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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung eines Kühlmoduls, insbesondere für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug, auf einer starren Konsole, wobei die Konsole mindestens ein Entkopplungselement aufweist, welches eine Bohrung aufweist, in welche das Kühlmodul teilweise einsteckbar ist.
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Stand der Technik
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Beim Einbau von Kühlmodulen oder einzelnen Kühlelementen in Fahrzeugen kommt es heute im Zuge der Serienfertigung zu besonderen Anforderungen an die Verbindungsstellen der zugelieferten Modulteile. So müssen Kühlmodule heute leicht und schnell verbaubar sein.
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Dies bedingt unter anderem das die Module einfach in ihrer endgültigen Einbaulage zu positionieren sein müssen, die Verbindung zwischen Modul und Fahrzeug leicht herzustellen sein muss und die Fixierung des Moduls im Fahrzeug ein bei der Entwicklung eines Automobils zu Grunde gelegtes Lastkollektiv über die Lebensdauer des Fahrzeuges aushalten muss. Zusätzlich wird an solche Fixierungen ein hoher Anspruch hinsichtlich der Prozesssicherheit für den Verbau am Band gefordert. Die bringt mit sich hohe Anforderungen hinsichtlich der Robustheit der Fixierung und eine möglichst grolle Sicherheit gegen Falscheinbau.
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Außer den Produktionsanforderungen müssen solche Fixierungen auch den Anforderungen des Kundendienstes genügen. Beispielweise sollte die Fixierung eines Kühlmoduls im Fahrzeug auch wieder zerstörungsfrei lösbar sein, um defekte Teile ohne allzu hohen Zeitaufwand austauschen zu können.
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Wie auch an anderen Stellen im Automobilbau ist es auch für die Fixierung von Kühlmodulen im Fahrzeug zu bevorzugen, dass die Anzahl der verwendeten Teile möglichst klein ist und die verwendeten Teile möglichst kostengünstig sind.
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Heute gibt es im Stand der Technik einige unterschiedliche Alternativen, wie Kühlmodule in Fahrzeugen fixiert werden. Etwa durch einfache Verschraubung, Einstecken in vorgefertigte Haltelemente, Verbindungen mit und ohne Entkopplungselementen oder mittels Verclipsungen.
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So ist eine heute oft vorzufindende Verbindung dadurch charakterisiert, dass an dem zu befestigenden Kühlmodul Verbindungszapfen angebracht sind. Auf der Gegenseite im Fahrzeug werden elastische Halteelemente befestigt. Das Kühlmodul wird anschließend mit den Verbindungszapfen in die elastischen Halteelemente eingestellt. Eine solche Fixierung ist etwa in der
DE 602 05 973 T2 offenbart.
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Alternativ kann das Kühlmodul auch auf der Gegenseite der Halteelemente gesichert werden. Etwa durch eine Verschraubung oder durch einen Clip.
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Eine weitere Alternative offenbart die
DE 103 15 887 A1 welche ein Einschieben des Kühlmoduls in bereits im Fahrzeug installierte Halteelemente, mittels einer Feder-Nut-Verbindung am unteren Bereich des Kühlmoduls kombiniert mit zusätzlichen verclipsten Halteelementen am oberen Bereich des Kühlmoduls offenbart.
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Nachteilig am Stand der Technik ist zum einen die zusätzliche Montagezeit, die notwendig ist, um etwa das eingesteckte Kühlmodul zu sichern. Außerdem werden zur Sicherung zusätzliche Einzelteile benötigt. Im Regelfall erfolgt die Sicherung außerdem von unten, was zum einen während der Produktion nachteilig ist, aber insbesondre auch während des Kundendienstes, da die Zugänglichkeit, bzw. die Einsicht hierdurch erschwert ist.
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Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
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Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Fixierung zur Verfügung zu stellen, welches eine einfache und kostengünstige Montage ermöglicht, wobei eine möglichst geringe Teilezahl benötigt wird und auch eine Montage in schwer zu erreichenden oder nicht leicht einzusehenden Bereichen ermöglicht wird.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch ein Anordnung zur Befestigung eines Kühlmoduls mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst, wonach ein Kühlmodul, insbesondere für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug, auf einer starren Konsole, wobei die Konsole mindestens ein Entkopplungselement aufweist, welches eine Bohrung aufweist, in welche das Kühlmodul teilweise einsteckbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmodul mindestens einen Zapfen aufweist, der einen Hohlraum aufweist, welcher eine entlang der Hauptausdehnungsrichtung des Zapfens verschiebbare Rippe aufweist und welcher in die Bohrung des Entkopplungselementes einsteckbar ist, wobei in den Hohlraum des Zapfens ein Halter einsteckbar ist.
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Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn der Halter zwei zueinander beabstandete Stege aufweist, welche auf einer Grundfläche des Halters angeordnet sind und an ihren der Grundfläche abgewandten Enden hakenähnliche Endbereiche aufweisen, welche über die Querschnittsfläche der Stege hinausragen, wobei die Stege federnd biegbar sind.
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Außerdem ist es zu bevorzugen, wenn die Grundfläche des Halters sich im rechten Winkel zur Hauptausdehnungsrichtung der Stege erstreckt und die Grundfläche als Anschlag für den Zapfen und/oder das Entkopplungselement dient.
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Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn der dem Kühlmodul zugewandte Rand des Zapfens angewinkelte Flächen aufweist, welche zum Hohlraum des Zapfens geneigt sind. Diese schräggestellten Flächen ermöglichen ein späteres Herausziehen des Halters etwa zum Durchführen von Reparaturen. Durch die schräggestellten Flächen werden die biegsamen Stege durch das Anlegen einer entgegen der Haupteinschubrichtung des Halters gerichteten Kraft zusammengedrückt.
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Außerdem ist es zu bevorzugen, wenn nach dem Einschieben des Halters in den Hohlraum die hakenähnlichen Endbereiche der Stege mit jeweils mindestens einer Kante oder Fläche auf den angewinkelten Flächen des Zapfens zu liegen kommen. Hierdurch wird der Halter im Zapfen fixiert.
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Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Rippe nach dem Einschieben des Halters und dem Auseinanderfedern der Stege in ihre Ausgangsstellung, zwischen die Stege zurückfällt. Dies verhindert ein ungewolltes Lösen des Halters, da die Rippe die Stege des Halters in ihrer eingerasteten Stellung fixiert.
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Weiterhin zu bevorzugen ist es, wenn der Halter eine Bohrung aufweist, welche durch seine Grundfläche und zwischen den Stegen versäuft und weiterhin die Rippe in montiertem Zustand entlang der Einschubrichtung, durch die Bohrung des Halters aus der Position zwischen den Stegen heraus, verschiebbar ist. Durch die Bohrung und die Verschiebbarkeit der Rippe, kann die Rippe, welche die Stege in ihrer eingerasteten Form fixiert zwischen den Stegen heraus verschoben werden, wodurch die Stege wieder freigegeben werden.
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Außerdem vorteilhaft ist es, wenn der Halter durch das Verschieben der Rippe aus dem Zapfen entfernbar ist, wodurch der Austausch des Kühlmoduls erleichtert wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht des Kühlmoduls mit einem Zapfen, einem Ausschnitt aus der Fahrzeugkonsole mit einem darin montierten Entkopplungselement und den von unten durch das Entkopplungselement in den Zapfen einsteckbaren Halter,
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht der in 1 beschriebenen Elemente in montiertem Zustand,
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3 zeigt einen Schnitt durch die Mitteleben des Zapfens mit eingestecktem Halter, und
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4 zeigt eine perspektivische Ansicht des Halters.
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Bevorzugte Ausführung der Erfindung
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Die 1 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht eines Kühlmoduls 1, einer Konsole 4 mit einem darin eingebauten Entkopplungselement 3, sowie einem Halter 5.
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Das Kühlmodul 1 weist einen Zapfen 2 auf, welcher einstückig mit einer an einem der Sammelkästen 18 des Kühlmoduls 1 angeordneten Platte 19 ausgeführt. Die Platte 19 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel über eine Mehrzahl von Befestigungsstegen 20 am Sammelkasten 18 abgestützt.
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In alternativen Ausführungsformen kann der Zapfen auch an anderer Stelle am Kühlmodul angeordnet sein, so zum Beispiel direkt an der Unterseite einer der Sammelkästen. Auch kann der Zapfen über eine alternative Verbindungsmethode, etwas mittels Verschraubung, Verclipsung oder durch einfaches Einstecken, an den Sammelkasten angebunden sein.
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Der Zapfen 2, welcher in das Entkopplungselement 3 eingesteckt werden kann und von der Gegenseite mittels des Halters 5 dort gesichert werden kann ist innen hohl. In den von dem Zapfen 2 gebildeten Hohlraum 17 kann der Halter 5 eingesteckt werden.
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Der Zapfen 2 weist hierbei einen quadratischen Querschnitt auf. In alternativen Ausführungsformen sind auch andere Querschnittsformen, wie etwa rechteckig oder rund vorstellbar. Gleiches gilt auch für den Hohlraum 17 des Zapfens 2. Der Querschnitt des Zapfens 2 sowie der Querschnitt des Hohlraums 17 im Zapfen 2 müssen hierbei nicht notwendigerweise übereinstimmen.
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Die Konsole 4 ist ein Ausschnitt aus der tragenden Struktur eines Fahrzeugs auf welcher das Kühlmodul 1 montiert wird. Das Entkopplungselement 3 ist hier aus einem gummiartigen Material ausgeführt und dient der Entkopplung des Kühlmoduls 1 von den Erschütterungen die auf Grund des Fahrbetriebs auf die Struktur des Fahrzeugs und damit auf die Konsole 4 wirken.
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Das Entkopplungselement 3 weist hierbei grundsätzlich der Form eines Quaders auf, welcher an zwei der sich gegenüberliegenden Seiten jeweils eine Einschnürung 21 aufweist. In diese Einschnürung 21 greifen im montierten Zustand Nasen 22 der Konsole 4 ein.
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In alternativen Ausführungsformen kann das Entkopplungselement 3 auch andere Grundform aufweisen, so ist zum Beispiel ein runder oder ein quadratischer Querschnitt denkbar. Außerdem ist eine Fertigung des Entkopplungselements 3 aus anderen Materialien vorstellbar.
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Das Entkopplungselement 3 weist zumindest eine Bohrung 7 auf, welche den Zapfen 2 passgenau aufnehmen kann. Dementsprechend ist die Bohrung 7 des Entkopplungselements 3 an den Außenkonturen des Zapfens 2 zu orientieren, so dass die Bohrung ebenfalls in alternativen Ausführungsbeispielen einen abweichenden Querschnitt aufweisen kann.
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Vom Kühlmodul 1 ist nur ein Ausschnitt dargestellt, da der genaue Aufbau des Kühlmoduls 1 nicht erfindungswesentlich ist und damit nicht näher beschrieben wird.
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Der Halter 5 besteht im Wesentlichen aus einer Grundfläche 9, welche zwei Stege 6a, 6b aufweist. Die Grundfläche 9 weist zudem auf ihrer Rückseite Stege auf, welche die Grundfläche 9 versteifen und den Halter 5 besser greifbar machen.
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Die Siege 6a, 6b und die Grundfläche 9 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel einstückig aus Kunststoff ausgeführt. Die beiden Stege 6a, 6b sind parallel zueinander angeordnet und weisen einen Abstand zueinander auf. Die Stege 6a, 6b sind biegsam, so dass sie zum Einführen in den Zapfen 2 zusammengedrückt werden können.
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In alternativen Ausführungsformen, könnten die Stege auch mit der Grundfläche verklebt oder über ein anderes Befestigungsverfahren mit ihnen verbunden sein. Ebenso können alternative Materialwahlen getroffen werden, so ist eine Ausführung des Halters beispielsweise auch aus einem metallischen Werkstoff denkbar.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht der in 1 beschriebenen Komponenten in montiertem Zustand. Zusätzlich zu den bereits in 1 beschriebenen Elementen ist in 2 eine Rippe 8 dargestellt, welche im Inneren des Zapfens 2 angeordnet ist. Diese Rippe wird beim Einstecken des Halters 5 in den Zapfen 2 durch die beiden Stege 6a, 6b, welche durch die innere Kontur des Zapfens 2 beim Einschieben zusammengedrückt werden, nach oben verschoben.
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In montiertem Zustand ist der Zapfen 2 des Kühlmoduls 1 in das Entkopplungselement 3 eingesteckt und der Halter 5 von unten in den Zapfen 2 eingesteckt, wodurch das Kühlmodul 1 im Entkopplungselement 3, welches in der Konsole 4 montiert ist, fixiert wird. Dadurch ist ein formschlüssiger Verbund der einzelnen Elemente hergestellt.
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3 zeigt einen Schnitt durch die Mittelebene des Zapfens 2, sowie durch den Halter 5. Außerdem zu sehen ist im Hintergrund das Kühlmodul 1, sowie die Konsole 4. Das Entkopplungselement 3 ist in 3 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt, um besser den Innern Aufbau des Zapfens 2, sowie des Halters 5, darstellen zu können.
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Der Halter 5 weist in seiner Grundfläche 9 eine Bohrung 10 auf, welche in Richtung der Hauptausdehnungsrichtung der Stege 6a, 6b durch die Grundfläche 9 verläuft. Diese Bohrung dient dem Verschieben der Rippe 8, welche im montierten Zustand als Sicherung zwischen den Stegen 6a und 6b im Zapfen angeordnet ist. Die Rippe 8 ist wie bereits beschrieben entlang der Haupausdehnungsrichtung des Zapfens 2 verschiebbar.
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Die Grundfläche 9 des Halters 5 dient als Anschlag am Zapfen 2 um die maximale Einschubtiefe festzulegen. Die Grundfläche 9 liegt im montierten Zustand ebenfalls formschlüssig am Entkopplungselement 3 an. Die Innenkantenlänge 11 des Zapfens 2 entspricht der Außenkantenlänge 13 der Stege 6a, 6b des Halters 5. Die Stege 6a, 6b bestehen jeweils aus einem rechteckigen, stabförmigen Grundelement, welche am von der Grundfläche 9 abgewandten Ende jeweils einen hakenähnlichen Endbereich 15a, 15b aufweisen, welche als Sicherungshaken dient.
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Die Außenkantenlänge 13 der Stege 6a und 6b bezeichnet die Kante gemessen von der Grundfläche 9 bis zum Ansatz der hakenähnlichen Endbereiche 15a, 15b. Damit entspricht die Kantenlänge 13 der Länge der rechteckigen, stabförmigen Grundelemente 14a, 14b der Stege 6a, 6b.
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Die Innenkantenlänge 11 des Zapfens 2 gemessen von der Unterkante des Zapfens bis zu den schrägen Flächen 12a, 12b entspricht in ihrer Länge der Außenkantenlänge 13 der Stege 6a, 6b. Durch diese Entsprechung wird erreicht, dass der Halter 5 in montiertem Zustand spielfrei im Zapfen 2 sitzt. Die hakenähnlichen Endbereiche 15a, 15b der Stege 6a, 6b kommen in montiertem Zustand mit einer Kante oder Fläche auf den schrägen Kanten 12a, 12b des Zapfens zu liegen.
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Die rechteckigen, stabförmigen Grundelemente 14a, 14b der Stege 6a, 6b sind parallel zueinander in einem solchen Abstand auf der Grundfläche 9 des Halters 5 angeordnet, dass sie in montiertem Zustand spielfrei im Zapfen 2 sitzen. Dies bedingt, dass beim Einschieben des Halters 5 die beiden Stege 6a, 6b durch die Innenkontur des Zapfens 2 federnd zusammen gedrückt werden.
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In alternativen Ausführungsformen ist es auch denkbar, dass die rechteckigen, stabförmigen Grundelemente 14a, 14b eine Querschnittsfläche aufweisen, die von der hier gezeigten Querschnittsfläche abweichen. So sind runde, quadratische oder auch anders geformte Querschnittsflächen vorstellbar.
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Beim Einschieben des Halters 5 schieben die Stege 6a, 6b die mittig im oberen Bereich des Zapfens 2 positionierte Rippe 8 nach oben. Beim Erreichen der maximalen Einschubtiefe schnappen die beiden Siege 6a, 6b wieder in ihre ursprüngliche Position zurück, wodurch die hakenähnlichen Endbereiche 15a, 15b der Stege 6a, 6b in formschlüssigen Kontakt mit den angeschrägten Flächen 12a, 12b des Zapfens 2 gebracht werden. Durch das Auseinanderschnappen der Stege 6a, 6b entsteht ein Freiraum zwischen den Stegen 6a, 6b in welchen die Rippe 8 fällt. Auf diese Weise fixiert die Rippe 8 die Stege 6a und 6b in ihrer eingerasteten Position auf den Flächen 12a, 12b des Zapfens und sichert diese mechanisch fest im Bauteil.
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Um den Halter 5 nun wieder aus dem Zapfen 2 lösen zu können, muss die Rippe 8 wieder entlang der Einschubrichtung 16 nach oben verschoben werden, damit die Stege 6a, 6b aus ihrer eingerasteten Position gelöst werden können. Auf Grund der angeschrägten Flächen 12a, 12b auf welchen die hakenähnlichen Endbereiche 15a, 15b der Stege 6a, 6b liegen, reicht es den Halter 5 entgegen der Einschubrichtung 16 zu ziehen. Durch die schräggestellten Flächen 12a, 12b werden die Stege 6a, 6b hierbei automatisch zusammengedrückt. Dadurch kann der Halter 5 einfach aus dem Zapfen 2 herausgezogen werden.
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Durch die Bohrung kann mit einem geeigneten Gegenstand zwischen den Stegen 6a, 6b die Rippe 8 entlang der Einschubrichtung 16 nach oben verschoben werden, wodurch die Stege 6a und 6b wieder frei werden.
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4 zeigt eine perspektivische Ansicht des Halters 5, welcher vorzugsweise einteilig aus Kunststoff hergestellt ist. Der Halter 5 trägt wie in den 1 bis 3 bereits beschrieben auf seiner Grundfläche 9 die beiden Stege 6a, 6b welche, wie in 3 beschrieben, ausgebildet sind.
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In alternativen Ausführungsformen kann der Halter 5 auch aus anderen Materialien oder mehrteilig gefertigt sein. Die Form der Stege sowie deren Formschluss mit dem Zapfen 2 können in alternativen Ausführungsformen ebenfalls anders ausgestaltet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kühlmodul
- 2
- Zapfen
- 3
- Entkopplungselement
- 4
- Konsole
- 5
- Halter
- 6a, 6b
- Stege
- 7
- Bohrung im Entkopplungselement
- 8
- Rippe
- 9
- Grundfläche
- 10
- Bohrung im Halter
- 11
- Innenkante Zapfen
- 12a, 12b
- schräggestellte Flächen
- 13
- Außenkante Stege
- 14a, 14b
- rechteckige, stabförmige Grundelemente der Stege
- 15a, 15b
- hakenähnliche Endbereiche der Stege
- 16
- Einschubrichtung
- 17
- Hohlraum des Zapfens
- 18
- Sammelkasten
- 19
- Platte
- 20
- Befestigungsstege
- 21
- Einschnürung des Entkopplungselements
- 22
- Nasen an der Konsole
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 60205973 T2 [0007]
- DE 10315887 A1 [0009]
