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Die
Erfindung betrifft eine Mehrteilige Einrichtung zur ausweichfähigen
Befestigung eines mittels Elastomerlagern gelagerten Wärmetauschers
einer Kühleinrichtung an einem Kraftfahrzeug, wobei ein
erstes Funktionselement fahrzeugfest angeordnet ist und ein zweites
Funktionselement dem Wärmetauscher zugeordnet und relativ
zum ersten Funktionselement zumindest annähernd in Fahrzeuglängsrichtung
elastisch reversibel zwischen einer Betriebslage und einer Ausweichlage
verlagerbar ist.
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Eine
derartige Einrichtung ist aus der deutschen Patentanmeldung
10 2007 033 413.5 mit
dem Titel „Einrichtung zur Befestigung eines Wärmetauschers"
bekannt. Diese Einrichtung ermöglicht im Falle einer eine vorbestimmte
Größe übersteigenden Krafteinwirkung
ein Ausweichen des Wärmetauschers und macht zugleich einen
manuellen Eingriff zur Rückverlagerung des Wärmetauschers
in seine Ausgangs- und Betriebslage entbehrlich. Allerdings ist
die in der deutschen Patentanmeldung
10 2007 033 413.5 offenbarte
Einrichtung noch nicht auskonstruiert.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für eine eingangs
genannte Einrichtung eine vorteilhafte konstruktive Ausführung
anzugeben, mit der zusätzlich zu den in der deutschen Patentanmeldung
10 2007 033 413.5 genannten
Vorteilen eine besondere Funktionssicherheit sowie eine einfache
und kostengünstige Herstellbarkeit erreicht wird.
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Die
Lösung der Aufgabe erfolgt mit einer Einrichtung mit den
Merkmalen des Anspruchs 1, wobei erfindungsgemäß das
zweite Funktionselement zur Aufnahme des Elastomerlagers des Wärmetauschers
klammerartig ausgebildet ist. Dadurch ist der Wärmetauscher
sicher und dennoch schwingungsentkoppelt in der Einrichtung gehalten,
zugleich kann der Wärmetauscher im Falle einer eine vorbestimmte
Größe übersteigenden Krafteinwirkung
beschädigungsfrei ausweichen und es kann eine Rückverlagerung
des Wärmetauschers in seine Ausgangs- und Betriebslage
ohne manuellen oder gar werkstattseitigen Eingriff erfolgen. Der
Verlagerungsvorgang ist mehrfach wiederholbar, ohne dass die beteiligten
Komponenten plastisch verformt oder geschädigt werden.
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Besonders
bevorzugte Ausführungen der erfindungsgemäßen
Einrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Von
Vorteil ist es, wenn zwischen erstem und zweitem Funktionselement
ein Energie aufnehmendes Element wirksam ist. Die erfindungsgemäße
Einrichtung ermöglicht so bei externer Krafteinwirkung
eine Verlagerung des Wärmetauschers, wobei im Energie aufnehmenden
Element Energie gespeichert wird und unter Einwirkung dieser gespeicherten
Energie eine Rückverlagerung des Wärmetauschers.
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Vorzugsweise
ist das Energie aufnehmende Element ein Zug- oder Druckelastomer.
Dessen Vorteile liegen in seiner hohen chemischen und mechanischen
Beständigkeit, der günstigen Verfügbarkeit
und den für diesen Einsatzzweck hervorragenden elastischen
Eigenschaften.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführung weist das erste oder das zweite
Funktionselement zur Verbindung mit dem anderen Funktionselement
eine Kurvenkontur und das andere Funktionselement wenigstens eine
mit dieser zusammenwirkende Gegenkontur auf. Damit wird nicht nur
eine lineare Verlagerung der beiden Funktionselemente zueinander,
sondern durch entsprechende geometrische Ausgestaltung die Zuordnung
eines Kraftprofils zum Verlagerungsweg ermöglicht.
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Als
besonders zweckmäßig wird es angesehen, wenn die
Kurvenkontur im Bereich der Betriebslage ein erhöhtes und
im Bereich der Ausweichlage ein abgesenktes Niveau aufweist, sodass
das Elastomerlager des Wärmetauschers in der Betriebslage
reibschlüssig fixierbar ist. Außerdem bietet es
sich an, die Kurvenkontur im Übergangsbereich zwischen
Betriebslage und Ausweichlage mit einer Erhöhung zu versehen,
welche bei einer Verlagerung des Wärmetauschers von der
Betriebslage in die Ausweichlage unter Aufbringung einer erhöhten
Verlagerungskraft zunächst überwunden werden muss,
sodass die Verbindung zwischen erstem und zweitem Funktionselement
zur Verrastung des Wärmetauschers in der Betriebslage der
Wärmetauschers in der Betriebslage geeignet ist.
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Vorzugsweise
unterstützt die Verbindung zwischen erstem und zweitem
Funktionselement eine Rückverlagerung des Wärmetauschers
in die Betriebslage. Damit ist zur Rückverlagerung des
Wärmetauschers ein nur geringer Kraftaufwand erforderlich
bzw. kann eine Rückverlagerung ohne gesonderten Kraftaufwand
erfolgen, wenn die Kraft, welche zur Verlagerung des Wärmetauschers
in die Ausweichlage geführt hat, entfernt wird.
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Nachfolgend
ist ein besonders zu bevorzugendes Ausführungsbeispiel
der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher erläutert,
dabei zeigen schematisch und beispielhaft
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1a eine
mehrteilige Wärmetauscheranbindung mit einem fahrzeugkarosseriefesten
Teil und einem zu diesem relativ verschiebbaren Schlitten zur beschädigungsfreien
und reversiblen Verlagerung eines Wärmetauschers bei Stoß in
Seitenansicht,
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1b dieselbe
Wärmetauscheranbindung in Draufsicht,
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2a dieselbe
Wärmetauscheranbindung in seitlicher Schnittansicht entlang
der in 1b mit A-A bezeichneten Linie
in Betriebslage und
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2b dieselbe
Wärmetauscheranbindung in seitlicher Schnittansicht entlang
der in 1b mit A-A bezeichneten Linie
in Ausweichlage.
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1a zeigt
eine mehrteilige Wärmetauscheranbindung 100 mit
einem fahrzeugkarosseriefesten Teil 101 und 102 sowie
einem zu diesem in Fahrzeuglängsrichtung relativ verschiebbaren
Schlitten 104 zur beschädigungsfreien und reversiblen
Verlagerung eines hier nicht näher gezeigten Wärmetauschers
einer Kühleinrichtung an einem Kraftfahrzeug bei Stoß in
Seitenansicht, eine Draufsicht derselben Wärmetauscheranbindung 100 ist
in 1b dargestellt. 2a zeigt
dieselbe Wärmetauscheranbindung 200 mit fahrzeugkarosseriefestem
Teil 201 und 202 sowie zu diesem in Fahrzeuglängsrichtung
relativ verschiebbarem Schlitten 204 in seitlicher Schnittansicht
entlang der in 1b mit A-A bezeichneten Linie
in Betriebslage, die Ausweichlage ist in 2b dargestellt.
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Bei
dem Wärmetauscher handelt es sich um einen luftstrombeaufschlagbaren
Wärmetauscher zur Kühlung eines flüssigen
Kühlmittels, wie Wasser oder Öl, das seinerseits
zur Kühlung von Kraftfahrzeugaggregaten, insbesondere einer
Brennkraftmaschine, verwendet wird.
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Der
Teil 102, 202 ist mittels eines vorliegend als
Aufnahmeblech ausgeführten Aufnahmebereichs 201 fest
mit der Fahrzeugkarosserie verbunden und schalenartig mit zwei einen
Aufnahmeraum 108, 208 begrenzenden Seitenflächen 103, 105, 203, 205 ausgeführt.
In dem Aufnahmeraum 108, 208 ist ein verschiebbarer Schlitten 104, 204 angeordnet,
welcher mit dem fahrzeugkarosseriefesten Teil 102, 202 verbunden,
jedoch entsprechend der Pfeilrichtung a zu diesem relativ verschiebbar
ist.
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Der
verschiebbare Schlitten 104, 204 ist zur Aufnahme
des Wärmetauschers, insbesondere unter Zwischenschaltung
eines Elastomerlagers 110, 210, welches einer
Befestigungsstelle des Wärmetauschers zugeordnet ist, klammerartig
ausgebildet. Dabei umgreift der Schlitten 104, 204 das
Elastomerlager 110, 210 seitlich und unten kraft-
und formschlüssig, sodass das Elastomerlager 110, 210 und
damit der Wärmetauscher gemeinsam mit dem Schlitten 104, 204 entsprechend
der Pfeilrichtung a zum fahrzeugkarosseriefesten Teil 102, 202 relativ
verschiebbar sind.
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Zwischen
fahrzeugkarosseriefesten Teil 102, 202 und dem
Schlitten 104, 204 ist ein Elastomer, vorliegend
ein ringförmiger Zugelastomer 206, wirksam, der
den Schlitten 104, 204 in Richtung einer Ausgangs-
und Betriebslage (2a) mittels einer Vorspannkraft
beaufschlagt. Zur Aufnahme des Zugelastomers 206 weist der
Schlitten 104, 204 einen durch eine langlochförmige Öffnung
im fahrzeugkarosseriefesten Teil 102, 202 hindurch
ragenden Fortsatz 207 auf, seitens des fahrzeugkarosseriefesten
Teils 102, 202 ist ein Absatz 215 zur
Aufnahme des Zugelastomers 206 vorgesehen. Sowohl der Fortsatz 207 als
auch der Absatz 215 sind endseitig mit einem Kragen versehen,
sodass ein Herunterrutschen Zugelastomers 206 verhindert
ist.
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Das
fahrzeugkarosseriefeste Teil 102, 202 weist zur
Verbindung mit dem Schlitten 104, 204 eine Kurvenkontur 212 auf,
am Schlitten 104, 204 sind unterseitig mit dieser
Kurvenkontur 212 zusammenwirkende Fortsätze 214 vorgesehen.
Die Kurvenkontur 212 weist im Bereich der Betriebslage
(2a) ein erhöhtes 216 und im
Bereich der Ausweichlage (2b) ein
abgesenktes Niveau 220 auf, sodass der Schlitten 104, 204 in Betriebslage
gegenüber dem fahrzeugkarosseriefeste Teil 102, 202 eine
erhöhte Position und in Ausweichlage eine abgesenkte Position
einnimmt.
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Das
im Schlitten 104, 204 aufgenommene Elastomerlager 110, 210 des
Wärmetauschers ist an seiner Oberseite mit einer Erhöhung 111, 211 versehen.
In der Betriebslage ist dadurch eine reibschlüssige Fixierung ermöglicht,
indem das Elastomerlager 110, 210 mit seiner Erhöhung 111, 211 aufgrund
der gegenüber dem fahrzeugkarosseriefeste Teil 102, 202 erhöhten
Position gegen einen Bereich 113, 213 des fahrzeugkarosseriefesten
Teils 102, 202 gedrückt wird. Um ein
elastisches Ausweichen des Elastomerlagers 110, 210 und
damit eine reibschlüssige Fixierung in der Betriebslage
zu unterstützen, ist das Elastomerlager 110, 210 unterseitig
durch entsprechende Formgebung weicher ausgeführt. Vorliegend
weist das Elastomerlager 110, 210 an der Unterseite
eine Materialaussparung auf, sodass seitlich, den Innenkanten des
klammerartigen fahrzeugkarosseriefeste Teil 102, 202 zugeordnete
Auflagen verbleiben. Die Innenkanten des fahrzeugkarosseriefesten
Teils 102, 202 sind mit freistichartigen Aufnahmeräumen
versehen, in die die Auflagen des Elastomerlagers 110, 210 bei
vertikalem Druck auf die Erhöhung 111 des Elastomerlagers 110, 210 ausweichen
können.
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Zwischen
dem erhöhten 216 Niveau entsprechend der Betriebslage
(2a) und dem abgesenkten Niveau 220 entsprechend
der Ausweichlage (2b) weist die Kurvenkontur 212 eine
Erhöhung 218 auf. Dadurch und aufgrund der mit
dem Bereich 113, 213 des fahrzeugkarosseriefesten
Teils 102, 202 zusammenwirkenden Erhöhung 111, 211 des
Elastomerlagers 110, 210 ist ein erhöhter
Kraftaufwand erforderlich, um die Betriebslage in Richtung der Ausweichlage
zu verlassen. Nach dem Überwinden der Erhöhung 218 fällt
die Kurvenkontur 212 in Richtung der Ausweichlage auf das
abgesenkte Niveau ab. Bei einer weiteren Verlagerung des Schlittens 104, 204 wird
daher die reibungsbedingte Fixierung zwischen Erhöhung 111, 211 des
Elastomerlagers 110, 210 und dem Bereich 113, 213 des
fahrzeugkarosseriefesten Teils 102, 202 gelöst,
sodass eine Verlagerung in die Ausweichlage unterstützt
wird.
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Bei
einer auf den Wärmetauscher wirkenden, bezüglich
Größe und Richtung vorbestimmten Kraft, vorliegend
bei einer von der Fahrzeugfront zum Fahrzeugheck gerichteten, eine
vorbestimmte Größe übersteigenden Kraft
oder einer Kraft mit einer derartigen Komponente, erfolgte eine
Verlagerung des Schlittens 104, 204 entsprechend
in Pfeilrichtung a, wobei der ringförmige Zugelastomer 206 Energie
aufnimmt und speichert. Sobald der äußere Krafteinfluss
entfällt, verlagert sich der Schlitten 104, 204 unter
Einfluss der im Zugelastomer 206 gespeicherten Energie
wieder zurück und der Wärmetauscher nimmt wieder
seine Ausgangs- und Betriebslage ein.
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Die
erfindungsgemäße Anordnung trägt zu einem
guten Deformationsverhalten des Fahrzeugs bei, unterstützt
so eine kostengünstige Unfallreparatur und ermöglicht
im Falle einer vorbestimmten Krafteinwirkung ein beschädigungsfreies
Ausweichen des Wärmetauschers und dessen Rückverlagerung
in seine Ausgangs- und Betriebslage ohne manuellen oder gar werkstattseitigen
Eingriff, insbesondere bei einem AZT Crashreparaturtest Front (neuer
RCAR Strukturtest – 10°) den folgenden Parametern
oder einem vergleichbaren Test mit mehreren der folgenden oder ähnlichen
Parametern:
| Aufprallkonstellation: | Fahrzeugaufprall
auf eine feste Barriere, Offset-Crash, 40% Überdeckung,
Aufprall lenkungsseitig. |
| Fahrzeug: | Beim
Aufprall ungeführt und frei von Antriebskräften,
Zustand fahrfertig, Batterie angeschlossen, Zündung eingeschaltet,
Sicherheitseinrichtungen (Gurtstraffer, Airbags) in Funktion, Klimaanlage
geleert und druckgeprüft, Bremsen gelöst, Gangschalthebel
in neutraler Stellung, Beladung 1 Dummy, 50% Mann in Fahrerposition,
angegurtet, Tank vollständig gefüllt mit Benzin
bzw. Diesel (ggf. Wasser). |
| Messungen: | Achsvermessung
vor und nach dem Versuch, Karosserievermessung und Spaltmaße
vor und nach dem Versuch, tatsächliche Fahrzeugmasse crashfertig,
Fahrzeugbeschleunigung am Schweller (B-Säule) links und
rechts. |
| Barrierenmaße: | Barrierenwinkel
= 10°, Barriere deutlich höher als Fahrzeugfront,
die Wand neben der Offset-Barriere darf vom Fahrzeug nicht berührt
werden, Abrundung R = 150 mm. |
| Aufprallgeschwindigkeit: | VF = 15,0 km/h (+1/–0 km/h) |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102007033413 [0002, 0002, 0003]