betrifft eine Befestigungseinrichtung für Wärmetauscher, beispielsweise für einen vertikal unterhalb des Kühlmittelkühlers angeordneten Ladeluftkühler. Um eine einfach zu montierende Befestigungseinrichtung zu schaffen, ist im unteren Bereich des zweiten Wärmetauschers wenigstens eine Aufnahme ausgebildet, wobei im oberen Bereich des ersten Wärmetauschers an entsprechender Stelle ein Befestigungsmittel ausgebildet ist. Durch Herstellen einer Verbindung zwischen Aufnahme und Befestigungsmittel wird der erste Wärmetauscher an dem zweiten Wärmetauscher aufgehängt.
Weitere Befestigungsanordnungen für Wärmetauscher sind beispielsweise noch aus der US 2005/0217832 A1 , der US 2005/0072561 A1 , der DE 103 22 211 A1 , der DE 39 08 670 C1 sowie der WO 02/12817 A1 bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Befestigungsanordnung eines einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zugeordneten Wasserkühlers und eines Ladeluftkühlers an einer Haltestruktur des Kraftfahrzeugs zu schaffen, die eine schnelle und flexible Montage ermöglicht. Ferner sollen der Fertigungsaufwand und der erforderliche Bauraum reduziert werden.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Befestigungsanordnung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß ist also eine Befestigungsanordnung vorgesehen, bei welcher der Wasserkühler mittels der Fixiermittel an dem zwischen dem Wasserkühler und der Haltestruktur positionierten, an der Haltestruktur in einer an der Haltestruktur angeordneten Ausnehmung festgelegten Ladeluftkühler fixiert ist und die Fixiermittel derart gestaltet sind, dass eine Fixierung des Wasserkühlers in den Ausnehmungen an der Haltestruktur ohne Ladeluftkühler möglich ist. Hierdurch wird eine einfache, prozessichere und schnelle Montage des Wasserkühlers erreicht, in dem dieser bedarfsweise an der Haltestruktur oder mit dem Ladeluftkühler zu einer Baueinheit verbunden werden kann, die dann an der Haltestruktur fixiert wird. Dabei kann der Wasserkühler auch ohne den Ladeluftkühler an der Haltestruktur im Frontend des Kraftfahrzeuges fixiert werden, so dass wahlweise ein modularer Aufbau ohne zusätzliche Fixierungen geschaffen wird. Zugleich wird dadurch der erforderliche Bauraum reduziert. Insbesondere sind hierzu die als untere Lagerzapfen ausgeführten Fixiermittel am Wasserkühler und an dem Ladeluftkühler übereinstimmend bzw. mit einem übereinstimmenden Funktionsabschnitt ausgeführt.
Indem das Fixiermittel einen Vorsprung aufweist, kann die Haltestruktur beispielsweise als ein einfaches Blechformteil mit der als Stanzung ausgeführten Ausnehmung realisiert werden. Gegenüber bekannten Haltestrukturen ist dabei lediglich ein geringer Aufwand erforderlich, wobei zudem auch vorhandene Grundkonstruktionen weiter verwendet werden können.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, bei welcher der Ladeluftkühler entsprechend den Fixiermitteln des Wasserkühlers ausgeführte Fixiermittel zur Fixierung an der Haltestruktur aufweist. Die Fixiermittel des Wasserkühlers ermöglichen daher die bedarfsweise Fixierung an dem Ladeluftkühler, welcher seinerseits mit zumindest im Funktionsbereich übereinstimmenden Fixiermitteln ausgestattet und an der Haltestruktur fixierbar ist.
Indem die Fixiermittel des Wasserkühlers einerseits und des Ladeluftkühlers andererseits übereinstimmen, wird die Montage wesentlich vereinfacht und zudem werden Montagefehler weitgehend ausgeschlossen. Insbesondere ist die Position des Fixiermittels an der Haltestruktur im montierten Zustand unabhängig von der Anordnung des Ladeluftkühlers einheitlich und kann daher mit geringem Aufwand insbesondere auch visuell überprüft werden.
Die Fixiermittel können grundsätzlich in an sich bekannter Weise ausgeführt werden.
Dabei ist es zudem besonders sinnvoll, wenn das Fixiermittel des Wasserkühlers mit dem Ladeluftkühler oder das Fixiermittel des Ladeluftkühlers mit der Haltestruktur durch eine einfache Fügebewegung in einer Rastverbindung lösbar oder unlösbar verrastet. Die vorbestimmte Position kann dabei mit geringem Aufwand überprüft werden, wobei bei einem manuellen Fügevorgang zudem ein deutlich wahrnehmbares Rastgeräusch als Rückmeldung für den Monteur zur Überprüfung der Sollposition dient.
Dabei erstreckt sich zweckmäßigerweise der Vorsprung in der Ebene der Haupterstreckung des Wasserkühlers, so dass eine ausschließlich translatorische Fügebewegung in der Ebene der Haupterstreckung des Wasserkühlers erforderlich ist, um auf diese Weise auch unter räumlich stark eingeschränkten Einbaubedingungen eine problemlose Montage zu erreichen.
Hierbei ist es besonders praxisgerecht, wenn die Ausnehmung von einem mit der Haltestruktur verbundenen elastischen Element begrenzt ist. Hierdurch wird neben der formschlüssigen Fixierung an der Haltestruktur zugleich auch durch die zumindest abschnittsweise elastischen Eigenschaften des Elementes eine kraftschlüssige Klemmverbindung realisiert.
Weiterhin erweist sich eine Ausgestaltung als besonders sinnvoll, wenn die Fixiermittel des Wasserkühlers oder des Ladeluftkühlers lösbar sind, um so im Servicefall eine einfache Reparatur, insbesondere Austausch des Wasserkühlers oder gegebenenfalls des Ladeluftkühlers zu erreichen.
Bei einer weiteren, besonders einfachen Abwandlung, bei der die Fixiermittel des Wasserkühlers oder des Ladeluftkühlers im Wesentlichen baugleich ausgeführt sind, kann daher der Montagevorgang problemlos auch ohne spezielle Fachkenntnisse durchgeführt werden.
Der Wasserkühler und der Ladeluftkühler könnten grundsätzlich in verschiedenen Ebenen angeordnet sein. Besonders sinnvoll ist hingegen eine Weiterbildung, bei welcher der Wasserkühler und der Ladeluftkühler in einer gemeinsamen vertikalen Ebene übereinander angeordnet sind und damit von der zugeführten Luftströmung im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs gleichermaßen beaufschlagt werden. Ein etwaiger verminderter Wirkungsgrad des Wasserkühlers aufgrund des montierten Ladeluftkühlers ist demnach nicht zu befürchten.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

1 eine Vorderansicht eines Wasserkühlers während des Montagevorganges;
2 eine Vorderansicht eines Ladeluftkühlers und eines Wasserkühlers im montierten Zustand;
3 in einer vergrößerten, perspektivischen Darstellung einen Abschnitt der Haltestruktur.
4 in einer perspektivischen Darstellung zwei Montageschritte der in 2 gezeigten, den Ladeluftkühler und den Wasserkühlers umfassenden Einheit.

1 zeigt eine Haltestruktur 1 eines Wasserkühlers 2 für eine nicht gezeigte Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs während des Montageprozesses. Zu erkennen ist eine Fügeposition, in welcher der Wasserkühler 2 mittels beiderseits außenseitig angeordneter Fixiermittel 3 mit geringem Abstand oberhalb einer durch ein elastisches Element 4 begrenzten Ausnehmung 5 in der Haltestruktur 1 positioniert ist. Durch eine nachfolgende, im Wesentlichen vertikale Fügebewegung erfolgt die abschließende Fixierung des Wasserkühlers 2 mittels der Fixiermittel 3. Die Fixiermittel 3 des Wasserkühlers 2 weisen hierzu einen Vorsprung 6 auf, der in der Ausnehmung 5 der Haltestruktur 1 festlegbar ist.
Ergänzend ist in der 2 eine Anordnung umfassend einen zu dem in 1 gezeigten Wasserkühler 2 zwischen diesem und der Haltestruktur 1 positionierten Ladeluftkühler 7 gezeigt. Dargestellt ist die bereits an der Haltestruktur 1 fixierte Montageposition, in welcher der Wasserkühler 2 mittels der seitlich angeordneten Fixiermittel 3 an dem Ladeluftkühler 7 fixiert ist. Zur Verbindung dieser den Ladeluftkühler 7 und den Wasserkühler 2 umfassenden Einheit an der Haltestruktur 1 ist der Ladeluftkühler 7 seinerseits mittels im Funktionsbereich übereinstimmend ausgeführter Fixiermittel 8 an der Haltestruktur 1 befestigt. Die Fixiermittel 3 des Wasserkühlers 2 und die Fixiermittel 8 des Ladeluftkühlers 7 haben hierzu jeweils den nach unten weisenden, als Zapfen ausgeführten Vorsprung 6, der wahlweise in einer Aufnahme 9 des Ladeluftkühlers 7 oder in der Ausnehmung 5 der Haltestruktur 1 festlegbar ist, so dass der Wasserkühler 2 wie in 1 gezeigt auch ohne Zwischenschaltung des Ladeluftkühlers 7 an der Haltestruktur 1 fixiert werden kann.
3 zeigt in einer vergrößerten, perspektivischen Darstellung einen die Ausnehmung 5 einschließenden Abschnitt der Haltestruktur 1. Zu erkennen ist das elastische Element 4, welches durch seine nachgiebigen Eigenschaften sowohl Fertigungstoleranzen ausgleicht, als auch Vibrationen dämpft. Zudem wird die Fixierung des in der 1 gezeigten Vorsprungs 6 an der Haltestruktur 1 aufgrund der ergänzenden kraftschlüssigen Fixierkraft entsprechend der Rückstellkraft des elastischen Elementes 4 verbessert.
Demgegenüber zeigt 4 zum besseren Verständnis in einer perspektivischen Darstellung den Montagevorgang zur Realisierung der in 2 gezeigten, an der darin gezeigten Haltestruktur 1 fixierbaren Baueinheit bestehend aus dem Ladeluftkühler 7 und dem Wasserkühler 2. Ausgehend von der in 4a gezeigten Position während der Montage in Fügerichtung 10 greift der Vorsprung 6 des Fixiermittels 3 des Wasserkühlers 2 in der in 4b gezeigten Endposition in die entsprechende Aufnahme 9 des Ladeluftkühlers 7 ein. Der Vorsprung 6 des Fixiermittels 8 des Ladeluftkühlers 7 ist dabei bereits zur vereinfachten Montage mit dem elastischen Element 4 verbunden.

Claims

Befestigungsanordnung eines einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zugeordneten Wasserkühlers (2) und eines Ladeluftkühlers (7) an einer Haltestruktur (1) des Kraftfahrzeugs mittels beiderseits der Längserstreckung des Wasserkühlers (2) angeordneten, einen Vorsprung (6) aufweisenden Fixiermitteln (3), wobei der Wasserkühler (2) mittels der Fixiermittel (3) an dem zwischen dem Wasserkühler (2) und der Haltestruktur (1) positionierten, an der Haltestruktur (1) in einer an der Haltestruktur (1) angeordneten Ausnehmung (5) festgelegten Ladeluftkühler (7) fixiert ist und die Fixiermittel (3) derart gestaltet sind, dass eine Fixierung des Wasserkühlers (2) in den Ausnehmungen (5) an der Haltestruktur (1) ohne Ladeluftkühler (7) möglich ist.
Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladeluftkühler (7) zumindest im Funktionsbereich mit den Fixiermitteln (3) des Wasserkühlers (2) übereinstimmende Fixiermittel (8) zur Fixierung an der Haltestruktur (1) aufweist.
Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (6) in der Ebene der Haupterstreckung des Wasserkühlers (2) angeordnet ist.
Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (5) von einem mit der Haltestruktur (1) verbundenen elastischen Element (4) begrenzt ist.
Befestigungsanordnung nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiermittel (3) des Wasserkühlers (2) und/oder das Fixiermittel (8) des Ladeluftkühlers (7) lösbar sind.
Befestigungsanordnung nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiermittel (3) des Wasserkühlers (2) und/oder das Fixiermittel (8) des Ladeluftkühlers (7) im Wesentlichen baugleich ausgeführt sind.
Befestigungsanordnung nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserkühler (2) und der Ladeluftkühler (7) in einer gemeinsamen Ebene positioniert sind.