DE102010029712A1

DE102010029712A1 - Halter zur Verbindung eines Kondensators mit einem Ladeluftkühler in einem Kühlmodul

Info

Publication number: DE102010029712A1
Application number: DE201010029712
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Claus (FH) Augenstein; Peter Griesheimer; Alexandra Schnaars; Dipl.-Ing. Knauf Bruno; Dipl.-Ing. Posset Stephan
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2010-06-04
Filing date: 2010-06-04
Publication date: 2011-12-08

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Halter zur Verbindung eines Kondensators mit einem Ladeluftkühler in einem Kühlmodul, insbesondere für Kraftfahrzeuge, vorzugsweise für einen Nutzkraftwagen, welcher an einem Sammelrohr (3) des Kondensators (2) befestigt ist und dieses annähernd umschließt. Um einen Halter anzugeben, der besonders kostengünstig herstellbar ist und trotzdem eine zuverlässige Halterung des Kondensators am Ladeluftkühler ermöglicht, sind eine Ober (7) und eine Unterschale (8) des durch ein Filmscharnier (9) beweglich miteinander verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Halter zur Verbindung eines Kondensators mit einem Ladeluftkühler in einem Kühlmodul, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, vorzugsweise einem Nutzkraftwagen, welcher an einem Sammelrohr des Kondensators befestigt ist und dieses annähernd umschließt.
Kühlmodule enthalten verschiedene Komponenten der Motorkühlung sowie einen zum Klimakreislauf gehörenden Kondensator. Um einen höchst möglichen Wirkungsgrad zu erreichen, sind sämtliche Einzelkomponenten optimal aufeinander abgestimmt. Der Kondensator ermöglicht eine rasche Abkühlung des Fahrgastinnenraumes, da der Wärmeübergang und der Druckabfall auf der Kältemittel- und auf der Luftseite optimal abgestimmt sind. Der Kondensator weist ein Sammelrohr auf, welches ein Kältemittel enthält, das in der Klimaanlage zirkuliert.
Aufgrund der unterschiedlichen Bauräume in den verschiedenen Kraftfahrzeugen werden die einzelnen Komponenten eines Kühlmoduls wie ein Ladeluftkühler, ein Kühlmittelkühler und der Kondensator unterschiedlich groß ausgebildet. Um die Komponenten miteinander zu verbinden, sind für neue Applikationen neue Halter notwendig, welche jedoch neue Halterwerkzeuge, Montageeinrichtungen und Lötgestelle erfordern.
Es sind Kondensatoren bekannt, die mit gestanzten oder extrudierten Haltern verbunden sind, die an dem Sammelrohr angelötet werden. 1 zeigt einen gestanzten Halter 1, der an dem Kondensator 2 befestigt wird, indem er in das Sammelrohr 3 gesteckt wird, um eine exakte Positionierung des Halters zu ermöglichen. Allerdings treten an dieser Steckverbindung mechanische Spannungsspitzen auf, die unter Umständen zum Ausfall des Kondensators 2 führen können, wenn der Halter 1 nicht ausreichend dicht am Sammelrohr 3 verlötet ist. Deshalb muss der Kondensator 2 bei einem Defekt des Sammelrohres 3 ersetzt werden.
2 zeigt einen weiteren Halter 4, wie er nach dem Stand der Technik verwendet wird. Dabei handelt es sich um einen extrudierten Halter, welcher flächig an dem Sammelrohr 3 angelötet ist. An dem, dem Sammelrohr 3 abgewandten Ende des Halters 4 ist eine Öffnung 5 vorhanden, in welche eine nicht weiter dargestellte Schraube zur Verschraubung des Halters 4 mit dem Ladeluftkühler eingeführt wird. Bei solchen extrudierten Haltern ist zusätzlich eine mechanische Bearbeitung notwendig, damit der Sitz des Halters 4 am Sammelrohr 3 zuverlässig gewährleistet und ein flächiges Anlöten sichergestellt wird. Diese Lösung erfordert einen hohen Aufwand an Material und ist sehr zeitaufwändig.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Halter anzugeben, welcher eine dauerhafte robuste Befestigung am Sammelrohr ermöglicht und trotzdem eine einfache Montage bei geringen Investitionskosten erfordert.
Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine Ober- und einer Unterschale durch ein Filmscharnier beweglich miteinander verbunden sind. Das hat den Vorteil, dass de Ober- und die Unterschale durch das Filmscharnier in ihrer geometrischen Anordnung fest zueinander positioniert sind. Dieser Halter kann zur Befestigung an unterschiedlich gestalteten Kondensatorblöcken für eine Vielzahl von Applikationen verwendet werden. Aufgrund der flexiblen Verwendung des Halters ist nur ein Werkzeug notwendig, um diesen Halter für die unterschiedlichsten Anwendungen herzustellen, was die Investitionskosten reduziert. Der Halter hat den Vorteil, dass er an einem rechten genauso wie an einem linken Sammelrohr des Kondensators eingesetzt werden kann.
Vorteilhafterweise sind die Oberschale, die Unterschale und das Filmscharnier einteilig aus spritzgegossenem Kunststoff ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass die Kosten aufgrund des einen Arbeitsschrittes zur Herstellung des Halters gegenüber extrudierten und mechanisch bearbeiteten Aluminiumhaltern deutlich reduziert sind. In einen Kunststoffhalter können weitere Funktionen integriert werden, wie beispielsweise Leitungsfixierungspunkte oder Rezirkulationsabdeckungen, unter welchen Dichtungen verstanden werden, die, verhindern, dass Warmluft, die aus dem Kühler austritt, noch einmal von dem Kondensator angesaugt wird.
In einer Ausgestaltung ist der Kunststoff glasfaserverstärkt und besteht insbesondere aus einem, glasfaserverstärkten Polyamid. Die Verwendung eines glasfaserverstärkten Kunststoffes führt dazu, dass der Halter auch bei Temperaturänderungen formstabil bleibt. Ein Polyamid ist dabei besonders preisgünstig in seiner Anwendung. Aufgrund der einteiligen Ausgestaltung in Ober- und Unterschale wird eine Relativbewegung zwischen dem glasfaserverstärkten, aus Kunststoff bestehenden Halter und dem aus Aluminium hergestellten Sammelrohr verhindert. Somit wird eine Beschädigung des Sammelrohrs durch die Glasfaser und somit ein Austritt eines Kühlmittels zuverlässig unterbunden.
In einer Weiterbildung ist die Dicke des Filmscharniers wesentlich geringer als die Dicke der Ober- und der Unterschale. Obwohl das Filmscharnier einteilig mit der Ober- und der Unterschale verbunden ist und somit einen integralen Bestandteil des Halters darstellt, wird aufgrund der sehr geringen Dicke des Filmscharniers die Beweglichkeit der Ober- und der Unterschale zueinander aufrechterhalten. Auf zusätzliche Verbindungselemente zwischen der Ober- und der Unterschale kann somit verzichtet werden, weshalb diese Lösung besonders kostengünstig ist.
In einer Variante weist entweder die Ober- oder die Unterschale in ihrer Längsausdehnung mindestens ein Befestigungselement, vorzugsweise ein Schnappelement, auf, das im zusammengeklappten Zustand der Ober- und der Unterschale in eine gegenüberliegende Öffnung der Unter- oder der Oberschale eingreift. Mittels dieses einstückig im Halter integrierten Befestigungselementes ist eine Montage des Halters am Kondensator besonders einfach möglich.
In einer weiteren Ausführungsform durchdringt im zusammengeklappten Zustand der Ober- und der Unterschale das pilzähnlich ausgebildete Befestigungselement die Öffnung, wobei der Kopf des pilzähnlichen Befestigungselementes die Öffnung auf der entgegengesetzten Seite der Unter- oder Oberschale überragt und zwischen der zusammengeklappten Oberschale und Unterschale ein Spalt verbleibt. Der Restspalt bewirkt, dass im vormontierten Zustand die Ober- und die Unterschale immer noch gegeneinander beweglich sind, um so die vorteilhafteste Position bei der Verbindung mit dem Sammelrohr zu finden. Das bedeutet, dass der Halter sich am Sammelrohr des Kondensators schon im zusammengeklappten Zustand befindet, aber trotzdem noch entlang des Sammelrohrs zur besseren Positionierung verschiebbar ist.
Vorteilhafterweise ist auf der Oberschale und/oder der Unterschale eine Vertiefung, insbesondere entlang deren Längserstreckung, ausgebildet, welche mit einem haftenden Material ausgefüllt ist. Dieses haftende Material unterstützt es, dass keine Relativbewegung zwischen dem Halter und dem Sammelrohr auftritt.
Vorteilhafterweise ist das haftende Material ein weicher Kunststoff. Ein solcher weicher Kunststoff lässt sich besonders einfach bei der Herstellung des Halters in die Spritzgießmaschine einspritzen, wobei in einem Arbeitsgang zwei unterschiedliche Kunststoffe, einer für den Halter und der einer für die Vertiefung miteinander verschmolzen werden.
Alternativ ist das haftende Material ein Klebstoff, ein Klebeband oder ein Moosgummi. Der Klebstoff lässt sich problemlos zusätzlich in den Halter einfügen, um den Kondensator fast mit dem Halter zu verbinden. Diese Materialien führen dazu, dass sich der Halter am Sammelrohr nicht mehr bewegt und daher mechanische Schäden am Sammelrohr zuverlässig verhindert werden.
In einer Weiterbildung ist zur Befestigung mit dem Ladeluftkühler ein Verbindungsmittel durch die Ober- und die Unterschale geführt, welches unter einer Verpressung der Ober- und der Unterschale zueinander am Ladeluftkühler arretiert ist. Durch die Verpressung der Oberschale und der Unterschale bei der Befestigung an dem Ladeluftkühler wird eine weitere Vorspannung auf die Verbindung zwischen dem Halter und dem Sammelrohr eingebracht. Der Halter ist nun unbeweglich an dem Sammelrohr befestigt. In einer besonders einfachen Ausführung erfolgt die Befestigung am Ladeluftkühler mittels einer Schraubverbindung, wobei die Schraube durch die Oberschale und die Unterschale in den Ladeluftkühler eingeführt wird und bei der Verschraubung am Ladeluftkühler die Ober- und die Unterschale gegeneinander zusammendrückt.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Es zeigt:
1: gesteckter Halter nach dem Stand der Technik
2: extrudierter Halter nach dem Stand der Technik
3: geöffneter Halter
4: geschlossener Halter, wie er am Kondensator vormontiert wird
5: am Ladeluftkühler verschraubter Halter Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
In 3 ist ein geöffneter, aus Kunststoff hergestellter Halter 6 dargestellt, welcher aus einem glasfaserverstärkten Polyamid besteht. Der Halter 6 besteht dabei aus einer Oberschale 7 und einer Unterschale 8, wobei die Oberschale 7 und die Unterschale 8 über ein Filmscharnier 9, das ebenfalls aus Kunststoff besteht, miteinander verbunden sind. Die Oberschale 7 und die Unterschale 8 sowie das die Oberschale 7 und die Unterschale 8 vorbindende Filmscharnier 9 sind dabei einteilig ausgebildet.
Die Unterschale 8 weist auf der der Oberschale zugewandten Seite vier Schnappelemente 10 auf, welche in Längsrichtung der Unterschale 8 angeordnet sind. Jedes Schnappelement 10 besteht aus einem Fuß 11 und einem, den Fuß 11 überragenden Kopf 12. Gegenüberliegend zu diesen Schnappelementen 10, die auf der Unterschale 8 angeordnet sind, befindet sich auf der Oberschale 7 für jedes Schnappelement 10 eine Öffnung 13. Diese Öffnungen 13 sind durchgängig durch die Oberschale 7 ausgebildet. Neben den außen liegenden Öffnungen 13 ist eine jeweils weitere große, durchgängige Öffnung 17 bzw. 18 ausgebildet, zu welchen passend auf der Unterschale ebenfalls zwei durchgängige Öffnungen 14 und 15 so ausgebildet sind, dass die Öffnungen 14 und 17 bzw. 15 und 18 im zusammengeklappten Zustand des Halters 6 deckungsgleich übereinanderliegen.
Das entgegengesetzt zum Filmscharnier 9 ausgebildete Ende 19 der Unterschale 8 und das Ende 20 der Oberschale 7 weisen dabei eine Form auf, welche dem Außenumfang des Sammelrohrs 3 entspricht. Im vorliegend betrachteten Fall ist das Sammelrohr 3 rund ausgebildet, wobei die Enden 19 bzw. 20 dementsprechend halbkreisförmig geformt sind. Die Unterschale 8 weist dabei an ihrem Ende 19 entlang der Längserstreckung, vorzugsweise am tiefsten Punkt, eine Vertiefung 18 auf. Diese Vertiefung 18 besteht aus einem zweiten Kunststoff, welcher gegenüber dem Kunststoff, aus dem der gesamte Halter 6 hergestellt ist, weicher ist. Dieser weichere Kunststoff hat die Aufgabe, den Halter 6 fest an dem Sammelrohr 3 zu fixieren, um Relativbewegungen des Halters 6 gegenüber dem Sammelrohr 3 zu unterbinden.
In 4 ist der geschlossene Halter so dargestellt, wie er am Kondensator 3 vormontiert wird. Zur Vormontage wird der geöffnete Halter 6 mit seinen Enden 19 und 20 um das Sammelrohr 3 gelegt. Danach werden die Köpfe 12 der Schnappelemente 10 durch die Öffnungen 13 der Oberschale 7 gedrückt, wodurch der Halter 6 in seinem zusammengeklappten Zustand arretiert wird. Zwischen der Oberschale 7 und der Unterschale 8 entsteht ein Spalt 25, so dass der Halter 6 entlang des Sammelrohrs 3 noch leicht beweglich ist. Der Spalt 25 beträgt dabei annähernd 0,2 bis 1 mm. Zur festen Fixierung wird in die Öffnungen 17 und 18 bzw. in der 4 nicht weiter ersichtlichen Öffnungen 14 und 15 eine Schraube 24 bzw. 26 eingeführt, wie sie aus 5 ersichtlich ist.
5 zeigt den am Ladeluftkühler 22 verschraubten Halter 6 mit dem Kondensator 3. Über die Schrauben 24 und 26 wird nicht nur der Halter 6 am Ladeluftkühler 22 angebracht, sondern es wird dabei auch der Spalt 25, welcher bei der Vormontage des Halters 6 noch vorhanden ist, zusammengepresst, wodurch der Halter 6 fest am Sammelrohr 3 fixiert ist. Wie aus der 5 ersichtlich, ist das Sammelrohr 3 an seinem oberen und seinem unteren Ende jeweils mit einer Klimaleitung 23 verbunden, welche dem Kondensator 2 das Kühlmittel aus einer Klimaanlage zuführt.
Der erfindungsgemäße Halter 6 zur Verbindung des Kondensators 2 mit dem Ladeluftkühler 22 ist nicht nur besonders einfach herzustellen, sondern auch vielseitig, insbesondere in Klimamodulen von Nutzkraftwagen, einsetzbar.

Claims

Halter zur Verbindung eines Kondensators mit einem Ladeluftkühler in einem Kühlmodul, insbesondere für Kühlmodule in Kraftfahrzeugen, welcher an einem Sammelrohr (3) des Kondensators (2) befestigt ist und dieses annähernd umschließt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ober- (7) und eine Unterschale (8) durch ein Filmscharnier (9) beweglich miteinander verbunden sind.
Halter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberschale (7), die Unterschale (8) und das Filmscharnier (9) einteilig aus spritzgegossenem Kunststoff ausgebildet sind.
Halter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff glasfaserverstärkt ist und insbesondere aus einem glasfaserverstärkten Polyamid besteht.
Halter nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Filmscharniers (9) wesentlich geringer ist, als die Dicke der Ober- (7) und der Unterschale (8).
Halter nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass entweder die Ober- (7) oder die Unterschale (8) in ihrer Längsausdehnung mindestens ein Befestigungselement (10), vorzugsweise ein Schnappelement, aufweist, das im zusammengeklappten Zustand der Ober- (7) und der Unterschale (8) in eine gegenüberliegende Öffnung (13) der Unter- (8) oder der Oberschale (7) eingreift.
Halter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im zusammengeklappten Zustand der Ober- (7) und der Unterschale (8) das pilzähnlich ausgebildete Befestigungselement (10) die Öffnung (13) durchdringt, wobei der Kopf (12) des pilzähnlichen Befestigungselementes (10) die Öffnung (13) auf der entgegengesetzten Seite der Unter- (8) oder Oberschale (7) überragt und zwischen der zusammengeklappten Oberschale (7) und Unterschale (8) ein Spalt (25) verbleibt.
Halter nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberschale (7) und/oder der Unterschale (8) eine Vertiefung (18), insbesondere entlang deren Längserstreckung, ausgebildet ist, welche mit einem haftenden Material ausgefüllt ist.
Halter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das haftende Material ein weicher Kunststoff ist.
Halter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das haftende Material ein Klebstoff, Klebeband oder ein Moosgummi ist.
Halter nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Befestigung mit dem Ladeluftkühler (22) mindestens ein Verbindungsmittel (24, 26) durch die Ober- (7) und die Unterschale (8) geführt ist, welches unter einer Verpressung der Ober- (7) und der Unterschale (8) zueinander am Ladeluftkühler (22) arretiert ist.