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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung eines Kühlers an einem Montageträger eines Fahrzeugs.
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Anordnungen der gattungsgemäßen Art sind seit geraumer Zeit in den unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt. So beschreibt die
DE 39 26 568 C1 eine Kühlerbefestigung für Kraftfahrzeuge, bei der ein Kühler mittels wenigstens eines kühlerfesten Auflagers auf einem korrespondierenden fahrzeugfesten Auflager aufsitzt. An der oberen Kühlerseite trägt das Kühlergehäuse einen hohlen Befestigungszapfen, in den ein Befestigungselement eingesetzt ist. Dieses Befestigungselement stützt sich an seiner einen Seite am Befestigungszapfen ab und trägt an seinem anderen Ende eine Ausgleichsplatte, die in ihrer relativen Lage zum Befestigungselement veränderbar gehalten ist. Der Befestigungszapfen ist in eingebautem Zustand in eine Öffnung des fahrzeugfesten Lagers eingesetzt und sichert derart den Kühler gegen Kippen. Durch eine Veränderung der Position der Ausgleichsplatte am Befestigungselement werden die durch Öffnungen im Befestigungszapfen nach außen ragenden Teile der Ausgleichsplatte zur Anlage an das fahrzeugfeste Lager gebracht, in welches das kühlerfeste Lager eingebracht ist. Über das andere Ende des Befestigungselementes erfolgt eine Abstützung am Befestigungszapfen und damit am Kühler selbst. Auf diese Weise soll der Kühler in vertikaler Richtung mit durchgeführtem Toleranzausgleich gesichert sein. Die
DE 10 2005 037 912 A1 beschreibt des Weiteren eine Lagerung für einen Kühler, der seinerseits mit unteren Zapfen versehen ist, welche jeweils von einer Gummibuchse aufgenommen werden. Die Gummibuchse ist ihrerseits von einem Lagerteil umschlossen, an dem einstückig ein nach vorne weisender Fortsatz angeformt ist. Zu seiner Festlegung sind an dem Lagerteil vordere Laschen vorgesehen, welche sich an der Vorderseite eines das Lagerteil tragenden, in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Trägers eines Frontends anlegen. Zur Festlegung des Lagerteils sind noch Rasten angeformt, welche ebenfalls mit dem Träger zusammenwirken und dafür Sorge tragen, dass das Lagerteil in Fahrzeuglängsrichtung fixiert ist. In den Laschen ist ferner eine Aussparung vorgesehen, in die ein Stift eingreift, um das Lagerteil in Fahrzeugquerrichtung zu fixieren. Schließlich ist aus der
DE 10 2004 043 354 A1 eine Vorrichtung zur Befestigung eines Kühlers in einem rahmenförmig ausgebildeten Montageträger eines Frontendmoduls für ein Kraftfahrzeug bekannt, wobei der Montageträger einen oberen und einen unteren Querträger und zwei Seitenteile aufweist. Der Kühler weist seinerseits zwei obere als Loslager und zwei untere als Festlager ausgebildete Lager auf, die sich elastisch am Montageträger abstützen, wobei Lagerzapfen des Kühlers in elastisch verformbaren Buchsen der besagten Lager eingreifen. Die beiden oberen als Loslager ausgeführten Lager verfügen des Weiteren jeweils über einen Zwischenhalter, welcher eine der besagten Buchsen aufnimmt und ferner zwei nebeneinander angeordnete, biegeelastische Haltefinger mit stirnseitigen Rastnasen aufweist, welche in Fahrzeuglängsrichtung (X-Richtung) gesehen Öffnungen im Montageträger durchsetzen und hintergreifen, wobei die Rastnasen der beiden Haltefinger gleichgerichtet, d. h., nach unten (Z-Richtung) gerichtet sind. Für den Fall des Versagens der Rastverbindung ist dem Zwischenhalter zwischen den Haltefingern eine Hilfsbohrung für eine Hilfsbefestigung (fail-safe) mittels Befestigungsschraube zugeordnet. Die
DE 10 2005 002 058 A1 beschreibt ein Modullager zur Lagerung eines Kühlmoduls an einem Rahmen eines Fahrzeugs, wobei das Mudullager modulseitig einen profilierten Zapfen sowie einen mittels eines Gummielements unmittelbar und formschlüssig mit dem Zapfen verbundenen Modulhalter aufweist, welcher neben dem Gummielement einen mit demselben formschlüssig verbundenen Kunststoffhalter umfasst, der seinerseits mit dem Fahrzeugrahmen verschraubt ist/wird. Der Kunststoffhalter ist als U-Profil mit einer linken und einer rechten Seitenwand gestaltet. Die
DE 10 2006 061 806 A1 beschreibt ein Kühlerlager für eine Kühlkomponente eines Kraftfahrzeugs, welches an einem Montageträger festgelegt ist. Das Kühlerlager ist durch einen Lagerkäfig nach Art eines im Querschnitt geschlossenen, ringförmigen Hohlprofils gebildet, in welchem sich eine Lagerzapfenaufnahme für einen am Kühler angeordneten Lagerzapfen elastisch abstützt. Der Profilquerschnitt ist innerhalb einer durch die X- und Z-Richtung aufgespannten Ebene angeordnet. Der Lagerkäfig ist mit einem Führungsabschnitt seiner Mantelfläche auf einem korrespondierenden Führungsabschnitt des Montageträgers entlang eines Kreisbogens abgestützt. Zur vorbeschriebenen ähnliche Lösungen sind ferner aus der
JP H06-55 942A und der
JP S56-67 625A bekannt, wobei hier die Lagerkäfige über ihre gesamte Mantelfläche abgestützt sind. Die
JP 2001-80 542 A beschreibt ein Wärmetauscher-respektive Kühlerlager, welches ausgebildet ist, als dynamischer Dämpfer vertikale Vibrationen eines Lagerzapfens des Wärmetauschers zu erlauben. Das Kühlerlager weist einen an einem Fahrzeugrahmen befestigbaren Bügel auf, in welchem über eine Stützeinrichtung der Lagerzapfen elastisch gelagert ist. Die Stützeinrichtung ist durch einen Lagerkäfig nach Art eines im Querschnitt geschlossenen Hohlprofils gebildet, in welchem sich eine Lagerzapfenaufnahme abstützt. Eine obere und eine untere Mantelfläche des Lagerkäfigs sind gerundet bzw. kreisbogenförmig ausgebildet.
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Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zur Befestigung eines Kühlers an einem Montageträger eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, zu schaffen, welche im Falle des Versagens der Verbindung zwischen dem Kühler und dem Montageträger, beispielsweise infolge eines Heckcrashes, in Grenzen dennoch die bestimmungsgemäße Anordnung des Kühlers am Montageträger gewährleistet.
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Gelöst wird die gestellte Aufgabe demnach durch eine Anordnung zur Befestigung eines Kühlers an einem Montageträger eines Fahrzeugs, mit wenigstens einem Kühlerlager, welches am Montageträger form- und/oder kraftschlüssig festgelegt ist und durch einen Lagerkäfig nach Art eines im Querschnitt geschlossenen Hohlprofils gebildet ist, in welchem sich eine Lagerzapfenaufnahme für einen am Kühler angeordneten Lagerzapfen elastisch abstützt, wobei der Profilquerschnitt des Lagerkäfigs innerhalb einer sich in Fahrzeuglängs- und Fahrzeughochrichtung (X- und Z-Richtung) erstreckenden Ebene – X-Z-Ebene – angeordnet ist, und wobei der Lagerkäfig mit einem nach unten weisenden Führungsabschnitt seiner Mantelfläche auf einem zu demselben korrespondierenden Führungsabschnitt des Montageträgers abgestützt ist, welcher ausgehend von der Horizontalen in Fahrtrichtung des Fahrzeugs gesehen derart um einen bestimmten Winkel „α” nach unten geneigt ausgebildet ist, dass infolge des Eigengewichtes des Kühlers eine Kraftresultierende erzeugt ist, die in Fahrtrichtung nach unten geneigt gegen den Montageträger wirkt und im Fahrbetrieb und/oder während eines Crashereignisses eine Bewegung des Kühlers entgegen der besagten Fahrtrichtung verhindert, zumindest jedoch behindert.
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Durch besagte schräge Abstützung des Kühlers bzw. des wenigstens einen Kühlerlagers desselben am Montageträger ist immer eine gewisse X-Komponente der Gewichtskraft des Kühlers in Fahrtrichtung zu verzeichnen, die auch bei einem Versagen der Verbindung zwischen dem Kühler und dem Montageträger, beispielsweise infolge eines Heckcrashes, in Grenzen die bestimmungsgemäße Anordnung des Kühlers am Montageträger gewährleistet. Zusätzliche Befestigungsmaßnahmen mittels beispielsweise Verschraubungen sind insoweit entbehrlich.
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Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.
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Im Rahmen von Versuchen haben sich Neigungs-Winkel „α” von 10° bis 20°, vorzugsweise Winkel „α” von 12° bis 16° als besonders zweckmäßig herausgestellt. Wie die Erfindung weiter vorsieht, kann gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung dem nach unten und/oder einem nach oben weisenden Führungsabschnitt der Mantelfläche des Lagerkäfigs des wenigstens einen Kühlerlagers zumindest ein in Grenzen elastisch ausgebildetes Rastelement zugeordnet sein, welches in einer Rastaufnahme des/eines korrespondierenden Führungsabschnittes des Montageträgers form- und/oder kraftschlüssig festgelegt ist. Durch diese Maßnahme ist eine einfache und kostengünstige Montage des Kühlers am Montageträger gestattet.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsvariante können dem Lagerkäfig des wenigstens einen Kühlerlagers zwei in Fahrzeughochrichtung (Z-Richtung) gesehen zueinander beabstandet angeordnete und sich in Fahrtrichtung erstreckende, in Grenzen elastisch ausgebildete Rastelemente zugeordnet sein, welche jeweils in einer korrespondierenden Rastaufnahme des Montageträgers form- und/oder kraftschlüssig festgelegt sind. Vorteilhaft können die in Grenzen elastisch ausgebildeten Rastelemente derart ausgebildet sein, dass deren Kraftvektoren innerhalb der besagten X-Z-Ebene in unterschiedliche Richtung weisen. Im Hinblick darauf können die Rastelemente in Fahrzeuglängsrichtung gesehen jeweils hakenförmig, mit einem am Lagerkäfig fest angeordneten und in Fahrtrichtung weisenden Steg, sowie mit einem innerhalb besagter X-Z-Ebene entgegen der Fahrtrichtung zurück gebogenen freien Ende ausgebildet sein, welches jeweils form- und/oder kraftschlüssig in der korrespondierenden Rastaufnahme festgelegt ist. Um den angestrebten Form- und/oder Kraftschluss zwischen dem Kühlerlager und dem Montageträger noch weiter zu erhöhen, kann zumindest einem hakenförmigen Rastelement eine einstückig mit dem Montageträger ausgebildete Raste zugeordnet sein, welche im montierten Zustand des Kühlerlagers am Montageträger in einen zwischen dem Steg und dem zurück gebogenen freien Ende des Rastelementes ausgebildeten Freiraum formschlüssig eingreift.
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Vorteilhaft können die Rastelemente einstückig mit dem Lagerkäfig ausgebildet sein, welches sich insbesondere dann anbietet, wenn der Lagerkäfig nach einem an sich bekannten Spritzgießverfahren aus Kunststoff hergestellt ist.
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Weiter vorteilhaft kann zumindest ein Führungsabschnitt des Montageträgers einen eine etwaige Bewegung des Kühlers entgegen der Fahrtrichtung verhindernden, zumindest jedoch behindernden Verlauf oder eine Begrenzung aufweisen, realisiert beispielsweise durch eine Wölbung, eine Abkantung, einen Anschlag oder dgl. mehr, welche in die potentielle Führungsbahn hinein ragt.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine erste bevorzugte Ausgestaltungsvariante eines Kühlerlagers der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung in einer perspektivischen Einzelansicht,
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2 äußerst schematisch die Befestigungsanordnung mit einem Kühlerlager nach 1 in einer Seitenansicht,
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3 eine weitere bevorzugte Ausgestaltungsvariante eines Kühlerlagers der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung in einer perspektivischen Einzelansicht,
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4 die Befestigungsanordnung mit einem geringfügig abgewandelten Kühlerlager nach 3 in einer Seitenansicht,
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5 eine perspektivische Schnittansicht der Befestigungsanordnung mit einem Kühlerlager gemäß 3, und
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6 eine Detailansicht der Befestigungsanordnung nach 5.
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Die Anordnung zur Befestigung eines nicht näher dargestellten, jedoch an sich bekannten Kühlers eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, an einem ebenfalls an sich bekannten und in 2 lediglich angedeuteten Montageträger 1 umfasst wenigstens ein Kühlerlager 2, vorzugsweise vier Kühlerlager 2, die ihrerseits seitlich des Kühlers angeordnet sind und denselben durch Form- und/oder Kraftschluss am Montageträger 1 elastisch abstützen und festlegen.
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Gemäß den 1 und 2 ist das Kühlerlager 2 durch einen Lagerkäfig 3 nach Art eines im Querschnitt geschlossenen Hohlprofils gebildet, in welchem sich eine Lagerzapfenaufnahme 4 für einen hier nicht näher dargestellten und am Kühler angeordneten sowie seitlich aus demselben herausragenden Lagerzapfen elastisch abstützt. Vorliegend ist die Lagerzapfenaufnahme 4 über angeformte Stützstreben 5 aus überwiegend an sich bekanntem geeigneten Elastomer form- und/oder stoffschlüssig mit dem Lagerkäfig 3 verbunden.
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Es bietet sich an, den Lagerkäfig 3 aus einem relativ starren Kunststoff nach einem an sich bekannten Spritzgießverfahren zu fertigen, in oder an welchem die Lagerzapfenaufnahme 4 ein- oder angespritzt ist. Sicherlich ist es auch denkbar und demgemäß durch die Erfindung mit erfasst, das Kühlerlager 2 als gebautes Teil auszubilden und Lagerkäfig 3 und Lagerzapfenaufnahme 4 als separate Bauteile miteinander zu montieren.
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Der Profilquerschnitt des Lagerkäfigs 3 ist dabei innerhalb einer sich im Wesentlichen in Fahrzeuglängs- und Fahrzeughochrichtung (X- und Z-Richtung) erstreckenden Ebene, nachfolgend als X-Z-Ebene bezeichnet, angeordnet.
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Wie insbesondere der 2 zu entnehmen ist, ist der Lagerkäfig 3 mit einem nach unten weisenden Führungsabschnitt 6 seiner Mantelfläche auf einem zu demselben korrespondierenden Führungsabschnitt 7 des Montageträgers 1 abgestützt, welcher ausgehend von der Horizontalen in Fahrtrichtung 8 des Fahrzeugs gesehen um einen Winkel „α” nach unten geneigt ausgebildet ist.
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Hierbei ist ein Winkel „α” gewählt, der es gestattet, dass infolge des Eigengewichtes des Kühlers eine Kraftresultierende erzeugt ist, die in Fahrtrichtung 8 nach unten geneigt gegen den Montageträger 1 wirkt und im Fahrbetrieb und/oder während eines Crashereignisses eine Bewegung des Kühlers entgegen der besagten Fahrtrichtung 8 verhindert, zumindest jedoch behindert.
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Gesetzt den Fall, es ist ein Heckcrash zu verzeichnen und die form- und/oder kraftschlüssige Befestigung des Kühlers am Montageträger 1 versagt, so ist, wie bereits oben erläutert, immer eine gewisse X-Komponente der Gewichtskraft des Kühlers in Fahrtrichtung 8 zu verzeichnen, die in Grenzen die bestimmungsgemäße Anordnung des Kühlers am Montageträger 1 gewährleistet respektive ein nachteiliges Ausweichen des Kühlers nach hinten Richtung Fahrgastzelle des Fahrzeugs verhindert, zumindest jedoch wirkungsvoll behindert.
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In umfangreichen Versuchen hat sich ein Winkel „α” von 10° bis 20°, vorzugsweise ein Winkel „α” von 12° bis 16°, bewährt.
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Wie der 2 weiter zu entnehmen ist, verfügt der Lagerkäfig 3 zur komfortablen Montage und exakten Fixierung desselben am Montageträger 1 sowohl über einen nach unten als auch über einen nach oben weisenden sowie um den gewählten Winkel „α” nach unten geneigten Führungsabschnitt 6, 9, wobei vorliegend dem nach oben weisenden Führungsabschnitt 9 ein in Grenzen elastisch, vorzugsweise mit dem Lagerkäfig 3 einstückig ausgebildetes Rastelement 10 zugeordnet ist, welches in einer Rastaufnahme 11 eines korrespondierenden Führungsabschnittes 12 des Montageträgers 1 form- und/oder kraftschlüssig festgelegt bzw. festlegbar ist.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß den 3 bis 6 unterscheidet sich zum vorbeschriebenen im Wesentlichen durch die Anbindung des Kühlerlagers 2 bzw. dessen Lagerkäfigs 3 am Montageträger 1.
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Danach sind dem Lagerkäfig 3 des Kühlerlagers 2 zwei in Fahrzeughochrichtung (Z-Richtung) gesehen zueinander beabstandet angeordnete und sich im Wesentlichen in Fahrtrichtung 8 erstreckende, in Grenzen elastisch ausgebildete Rastelemente 13, 14 zugeordnet, welche jeweils in einer korrespondierenden Rastaufnahme 15, 16 des Montageträgers 1 form- und/oder kraftschlüssig festgelegt bzw. festlegbar sind.
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Die in Grenzen elastisch ausgebildeten Rastelemente 13, 14 sind hierbei derart ausgebildet, dass deren Kraftvektoren innerhalb der besagten X-Y-Ebene in unterschiedliche Richtung, d. h., vorliegend nach unten bzw. nach oben und voneinander weg weisen. Sicherlich ist es auch denkbar und durch die Erfindung somit mit erfasst, die Rastelemente 13, 14 so auszubilden, dass deren Kraftvektoren aufeinander zu gerichtet sind (nicht näher dargestellt).
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Besagte Rastelemente 13, 14 sind in Fahrzeuglängsrichtung (X-Richtung) respektive Fahrtrichtung 8 gesehen jeweils hakenförmig ausgebildet und verfügen über einen am Lagerkäfig 3 fest angeordneten, vorzugsweise einstückig mit demselben ausgebildeten und in Fahrtrichtung 8 sich erstreckenden Steg 17, an den sich einstückig ein innerhalb besagter X-Z-Ebene entgegen der Fahrtrichtung 8 zurück gebogenes freies Ende 18 anschließt, welches form- und oder kraftschlüssig in der jeweils korrespondierenden Rastaufnahme 15, 16 des Montageträgers 1 festgelegt bzw. festlegbar ist.
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Gemäß den 3, 5 und 6 verfügt besagtes freies Ende 18 über eine schräge, nach innen geneigte äußere Kontaktfläche 19, die an einer korrespondierenden Kontaktfläche 20 der Rastaufnahme 15, 16 des Montageträgers 1, einen Form- und Kraftschluss realisierend, sicherlich auch kombiniert mit einem bestimmten Reibschluss, anliegt.
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In 4 sind demgegenüber Rastelemente 13, 14 gezeigt, deren freies Ende 18 derart ausgebildet ist, dass dieses, einen erhöhten Formschluss bewirkend, in eine Hinterschneidung 21 der Rastaufnahme 15, 16 des Montageträgers 1 form- und kraftschlüssig einrasten.
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Um den Form- und/oder Kraftschluss zwischen dem Rastelement 13 und/oder 14 und dem Montageträger 1 noch weiter zu erhöhen, ist gemäß den 5 und 6 zumindest einem der Rastelemente 13, 14 eine einstückig mit dem Montageträger 1 ausgebildete Raste 22 zugeordnet, welche im montierten Zustand des Kühlerlagers 2 respektive dessen Lagerkäfigs 3 am Montageträger 1 in einen zwischen dem Steg 17 und dem zurück gebogenen freien Ende 18 des Rastelementes 13, 14 ausgebildeten Freiraum 23 formschlüssig eingreift.
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Ist es beispielsweise im Reparaturfall erforderlich, das Kühlerlager 2 respektive dessen Lagerkäfig 3 vom Montageträger 1 zu lösen, können besagte Rasten 22 in Abhängigkeit ihrer Elastizität entweder aus dem besagten Freiraum 23 heraus gebogen oder müssen zerstört werden. Für den letztgenannten Fall sind am Montageträger 1 und am Lagerkäfig 3 koaxial zueinander angeordnete Bohrungen 24, 25, gegebenenfalls Gewindebohrungen vorgesehen, die es gestatten, das Kühlerlager 2 zusätzlich mittels eines an sich bekannten, hier nicht näher dargestellten mechanischen Befestigungselementes, beispielsweise mittels einer Befestigungsschraube, am Montageträger 1 festzulegen.
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Gesetzt den Fall, es ist ein besonders schweres Crashereignis, beispielsweise ein Heckcrash zu verzeichnen, und die Verbindung zwischen dem Kühlerlager 2 und dem Montageträger 1 versagt, indem beispielsweise die Rastelemente 10; 13, 14 brechen und das etwaige zur Anwendung gekommenen zusätzliche mechanische Befestigungselement löst sich ebenfalls, kann sich der Kühler in nachteiliger Weise unkontrolliert nach hinten in Richtung Fahrgastzelle des Fahrzeugs bewegen und mittel- oder unmittelbar diverse Schäden am Fahrzeug und/oder auch Körperschäden der Fahrzeuginsassen bewirken.
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Um diesem Umstand wirkungsvoll zu begegnen, weist zumindest einer der Führungsabschnitte 7, 12 des Montageträgers 1 einen eine etwaige Bewegung des Kühlers entgegen der Fahrtrichtung 8 verhindernden, zumindest jedoch behindernden Verlauf oder eine Begrenzung 26 auf, welche wie vorliegend durch einen einstückig mit dem unteren Führungsabschnitt 7 des Montageträgers 1 ausgebildeten Anschlag realisiert ist (4). Demgegenüber sind diverse weitere gleichwirkende Maßnahmen denkbar, wie beispielsweise in die potentielle Führungsbahn hinein ragende Wölbungen, Abkantungen und dgl. mehr, welche einstückig mit dem gewählten Führungsabschnitt 7, 12 ausgebildet oder auf demselben montiert sein können (nicht näher dargestellt).
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Montageträger
- 2
- Kühlerlager
- 3
- Lagerkäfig
- 4
- Lagerzapfenaufnahme
- 5
- Stützstreben (Lagerzapfenaufnahme 4)
- 6
- Führungsabschnitt (Lagerkäfig 3)
- 7
- Führungsabschnitt (Montageträger 1)
- 8
- Fahrtrichtung
- 9
- Führungsabschnitt (Lagerkäfig 3)
- 10
- Rastelement (Lagerkäfig 3)
- 11
- Rastaufnahme (Montageträger 1)
- 12
- Führungsabschnitt (Montageträger 1)
- 13
- Rastelement (Lagerkäfig 3)
- 14
- Rastelement (Lagerkäfig 3)
- 15
- Rastaufnahme (Montageträger 1)
- 16
- Rastaufnahme (Montageträger 1)
- 17
- Steg (Rastelement 13, 14)
- 18
- freies Ende (Rastelement 13, 14)
- 19
- Kontaktfläche (freies Ende 18)
- 20
- Kontaktfläche (Rastaufnahme 15, 16)
- 21
- Hinterschneidung (Rastaufnahme 15, 16)
- 22
- Raste
- 23
- Freiraum
- 24
- Bohrung (Lagerkäfig 3)
- 25
- Bohrung (Montageträger 1)
- 26
- Begrenzung (Führungsabschnitt 7)
- α
- Neigungs-Winkel (Führungsabschnitte 6, 7, 9, 12)
