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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Lagerung eines Kühlermoduls an einem Montageträger eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, mit zumindest einer Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung.
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Anordnungen der gattungsgemäßen Art sind seit geraumer Zeit bekannt. So beschreibt die
DE 39 26 568 C1 eine Kühlerbefestigung für Kraftfahrzeuge, bei der ein Wasserkühler mittels wenigstens eines kühlerfesten Auflagers auf einem korrespondierenden fahrzeugfesten Auflager aufsitzt. Der Wasserkühler verfügt über einen unteren Befestigungszapfen, der seinerseits in eine Gummitülle eingesetzt wird, die wiederum in eine Bohrung eines fahrzeugfesten unteren Kühlerquerträgers angeordnet ist. Aus der
DE 100 20 952 A1 ist des Weiteren eine Vorrichtung zum Absorbieren von Vibrationen eines Kraftfahrzeugkühlers bekannt, welche einen Gummikörper aufweist, der in eine an einer Fahrzeugkarosserie ausgebildeten Feststellvorrichtung eingesetzt und von dieser abgestützt ist. Auch die
DE 10 2005 037 912 A1 beschreibt eine Lagerung für einen Kühler, der seinerseits mit unteren Zapfen versehen ist, welche jeweils von einer Gummibuchse aufgenommen werden. Die Gummibuchse ist von einem Lagerteil umschlossen, welches seinerseits von einem in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden unteren Träger des Frontends eines Fahrzeugs gebildet ist. 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 Gummibuchsen der besagten Lager eingreifen. All den vorstehend beschriebenen Lösungen ist gemein, dass diese mit einem bestimmten Aufwand herzustellende und zu montierende Gummibuchsen aufweisen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine im Hinblick auf den Stand der Technik alternative Anordnung zur Lagerung eines Kühlermoduls an einem Montageträger eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, mit zumindest einer Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung zu schaffen, welche bei Beibehaltung der Vorteile des Standes der Technik, nämlich ausreichende schwingungsdämpfende Lagerung des Kühlermoduls, insbesondere eine geringere Bauteileanzahl und demgemäß einen verminderten Montageaufwand aufweist.
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Demnach wird ausgehend von einer Anordnung zur Lagerung eines Kühlermoduls an einem Montageträger eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, mit zumindest einer Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung, die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass die Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung einstückig zumindest mit einem Tragabschnitt des Montageträgers ausgebildet ist.
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Durch diese Maßnahme ist bezüglich der Lagerung und Schwingungsdämpfung des Montageträgers vorteilhaft die Bauteileanzahl verringert, wodurch neben den Herstellungskosten auch die Montagekosten zur Montage des Kühlermoduls am Montageträger gemindert sind. Separate, am Montageträger zu montierende Schwingungsdämpfer in Form von Gummibuchsen, wie sie der Stand der Technik favorisiert, sind nunmehr vorteilhaft vermieden.
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Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.
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Danach kann gemäß einer ersten Ausgestaltungsvariante der erfindungsgemäßen Anordnung die Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung vorteilhaft durch ein Kühleraufnahmeelement gebildet sein, welches bauraumsparend innerhalb einer Ausnehmung einer weitestgehend horizontal angeordneten Stützfläche des Tragabschnitts federelastisch gelagert ist. Das Kühleraufnahmeelement kann dabei mittels einer Mehrzahl sich radial vom Kühleraufnahmeelement zur Innenkontur der Ausnehmung der Stützfläche des Tragabschnitts erstreckender und an dem Kühleraufnahmeelement und an der besagten Innenkontur der Ausnehmung der Stützfläche festgelegter Federelemente innerhalb der Ausnehmung federelastisch gelagert sein, und zwar vorzugsweise derart, dass eine Relativbewegung zwischen dem Tragabschnitt des Montageträgers und dem Kühleraufnahmeelement in alle Raumrichtungen gestattet ist. Weiter kann vorgesehen sein, dass das Kühleraufnahmeelement zur Aufnahme eines zu demselben korrespondierenden zapfenförmigen Verbindungselementes des Kühlermoduls ausgelegt, vorzugsweise rohrförmig ausgebildet ist, wodurch eine einfache Bestückung des Montageträgers mit dem Kühlermodul gestattet ist. Wie die Erfindung noch vorsieht, können die Federelemente jeweils stegförmig ausgebildet sein. Durch diese Maßnahme sind die Dämpfungseigenschaften der Federelemente in weiten Grenzen an bestimmte Anforderungen insbesondere bezüglich der Schwingungsdämpfung in der Ebene, welcher von der X- und Y-Achse (Fahrzeuglängs- und Fahrzeughochrichtung) des Fahrzeugs überspannt wird, sowie in Z-Richtung (Fahrzeughochrichtung) einstellbar. Überdies kann vorgesehen sein, dass die Federelemente in Ihrer Längserstreckung S-, Z- oder wellenförmig oder als Hohlprofile ausgebildet sind, wodurch weitere Möglichkeiten zur definierten Einstellung der gewünschten Schwingungsdämpfungseigenschaften eröffnet sind.
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Gemäß einer zweiten Ausgestaltungsvariante der erfindungsgemäßen Anordnung kann die Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung vorteilhaft durch einen Reibungsdämpfer gebildet sein, welcher sich einfach und kostengünstig bewerkstelligen lässt. So kann der Reibungsdämpfer beispielsweise durch eine Ausnehmung in einer Stützfläche des Tragabschnitts mit an der Innenkontur der Ausnehmung angeordneten ersten Reibflächen gebildet sein, die ihrerseits mit zu denselben korrespondierenden zweiten Reibflächen eines in die Ausnehmung eingesetzten zapfenförmigen Verbindungselementes des Kühlermoduls in trockenen Reibkontakt treten.
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Wie die Erfindung schließlich noch vorsieht, kann der Montageträger ein Kunststoff-Montageträger sein und kann die Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung zumindest materialeinheitlich mit dem Tragabschnitt des Kunststoff-Montageträgers ausgebildet sein oder aus einem vom besagten Tragabschnitt des Kunststoff-Montageträgers abweichenden Kunststoff bestehen und an den Tragabschnitt nach einem an sich bekannten Kunststoff-Spritzgießverfahren angespritzt sein.
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Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einer Anordnung der vorstehend beschriebenen Art.
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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 ein Fahrzeug in einer Seitenansicht, welches im Bereich seines Vorderwagens einen Montageträger aufweist der seinerseits ein Kühlermodul trägt,
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2 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Montageträger samt Kühlermodul mit einer Anordnung zur Lagerung des Kühlermoduls am Montageträger nach dem Stand der Technik,
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3 eine perspektivische Einzeldarstellung eines Montageträger mit einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Lagerung des Kühlermoduls am Montageträger,
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4 die Einzelheit „Z” nach 3 mit der perspektivischen Darstellung einer ersten Ausgestaltungsvariante der Anordnung zur Lagerung des Kühlermoduls am Montageträger,
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5 eine Fail-safe-Lösung bezüglich der ersten Ausgestaltungsvariante der Anordnung zur Lagerung des Kühlermoduls am Montageträger,
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6 die perspektive Darstellung einer zweiten Ausgestaltungsvariante der Anordnung zur Lagerung des Kühlermoduls am Montageträger, und
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7 die Anordnung zur Lagerung des Kühlermoduls am Montageträger nach 5 teilweise geschnitten entlang der Schnittlinie „I-I”.
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1 zeigt ein Fahrzeug 1, vorliegend Kraftfahrzeug in Form eines Personenkraftwagens, in dessen Vorderwagen 2 ein in 2 näher dargestellter Montageträger 3 angeordnet ist. Der Vorderwagen 2 des Fahrzeugs 1 umfasst bekanntermaßen eine Mehrzahl von Einzelteilen und/oder Aggregaten, welche zum Teil durch besagten Montageträger 3 definiert positioniert und zusammengehalten werden. U. a. kann vom Montageträger 3 ein an sich bekanntes und demgemäß hier im Detail nicht näher dargestelltes und beschriebenes Kühlermodul 4 zur Kühlung von Kühlmittel einer Verbrennungskraftmaschine des Fahrzeugs 1 gehaltert werden. Gemäß 2 ist der Montageträger 3 als geschlossener Rahmen ausgebildet und einstückig aus einem Kunststoff oder Verbundwerkstoff nach einem an sich bekannten Spritzgießverfahren gefertigt.
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Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf besagten geschlossenen Rahmen und besagte Einstückigkeit des Montageträgers 3, sondern erfasst auch einen Montageträger 3, der beispielsweise durch einen offenen Rahmen, zum Beispiel U-förmigen Rahmen, und/oder mehrteilig ausgebildet ist und/oder aus einem anderen geeigneten Werkstoff besteht, beispielsweise aus einem Metall (nicht zeichnerisch dargestellt).
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Wie der 2 weiter zu entnehmen ist, verfügt der Montageträger 3 nach dem Stand der Technik über zwei obere und zwei untere Lagerstellen 5a, 5b; 6a, 6b zur Lagerung des Kühlermoduls 4. Die oberen Lagerstellen 5a, 5b, die nicht zum unmittelbaren Erfindungsgegenstand zählen, sind jeweils nach Art eines Loslagers mit je einem Zwischenelement 7 in Form eines Rastelementes ausgebildet, welches die Verbindung zwischen dem Kühlermodul 4 und dem Montageträger 3 bewirkt.
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Die unteren Lagerstellen 6a, 6b weisen nach dem Stand der Technik je eine Vorrichtung 8 zur Schwingungsdämpfung in Form einer Gummibuchse auf, die ihrerseits während der Montage innerhalb einer Ausnehmung 9 einer weitestgehend horizontal angeordneten Stützfläche 10 eines Tragabschnitts 11 des Montageträgers 3 form-, kraft- und/oder stoffschlüssig fixiert wird. Der Tragabschnitt 11 wird vorliegend beispielgebend durch den Untergurt des Montageträgers 3 gebildet. Besagte Vorrichtungen 8 respektive Gummibuchsen weisen des Weiteren jeweils eine weitestgehend vertikal ausgerichtete Öffnung 12 auf, in die ein korrespondierendes zapfenförmiges Verbindungselement 13 des Kühlermoduls 4 einführbar ist. Hierdurch kann das Kühlermodul 4 durch Beiklappen am Montageträger 3 montiert und verrastet werden. Wie bereits einleitend ausgeführt, gehen die verwendeten Gummibuchsen für die unteren Lagerstellen 6a, 6b des Kühlermoduls 4 am Montageträger 3 mit einem bestimmten Aufwand zur Herstellung und zur Montage derselben einher.
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Um diesen Aufwand zu vermeiden, ist gemäß den 3 und 4 die Vorrichtung 8' zur Schwingungsdämpfung einstückig mit dem Tragabschnitt 11 des Montageträgers 3 ausgebildet. So ist die Vorrichtung 8' zur Schwingungsdämpfung vorliegend materialeinheitlich mit zumindest dem Tragabschnitt 11 des Kunststoff-Montageträgers 3 ausgebildet.
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Denkbar ist es auch und demgemäß durch die Erfindung mit erfasst, dass die Vorrichtung 8' zur Schwingungsdämpfung aus einem vom besagten Tragabschnitt 11 abweichenden Kunststoff besteht und an den Tragabschnitt 11 nach einem an sich bekannten Kunststoff-Spritzgießverfahren angespritzt ist. Ebenso kann eine vorgefertigte Vorrichtung 8' zur Schwingungsdämpfung aus beispielsweise Kunststoff oder Metall zur Festlegung am Tragabschnitt 11 in das Grundmaterial desselben mit eingegossen sein. Besteht der Montageträger 3 oder zumindest der Tragabschnitt 11 aus einem Metall, ist es ebenfalls gestattet, denselben einstückig mit der Vorrichtung 8' zur Schwingungsdämpfung auszubilden. So kann die besagte Vorrichtung 8' beispielsweise nach einem an sich bekannten Tiefzieh-Stanz-Verfahren in ein Metallblech eingearbeitet bzw. aus demselben herausgearbeitet sein oder kann eine vorgefertigte Vorrichtung 8' in beispielsweise einen Montageträger 3 aus Metallguss zur Festlegung an demselben mit eingegossen sein (nicht näher dargestellt).
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Die Vorrichtung 8' zur Schwingungsdämpfung ist vorliegend durch ein Kühleraufnahmeelement 14 gebildet, welches innerhalb der Ausnehmung 9 der Stützfläche 10 des Tragabschnitts 11 federelastisch gelagert ist (vgl. insbes. 4). Zweckmäßigerweise ist besagtes Kühleraufnahmeelement 14 zur Aufnahme eines zu demselben korrespondierenden zapfenförmigen Verbindungselementes 13 des Kühlermoduls 4 ausgelegt, vorliegend rohrförmig ausgebildet, wobei die Öffnung 15 des rohrförmigen Kühleraufnahmeelementes 14 in Anlehnung an die herkömmlichen Gummibuchsen ebenfalls weitestgehend vertikal ausgerichtet sind.
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Um die gewünscht Schwingungsdämpfung des Kühlermoduls 4 zu bewirken, ist das besagte Kühleraufnahmeelement 14 mittels einer Mehrzahl sich radial vom Kühleraufnahmeelement 14 zur Innenkontur der Ausnehmung 9 der Stützfläche 10 des Tragabschnitts 11 erstreckender und an dem Kühleraufnahmeelement 14 und an der besagten Innenkontur der Ausnehmung 9 der Stützfläche 10 festgelegter Federelemente 16a, 16b innerhalb der Ausnehmung 9 federelastisch und demgemäß schwingungsdämpfend gelagert.
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Vorliegend sind die Federelemente 16a stegförmig ausgebildet und erstrecken sich S-förmig vom Kühleraufnahmeelement 14 zur Innenkontur der Ausnehmung 9 der Stützfläche 10 des Tragabschnitts 11. Federelemente 16a, die in ihrer Längserstreckung beispielsweise Z- oder wellenförmig ausgebildet sind, sind durch die Erfindung ebenfalls mit erfasst (nicht zeichnerisch dargestellt). Die Federelemente 16b sind demgegenüber als vertikal ausgerichtete und im Querschnitt geschlossene Hohlprofile ausgebildet, die ihrerseits vorliegend mittelbar über angeformte Stege 17 oder unmittelbar (nicht näher gezeigt) mit ihrer Außenmantelfläche sowohl am Kühleraufnahmeelement 14 als auch an der Innenkontur der Ausnehmung 9 der Stützfläche 10 festgelegt sind.
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Durch die besondere Ausbildung der Federelemente 16a, 16b sowie deren Materialwahl ist das Schwingungsdämpfungsvermögen der Vorrichtung 8' zur Schwingungsdämpfung in weiten Grenzen einstellbar. Des Weiteren gestattet die besondere „Aufhängung” des Kühleraufnahmeelementes 14 der Vorrichtung 8' zur Schwingungsdämpfung innerhalb der Ausnehmung 9 eine Relativbewegung zwischen dem Tragabschnitt 11 des Montageträgers 3 und dem Kühleraufnahmeelement 14 in alle Raumrichtungen, wobei die Schwingungsamplitude bezüglich besagter Raumrichtungen wie vorstehend beschrieben unterschiedlich eingestellt werden kann. So kann die Schwingungsamplitude beispielsweise in Fahrzeugquerrichtung (Y-Richtung) anders eingestellt sein, als in Fahrzeuglängsrichtung (X-Richtung) und/oder in Fahrzeughochrichtung (Z-Richtung).
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Die Ausnehmung 9 kann in Ihren Abmessungen derart ausgebildet sein, dass im Reparaturfall, beispielsweise bei defekter Vorrichtung 8' zur Schwingungsdämpfung, das Kühleraufnahmeelement 14 samt Federelementen 15a, 15b aus der Ausnehmung 9 entfernt, beispielsweise aus der Ausnehmung 9 herausgeschnitten wird und eine Vorrichtung 8 zur Schwingungsdämpfung nach Art eines herkömmlichen Gummipuffers in die Ausnehmung 9 eingesetzt wird (Fail-safe-Lösung gemäß 5).
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Das Ausführungsbeispiel gemäß den 6 und 7 unterscheidet sich zum Ausführungsbeispiel nach 3 und 4 dahingehend, dass die Vorrichtung 8'' zur Schwingungsdämpfung als Reibungsdämpfer ausgebildet ist. Der Reibungsdämpfer ist durch eine in der Ausnehmung 9 der Stützfläche 10 des Tragabschnitts 11 mit an der Innenkontur der Ausnehmung 9 angeordneten ersten Reibflächen 18 gebildet, die ihrerseits mit zu denselben korrespondierenden zweiten Reibflächen 19 des in die Ausnehmung 9 eingesetzten zapfenförmigen Verbindungselementes 13 des Kühlermoduls 4 in trockenen Reibkontakt treten können (7).
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Wie den 6 und 7 noch zu entnehmen ist, ist die Stützfläche 10 des Tragabschnitts 11 gestuft ausgebildet, wodurch die Größe der Reibfläche 18 und damit der Grad der Reibungsdämpfung in Abhängigkeit vom gewählten Material der „Reibungspartner” in weiten Grenzen einstellbar ist. In der weitestgehend horizontal verlaufenden Ausnehmung 9 sind vertikal verlaufende Stegabschnitte angeformt bzw. eingearbeitet, die besagte Reibfläche 18 bilden. Während des Betriebs des Fahrzeugs 1 wirken Kräfte „F” normal zur Reibpaarung, so dass die Reibflächen 19 in Reibkontakt mit den Reibflächen 18 der Stützfläche 10 des Tragabschnitts 11 treten und infolge axialer Relativbewegung 20 zwischen der Stützfläche 10 und dem zapfenförmigen Verbindungselement 13 die Reibung die Schwingungen des Kühlermoduls 4 dämpft. In Versuchen hat sich eine „leichte” Spielpassung zwischen den Reibflächen 18, 19 von 0,05 mm bewährt, um ausreichende Dämpfung zu bewirken. Erfolgreiche Versuche wurden mit Reibungspartnern aus ein und demselben Werkstoff, vorliegend Polyamid, durchgeführt. Favorisiert werden jedoch Reibungspartner aus unterschiedlichen Werkstoffen, um die Dämpfungswirkung noch besser an die jeweils aktuell zu verzeichnenden Bedingungen anpassen zu können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Vorderwagen
- 3
- Montageträger
- 4
- Kühlermodul
- 5a
- obere Lagerstelle
- 5b
- obere Lagerstelle
- 6a
- untere Lagerstellen
- 6b
- untere Lagerstelle
- 7
- Zwischenelement (obere Lagerstellen 5a, b)
- 8
- Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung (Stand der Technik)
- 8'
- Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung (erfindungsgemäß)
- 8''
- Vorrichtung zur Schwingungsdämpfung (erfindungsgemäß)
- 9
- Ausnehmung
- 10
- Stützfläche
- 11
- Tragabschnitt
- 12
- Öffnung
- 13
- Verbindungselement
- 14
- Kühleraufnahmeelement
- 15
- Öffnung (Kühleraufnahmeelement 14)
- 16a
- Federelemente
- 16b
- Federelemente
- 17
- Steg
- 18
- erste Reibflächen
- 19
- zweite Reibflächen
- 20
- Relativbewegung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3926568 C1 [0002]
- DE 10020952 A1 [0002]
- DE 102005037912 A1 [0002]
- DE 102004043354 A1 [0002]
