-
Die Erfindung betrifft einen Trägerrahmen für einen Fahrzeugkühler aus Kunststoff und ein Kühlermodul mit dem obigen Trägerrahmen und mindestens einer Kühlereinheit.
-
Trägerrahmen für Fahrzeugkühler aus Kunststoff sind im Stand der Technik bekannt und weisen eine U-förmige Rahmenkomponente und einen Verschlusskopf auf, um eine ausreichende Stabilität des Trägerrahmens zu bieten. Im auseinandergebauten Zustand des Trägerrahmens benötigen die U-förmigen Rahmenelemente ein großes Verpackungsvolumen, was beispielsweise zu hohen Kosten beim Transportieren der auseinandergebauten Rahmenelemente führt.
-
Darüber hinaus können bei Kühlermodulen mit derartigen Trägerrahmen Kühlereinheiten lediglich bei der Montage in das offene Ende des U-förmigen Rahmenelements eingesetzt werden. Die Elemente des Trägerrahmens selbst und die Kühlereinheit werden durch separate Befestigungselemente, wie etwa Schrauben befestigt. Das Montieren des Trägerrahmens und des Kühlermoduls ist daher ein komplizierter Vorgang.
-
Das zu lösende technische Problem besteht somit darin, einen Trägerrahmen für einen Fahrzeugkühler aus Kunststoff zu schaffen, der in seinem auseinandergebauten Zustand einen kleinen Verpackungsbedarf hat und eine verbesserte Montage des Kühlermoduls ermöglicht.
-
Dieses Problem wird mit einem erfindungsgemäßen Trägerrahmen für einen Fahrzeugkühler gelöst, der zwei parallele Stützen und zwei miteinander verbundene Streben aufweist, die einen rechteckigen Rahmen bilden, wobei die Stützen und Streben jeweils einstückige Elemente aus Kunststoff sind, die durch Verbinden und Trennen der Stützen und Streben zusammen- und auseinandergebaut werden können. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, dass die Stützen und Streben eine relativ einfache Geometrie haben, was zu niedrigen Verpackungsanforderungen der einzelnen Rahmenelemente führt. Die vereinfachte Geometrie vereinfacht auch den Herstellungsvorgang, insbesondere den Entformungsvorgang der Kunststoffelemente. Gleichzeitig wird die für die Montage erforderliche Anzahl der unterschiedlichen Elemente weiterhin niedrig gehalten.
-
Der Bedarf an separaten Befestigungselementen wie Schrauben kann eliminiert werden, wenn die Stützen und Streben lediglich durch Verriegelungselemente, die einstückig an den Stützen und Streben ausgebildet sind, miteinander verbunden sind. Auf diese Weise kann der Montagevorgang des Trägerrahmens vereinfacht werden.
-
Darüber hinaus können die Stützen und Streben einstückig ausgebildete Verriegelungselemente zur Befestigung mindestens einer Kühlereinheit am Rahmen aufweisen.
-
Eine Kühlereinheit kann vorzugsweise in den Rahmen eingesetzt werden, wenn eine der Streben demontiert ist. Dies ermöglicht eine größere Flexibilität im Montagevorgang und für den Fall, dass Kühlereinheiten ausgetauscht werden müssen.
-
Damit eine Vielzahl an Kühlereinheiten mit dem Trägerrahmen verbunden werden können, können zusätzlich Rahmenelemente vorgesehen sein, die durch einstückige Verriegelungselemente mit den Stützen und/oder Streben verbunden sind. Zusätzliche Rahmenelemente können vorzugsweise an der vorderen oder hinteren Fläche des rechteckigen Rahmens, der durch die Stützen und Streben gebildet ist, angeordnet sein.
-
Ein erfindungsgemäßes Kühlermodul weist einen wie oben beschriebenen Trägerrahmen und mindestens eine der folgenden Kühlereinheiten auf: einen Niedertemperaturkühler, einen Hochtemperaturkühler, einen Kondensator, einen Zwischenkühler, ein Gebläsesystem und einen Ölkühler. Das Kühlermodul kann auf einfache Weise im Fahrzeug zusammengefügt und montiert werden, vorzugsweise so, dass mehrere Kühlereinheiten am Trägerrahmen angeordnet sind.
-
Das Zusammensetzen des Kühlermoduls kann weiter vereinfacht werden, wenn eine Kühlereinheit und eines der Rahmenelemente eine vormontierte Untereinheit bei der Montage oder Demontage des Trägerrahmens bilden.
-
Es sind keine separaten Befestigungselemente erforderlich, wenn alle Kühlereinheiten durch Verriegelungselemente mit dem Trägerrahmen verbunden sind, die einstückig an den Rahmenelementen ausgebildet sind.
-
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird, offenbart. In den Zeichnungen zeigen:
-
1 einen erfindungsgemäßen Trägerrahmen;
-
2 den Trägerrahmen aus 1 aus einer anderen Perspektive;
-
3 einen Ausschnitt der Eckverbindung A des Trägerrahmens aus 1;
-
4 einen Ausschnitt der Eckverbindung A des Trägerrahmens aus 1;
-
5 einen Ausschnitt der Eckverbindung B des Trägerrahmens aus 1;
-
6 einen Ausschnitt der Eckverbindung B des Trägerrahmens aus 1;
-
7 einen Ausschnitt der Eckverbindung C des Trägerrahmens aus 1;
-
8 einen Ausschnitt der Eckverbindung C des Trägerrahmens aus 1;
-
9 einen Ausschnitt der Eckverbindung C des Trägerrahmens aus 1;
-
10 einen Ausschnitt der Eckverbindung D des Trägerrahmens aus 1;
-
11 einen Ausschnitt der Eckverbindung D des Trägerrahmens aus 1;
-
12 einen Ausschnitt der Eckverbindung D des Trägerrahmens aus 1;
-
13 einen Ausschnitt eines zusätzlichen Rahmenelements des Trägerrahmens aus 1;
-
14 einen Ausschnitt eines zusätzlichen Rahmenelements des Trägerrahmens aus 1;
-
15 einen Ausschnitt eines zusätzlichen Rahmenelements des Trägerrahmens aus 1;
-
16 einen Ausschnitt eines zusätzlichen Rahmenelements des Trägerrahmens aus 1;
-
17 ein erfindungsgemäßes Kühlermodul;
-
18 das Kühlermodul aus 17 aus einer anderen Perspektive;
-
19 einen Ausschnitt der Eckverbindung A des Kühlermoduls aus 17 mit einem Niedertemperaturkühler;
-
20 einen Ausschnitt der Eckverbindung B des Kühlermoduls aus 17 mit einem Niedertemperaturkühler;
-
21 einen Ausschnitt der Eckverbindung C des Kühlermoduls aus 17 mit einem Niedertemperaturkühler;
-
22 einen Ausschnitt der Eckverbindung C des Kühlermoduls aus 17 mit einem Niedertemperaturkühler;
-
23 einen Ausschnitt der Eckverbindung D des Kühlermoduls aus 17 mit einem Niedertemperaturkühler;
-
24 einen Ausschnitt der Eckverbindung D des Kühlermoduls aus 17 mit einem Niedertemperaturkühler;
-
25 eine vormontierte Untereinheit mit einem Hochtemperaturkühler des Kühlermoduls aus 1;
-
26 einen Ausschnitt der vormontierten Untereinheit aus 25;
-
27 einen Ausschnitt der Eckverbindung A des Kühlermoduls aus 17 mit einem Hochtemperaturkühler;
-
28 einen Ausschnitt der Eckverbindung A des Kühlermoduls aus 17 mit einem Hochtemperaturkühler;
-
29 einen Ausschnitt der Eckverbindung B des Kühlermoduls aus 17 mit einem Hochtemperaturkühler;
-
30 einen Ausschnitt der Eckverbindung B des Kühlermoduls aus 17 mit einem Hochtemperaturkühler;
-
31 das Kühlermodul aus 17 mit einem Kondensator;
-
32 einen Ausschnitt der Eckverbindung B des Kühlermoduls aus 17 mit einem Kondensator;
-
33 einen Ausschnitt des Kühlermoduls aus 17 mit einem Kondensator;
-
34 einen Ausschnitt des Kühlermoduls aus 17 mit einem Kondensator;
-
35 einen Ausschnitt des Kühlermoduls aus 17 mit einem Kondensator;
-
36 eine vormontierte Untereinheit mit einem Zwischenkühler des Kühlermoduls aus 17;
-
37 das Kühlermodul aus 17 mit der vormontierten Untereinheit mit dem Zwischenkühler aus 36;
-
38 einen Ausschnitt der Eckverbindung A des Kühlermoduls aus 17 mit einem Gebläsesystem;
-
39 einen Ausschnitt der Eckverbindung B des Kühlermoduls aus 17 mit einem Gebläsesystem;
-
40 einen Ausschnitt der Eckverbindung D des Kühlermoduls aus 17 mit einem Gebläsesystem;
-
41 einen Ausschnitt der Verbindung eines Ölkühlers mit dem Trägerrahmen des Kühlermoduls aus 17;
-
42 einen Ausschnitt der Verbindung eines Ölkühlers mit dem Trägerrahmen des Kühlermoduls aus 17; und
-
43 einen Ausschnitt der Verbindung eines Ölkühlers mit dem Trägerrahmen des Kühlermoduls aus 17.
-
Ein Trägerrahmen 10 für einen Fahrzeugkühler ist in den 1 und 2 gezeigt. Der Trägerrahmen 10 weist zwei parallele Stützen 12 und 14 und zwei miteinander verbundene Streben 16 und 18 auf, die einen rechteckigen Rahmen bilden. Die Begrenzungen zwischen diesen einzelnen Elementen sind durch gestrichelte Linien angegeben.
-
Die Stützen 12 und 14 und die Streben 16 und 18 sind an den Ecken A, B, C und D des rechteckigen Rahmens miteinander verbunden.
-
Ein zusätzliches Rahmenelement 19 ist in den 1 und 2 gezeigt, das einen Halter 20 für eine zusätzliche Kühlereinheit bildet. Der Halter 20 ist durch mehrere Arme, die mit den Stützen 12 und 14 bzw. mit der oberen Strebe 16 verbunden sind, am rechteckigen Rahmen befestigt.
-
Die Stützen 12 und 14 und Streben 16 und 18 sind lediglich durch Verriegelungselemente 22 miteinander verbunden, die Vorsprünge 22a, Haken 22b und Schnappverbinder 22c umfassen, welche einstückig an den Stützen 12 und 14 und Streben 16 und 18 ausgebildet sind.
-
Die Stützen 12 und 14 und Streben 16 und 18 sind jeweils als einstückige Kunststoffteile ausgebildet. Dies ist für den Herstellungsvorgang vorteilhaft, da wenige einzelne Teile und Komponenten benötigt werden und der Trägerrahmen 10 leicht und auf kostengünstige Weise herstellbar sein kann.
-
Weitere zusätzliche Rahmenelemente 19, insbesondere der Halter 20, sind auch durch Verriegelungselemente 22, die einstückig an den Teilen des rechteckigen Rahmens oder an den zusätzlichen Rahmenelementen 19 ausgebildet sind, am rechteckigen Rahmen befestigt.
-
Zusätzliche Verriegelungselemente 28 in Form von Vorsprüngen 28a, Haken 28b und Schnappverbindern 28c sind einstückig an der Stütze 12, 14 und an der Strebe 16 ausgebildet, um die Befestigung der Kühlereinheiten am Trägerrahmen 10 zu ermöglichen.
-
Die 3 und 4 zeigen einen Ausschnitt der oberen Ecke A. Eine feste Verbindung zwischen der Stütze 12 und der Strebe 16 wird durch mehrere Verriegelungselemente 22 erreicht, die einstückig an der Stütze 12 und an der Strebe 16 ausgebildet sind. In 3 greifen zwei an der Stütze 12 ausgebildete Haken 22b an der Strebe 16 an. Ein Schnappverbinder 22c ist an der Stütze 12 ausgebildet und greift in eine entsprechende Öffnung in der Strebe 16 ein. Der Schnappverbinder 22c ist gegen die Strebe 16 vorgespannt und sichert die Stütze 12 und die Strebe 16 in der Stellung, in der die Haken 22b mit der Strebe 16 in Eingriff sind.
-
Um die Stütze 12 und die Strebe 16 auseinanderzubauen, muss der Schnappverbinder 22c gedrückt werden, um sich aus der Öffnung der Strebe 16 zu lösen. Wenn der Schnappverbinder 22c außer Eingriff ist, können die Stütze 12 und die Strebe 16 relativ zueinander bewegt werden, um die Haken 22b außer Eingriff zu bringen und die Verbindung zwischen der Stütze 12 und der Strebe 16 zu lösen.
-
4 zeigt eine Ansicht der Eckverbindung A in einer anderen Perspektive. Ein weiteres Verriegelungselement 22 ist aus der Perspektive in Form eines Vorsprungs 22a zu sehen, der an der Stütze 12 ausgebildet ist und sich durch ein entsprechendes Loch in der Strebe 16 erstreckt.
-
Die 5 und 6 zeigen die Verbindung zwischen der oberen Strebe 16 und der Stütze 14 an der Ecke B. Die Verbindung zwischen der Stütze 14 und der Strebe 16 ist der Verbindung in Ecke A ähnlich, wobei sie Verriegelungselemente 22 in Form von Vorsprüngen 22a, Haken 22b und Schnappverbindern 22c aufweist.
-
Die Verbindung zwischen der unteren Strebe 18 und der Stütze 12 an der Ecke C des Trägerrahmens 10 ist in den 7, 8 und 9 gezeigt. Die Verbindung wird durch Verriegelungselemente 22 in Form von Vorsprüngen 22a gebildet, die einstückig an der Stütze 12 und an der Strebe 18 ausgebildet sind, und wird durch einen Schnappverbinder 22c gesichert. Zusätzliche Verriegelungselemente 22 und 28 sind vorgesehen, um zusätzliche Rahmenelemente 19 oder eine oder mehrere Kühlereinheiten am Trägerrahmen 10 zu befestigen.
-
In 9 ist die Begrenzung zwischen der Stütze 12 und der Basis 18 mit einer gestrichelten Linie dargestellt. Die Stütze 14 und die Strebe 18 sind durch Verriegelungselemente 22 in Form von Vorsprüngen 22a und Schnappverbindern 22c verbunden.
-
Analog zu den 7, 8 und 9 zeigen die 10, 11 und 12 die Verbindung zwischen der unteren Strebe 18 und der Stütze 14 an der Ecke D.
-
Die Verbindung des Halters 20 an den Stützen 12 und 14 und an der Strebe 16 ist in den 13, 14, 15 und 16 veranschaulicht. 13 zeigt den Halter 20, der durch einen Schnappverbinder 22c, der am Ende einer der Seitenarme des Halters 20 angeordnet ist, an der Stütze 12 befestigt ist. 14 zeigt den Halter 20, der durch einen Schnappverbinder 22c und einen zusätzlichen Haken 22b am anderen Seitenarm des Halters 20, der mit der Stütze 14 in Eingriff ist, mit der Stütze 14 verbunden ist.
-
Die 15 und 16 zeigen einen der zwei oberen Arme des Halters 20, die in eine Ausnehmung der Strebe 16 eingesetzt sind, um eine formschlüssige Verbindung zu bilden. 16 zeigt eine Schnittansicht der Strebe 16 und des Halters 20.
-
Die 17 und 18 zeigen ein Kühlermodul 30 mit mehreren Kühlereinheiten 32, die am Trägerrahmen 10 angeordnet sind. Die Kühlereinheiten umfassen einen Niedertemperaturkühler 34, einen Hochtemperaturkühler 36, einen Kondensator 38, ein Gebläsesystem 40, einen Ölkühler 42 und einen Zwischenkühler 44.
-
17 zeigt eine erste Fläche des Trägerrahmens 10, an der der Halter 20 angeordnet ist. Der Halter 20 des Trägerrahmens 10 hält den Zwischenkühler 44.
-
18 zeigt die entgegengesetzte, zweite Fläche des Trägerrahmens 10. Ein zusätzliches Rahmenelement 19 ist mit dem rechteckigen Rahmen verbunden, wobei sie einen Träger 46 für das Gebläsesystem 40 bilden. Darüber hinaus ist der Ölkühler 42 an dieser Fläche des Trägerrahmens 10 angeordnet und über einstückig ausgebildete Verriegelungselemente 28 mit der Stütze 14 und der unteren Strebe 18 verbunden.
-
In den nachfolgenden Figuren ist die Anordnung der mehreren Kühlereinheiten im Kühlermodul und das schrittweise Zusammenfügen des Trägerrahmens 10 und des Kühlermoduls 30 gezeigt. In einem ersten Schritt werden die beiden Stützen 12 und 14 mit der oberen Strebe 16 verbunden.
-
Der Niedertemperaturkühler 34 wird dann in den Trägerrahmen 10 eingesetzt und durch Verriegelungselemente 28 befestigt. 19 zeigt die Verbindung zwischen dem Niedertemperaturkühler 34 und der Stütze 12, bei der ein Vorsprung des Niedertemperaturkühlers 34 zwischen zwei Vorsprüngen 28a der Stütze 12 angeordnet ist.
-
20 zeigt eine ähnliche Verbindung des Niedertemperaturkühlers 34 in der Ecke B, in der er mit der Stütze 14 verbunden ist.
-
21 zeigt eine Verbindung des Niedertemperaturkühlers 34 in der unteren Ecke C mit der Stütze 12. Die Verriegelungselemente 28, die den Niedertemperaturkühler 34 an der Stütze 12 befestigen, sind am Niedertemperaturkühler 34 ausgebildet und umfassen einen geraden Vorsprung 28a und einen Schnappverbinder 28c.
-
22 zeigt die entgegengesetzte Fläche des Kühlermoduls 30. Durch eine vorstehende Rippe 24, an der der Niedertemperaturkühler 34 anliegt, ist eine zusätzliche Halterung für den Niedertemperaturkühler 34 vorgesehen.
-
Die 23 und 24 zeigen die Verbindung zwischen dem Niedertemperaturkühler 34 und der Stütze 14 in der Ecke D des Trägerrahmens 10. Ein Vorsprung des Niedertemperaturkühlers 34 ist zwischen zwei Vorsprüngen 28a der Stütze 14 gehalten und durch einen Schnappverbinder 28c gesichert.
-
25 zeigt eine vormontierte Untereinheit 26 mit dem Hochtemperaturkühler 36 und der unteren Strebe 18.
-
26 zeigt eine Schnittansicht der Strebe 18 mit dem Hochtemperaturkühler 36.
-
Die vormontierte Untereinheit 26 des Hochtemperaturkühlers 36 mit der Strebe 18 wird dann in den Trägerrahmen 10 eingesetzt. Der Hochtemperaturkühler 36 wird durch mehrere Rückhalteelemente 28 in Position gehalten, welche einstückig mit der oberen Strebe 16 und/oder den Stützen 12 oder 14 verbunden sind.
-
Die 27 und 28 zeigen eine Längsschnittansicht bzw. eine seitliche Schnittansicht der Verbindung an der Ecke A des Trägerrahmens 10. Wie in 28 zu sehen ist, ist der Hochtemperaturkühler 36 neben dem Niedertemperaturkühler 34 innerhalb des Trägerrahmens 10 angeordnet.
-
Die 29 und 30 zeigen entsprechende Schnittansichten der Verbindung zwischen dem Hochtemperaturkühler 36 und der oberen Strebe 16 und Stütze 14 des Trägerrahmens 10 an der Ecke B.
-
31 zeigt die Verbindung des Kondensators 38 mit dem Trägerrahmen 10 an den Ecken B und D. Ein Ausschnitt der Verbindung an der Ecke B des Trägerrahmens 10 ist in 32 in einem waagerechten Schnitt gezeigt. Ein runder, rohrförmiger Abschnitt des Kondensators 38 ist durch einen Vorsprung 28a der Stütze 14 gehalten. Der Vorsprung 28a ist so ausgebildet, dass der Kondensator 38 um eine Achse des rohrförmigen Abschnitts drehen kann.
-
Der Kondensator 38 liegt neben dem Niedertemperaturkühler 34 an der Fläche, die zum Hochtemperaturkühler 36 entgegengesetzt ist.
-
Der Kondensator 38 ist ferner auf der entgegengesetzten Seite des Trägerrahmens 10 mit der Stütze 12 verbunden. 33 zeigt eine erste Verbindung nahe der Ecke A des Trägerrahmens 10. Der Kondensator 38 weist eine erste Verbindungseinheit 48 auf, die durch zwei Verriegelungselemente 28 an der Stütze 12 befestigt ist, welche einen L-förmigen Vorsprung am Boden der ersten Verbindungseinheit 48 und einen Schnappverbinder am oberen Abschnitt der ersten Verbindungseinheit 48 umfassen, wobei sie jeweils einstückig an der Strebe 12 ausgebildet sind. Die erste Verbindungseinheit 48 ermöglicht die Verbindung einer Kühlmittelleitung mit dem Kondensator 38. 34 zeigt die erste Verbindungseinheit 48 des Kondensators 38 in einer anderen Ansicht von unten.
-
35 zeigt eine zweite Verbindungseinheit 50, die die Verbindung von zwei Kühlmittelleitungen mit dem Kondensator 38 ermöglicht. Die zweite Verbindungseinheit 50 ist zwischen zwei Vorsprüngen 28a und einem Schnappverbinder 28c, die einstückig an der Stütze 12 ausgebildet sind, befestigt.
-
36 zeigt den Halter 20 des Trägerrahmens 10, der mit dem Zwischenkühler 44 eine vormontierte Untereinheit 26 bildet.
-
37 zeit die Untereinheit 26 des Halters 20 mit dem am Trägerrahmen 10 befestigten Zwischenkühler 44. Der Zwischenkühler 44 liegt neben dem Kondensator 38.
-
Die 38, 39 und 40 zeigen die Verbindung des zusätzlichen Rahmenelements 19, der das Gebläsesystem 40 an den Ecken A, B bzw. D hält. Die Gebläsesystemhalterung 46 weist Vorsprünge auf, die über Verriegelungselemente 22, die die Gebläsesystemhalterung 46 positionieren und sie mit Schnappverbindern 22c sichern, am Trägerrahmen 10 befestigt sind.
-
41 zeigt die Verbindung des Ölkühlers 42 mit der Stütze 12 durch Verriegelungselemente 28, die einen Vorsprung 28a und einen Schnappverbinder 28c umfassen, welche einstückig an der Stütze 12 ausgebildet sind und in eine Öffnung der Grundplatte des Ölkühlers 42 greifen.
-
Die 42 und 43 zeigen eine Detailansicht der Verbindung des Ölkühlers 42 mit der unteren Strebe 18 des Trägerrahmens 10, bei welcher Vorsprünge der Grundplatte des Ölkühlers 42 in entsprechenden Öffnungen gehalten sind, die einstückig an der unteren Strebe 18 ausgebildet sind.
-
Weitere Merkmale der Erfindung sind ohne weiteres aus den Zeichnungen des Trägerrahmens 10 und des Kühlermoduls 30 ersichtlich.
