DE102013215393A1

DE102013215393A1 - Anordnung zur Befestigung eines Wärmeübertragermoduls

Info

Publication number: DE102013215393A1
Application number: DE102013215393.7A
Authority: DE
Inventors: Inaki Vivanco
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2013-08-05
Filing date: 2013-08-05
Publication date: 2015-02-05

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung eines Wärmeübertragermoduls (20), insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mit einem Modulhalter (1, 1a), der einen ersten Vorsprung (2, 40) aufweist und eine erste Öffnung (3, 3a) aufweist, wobei der Modulhalter (1, 1a) über die erste Öffnung (3, 3a) an einer Struktur des Kraftfahrzeuges anbindbar ist, wobei an dem Wärmeübertragermodul (20) ein Anschlussbereich (21, 61) vorgesehen ist, der eine erste Aussparung (22, 23, 24, 62) aufweist, wobei der Modulhalter (1, 1a) mit dem ersten Vorsprung (2, 40) in die erste Aussparung (22, 23, 24, 62) einschiebbar ist, wodurch eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Modulhalter (1, 1a) und dem Anschlussbereich (21, 61) herstellbar ist, wobei am Modulhalter (1, 1a) ein federnd verbiegbares Hakenelement (5, 16, 45) vorgesehen ist, durch welches ein Absatz (28, 67), der am Anschlussbereich (21, 61) angeordnet ist, zumindest teilweise hintergreifbar ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung eines Wärmeübertragermoduls, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mit einem Modulhalter, der einen ersten Vorsprung aufweist und eine erste Öffnung aufweist, wobei der Modulhalter über die erste Öffnung an einer Struktur des Kraftfahrzeuges anbindbar ist, wobei an dem Wärmeübertragermodul ein Anschlussbereich vorgesehen ist, der eine erste Aussparung aufweist, wobei der Modulhalter mit dem ersten Vorsprung in die erste Aussparung einschiebbar ist, wodurch eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Modulhalter und dem Anschlussbereich herstellbar ist.
Stand der Technik
Zur Reduzierung der Folgekosten von Unfallschäden und damit zur Verbesserung der Einstufung der Fahrzeuge in den Versicherungsklassen, versuchen die Hersteller und Zulieferer zunehmend reparaturfreundliche und einfach zu ersetzende Komponenten in den Fahrzeugen zu verbauen. Besonders bei Unfällen im niedrigen Geschwindigkeitsbereich sollen so die Instandsetzungskosten reduziert werden.
Insbesondere im Bereich des Wärmeübertragermoduls, welches gewöhnlich in Fahrtrichtung vor dem Verbrennungsmotor an der Spitze des Fahrzeugs angeordnet ist, kann es durch Auffahrunfälle im niedrigen und mittleren Geschwindigkeitsbereich zu Beschädigungen an den Aufnahmen des Wärmeübertragermoduls und an den einzelnen Wärmeübertragern selbst kommen. Ein Wärmeübertragermodul kann aus einem oder mehreren Wärmeübertragern gebildet sein. In einem Wärmeübertragermodul können unterschiedliche Wärmeübertrager wie etwa Kühlmittelkühler, Ölkühler oder Ladeluftkühler verbaut sein.
Ein Wärmeübertragermodul kann in einem Montageschritt in einem Fahrzeug montiert werden, indem es in Aufnahmevorrichtungen innerhalb des Fahrzeugs eingesetzt wird.
Im Stand der Technik sind Aufnahmevorrichtungen bekannt, welche eine Sollbruchstelle aufweisen. Die Sollbruchstelle ist dabei oft in unmittelbarer Nähe der seitlichen Wasserkästen der Wärmeübertrager vorgesehen. Im Falle eines Unfalls kann es somit zu einer Beschädigung des Wasserkastens selbst kommen. Außerdem ist die Wiederherstellung solcher Aufnahmevorrichtungen arbeitsaufwendig, was insgesamt die Kosten erhöht und somit die Einstufung der Fahrzeuge in die Versicherungsklassen negativ beeinflusst.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile Daher ist es die Aufgabe der vorlegenden Erfindung eine Anordnung zur Befestigung eines Wärmeübertragermoduls bereitzustellen, die eine einfache und kostengünstige Instandsetzung nach einem Unfall ermöglicht. Die Aufnahmevorrichtung soll insbesondere kostengünstig in der Herstellung sein und auf einfache Weise montierbar sein.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Anordnung zur Befestigung eines Wärmeübertragermoduls mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung eines Wärmeübertragermoduls, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mit einem Modulhalter, der einen ersten Vorsprung aufweist und eine erste Öffnung aufweist, wobei der Modulhalter über die erste Öffnung an einer Struktur des Kraftfahrzeuges anbindbar ist, wobei an dem Wärmeübertragermodul ein Anschlussbereich vorgesehen ist, der eine erste Aussparung aufweist, wobei der Modulhalter mit dem ersten Vorsprung in die erste Aussparung einschiebbar ist, wodurch eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Modulhalter und dem Anschlussbereich herstellbar ist, wobei am Modulhalter ein federnd verbiegbares Hakenelement vorgesehen ist, durch welches ein Absatz, der am Anschlussbereich angeordnet ist, zumindest teilweise hintergreifbar ist
Durch eine solche Gestaltung des Modulhalters ist insbesondere eine einfache Montierbarkeit des Modulhalters gewährleistet. Der Modulhalter kann einfach entlang einer durch die Formgebung der Aussparung und des Vorsprungs definierten Einschubrichtung in das Wärmeübertragermodul eingeschoben werden. Über die federnd verbiegbaren Hakenelemente kann dabei ohne Zuhilfenahme von Werkzeugen eine feste Verbindung erzeugt werden.
Auch ist es zu bevorzugen, wenn der Vorsprung des Modulhalters zapfenförmig ausgebildet ist und das federnd verbiegbare Hakenelement aufweist.
Eine zapfenförmige Gestaltung erleichtert das Einschieben in die Aussparung. Ein federnd verbiegbares Hakenelement stellt dabei eine besonders einfache Möglichkeit zur Fixierung dar.
Weiterhin ist es zu bevorzugen, wenn der Vorsprung des Modulhalters ein oder mehrere Führungsflächen aufweist, wodurch eine Führung des Vorsprungs innerhalb der ersten Aussparung quer zur Einschubrichtung realisierbar ist.
Führungsflächen erleichtern insbesondere den Einschubvorgang des Modulhalters.
Auch ist es zweckmäßig, wenn der vom federnd verbiegbaren Hakenelement zumindest teilweise hintergreifbare Absatz in der ersten Aussparung angeordnet ist.
Der Absatz in der ersten Aussparung dient als Widerlager für das erste federnd verbiegbare Hakenelement.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn der Vorsprung an seinem Fußbereich, mit dem er auf dem Modulhalter fußt, als Hohlkörper ausgeführt ist.
Eine Ausführung als Hohlkörper ist insbesondere hinsichtlich des Gewichts des Modulhalters vorteilhaft, außerdem kann durch das Vorsehen eines Hohlkörpers eine definierte strukturelle Schwächung erzeugt werden, welche vorteilhaft im Sinne einer Sollbruchstelle eingesetzt werden kann.
Weiterhin ist es zu bevorzugen, wenn der Vorsprung in seinem Fußbereich eine Verjüngung aufweist und im Wesentlichen einen runden Querschnitt, insbesondere einen ovalen Querschnitt aufweist. Auch ist es vorteilhaft, wenn der Vorsprung in seinem Fußbereich zumindest eine Kerbe aufweist.
Über eine Verjüngung und eine Kerbe kann eine definierte strukturelle Schwächung des Fußbereichs erreicht werden. Dabei kann auch eine Mehrzahl von Kerben vorgesehen werden.
Außerdem ist es zweckmäßig, wenn der Modulhalter ein zweites federnd verbiegbares Hakenelement aufweist, wobei der Anschlussbereich eine zweite Aussparung aufweist, welche einen Absatz aufweist, der von dem zweiten federnd verbiegbaren Hakenelement zumindest teilweise hintergreifbar ist.
Über eine weitere Kombination aus einem federnd verbiegbaren Hakenelement und einer korrespondierenden Aussparung kann die Fixierung des Modulhalters am Wärmeübertragermodul weiter verbessert werden.
Gemäß einer besonders günstigen Weiterbildung der Erfindung, kann es vorgesehen sein, dass der Modulhalter ein Positionierelement aufweist, welches in eine dritte Aussparung im Anschlussbereich formschlüssig einschiebbar ist.
Ein Positionierelement, welches beispielsweise als Vorsprung ausgebildet ist, kann einerseits die Montage erleichtern und andererseits auch zu einer stabileren Verbindung beitragen, indem es eine zusätzliche Abstützwirkung des Modulhalters gegenüber dem Wärmeübertragermodul erzeugt.
Weiterhin ist es zu bevorzugen, wenn das zweite federnd verbiegbare Hakenelement, das Positionierelement und der Vorsprung auf einer gemeinsamen ebenen Fläche des Modulhalters angeordnet sind und im Wesentlichen in die gleiche Raumrichtung von dieser abragen.
Dies erleichtert insbesondere die Montage, da der Modulhalter entlang einer definierten Einschubrichtung in das Wärmeübertragermodul eingesetzt werden kann.
Auch ist es zweckmäßig, wenn der Vorsprung in seinem von dem Fußbereich abgewandten Endbereich einen rechteckigen Querschnitt aufweist, wobei drei der Außenflächen durch ebene Führungsflächen gebildet sind, worüber der Modulhalter quer zur Einschubrichtung führbar ist, wobei die vierte Außenfläche durch das federnd verbiegbare Hakenelement gebildet ist, wobei das federnd verbiegbare Hakenelement zu den jeweils angrenzenden Führungsflächen beabstandet ist.
Die Außenflächen des Vorsprungs dienen dabei der Führung des Vorsprungs in der Aussparung des Wärmeübertragermoduls. Gleichzeitig dient das federnd verbiegbare Hakenelement zur Fixierung des Modulhalters im Wärmeübertragermodul.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn das Wärmeübertragermodul ein Anschlagelement aufweist, welches entlang der Einschubrichtung über den Anschlussbereich hinausragt und einen Anschlag für den Modulhalter in einer Richtung quer zur Einschubrichtung bildet.
Das Anschlagelement dient somit zusätzlich der Positionierung des Modulhalters gegenüber dem Wärmeübertragermodul und erleichtert weiterhin den Montageprozess.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung eines Wärmeübertragermoduls, wobei die Aussparung im Anschlussbereich als trapezförmige Ausnehmung ausgebildet ist und der Vorsprung des Modulhalters als trapezförmiger Vorsprung ausgebildet ist, wobei der trapezförmige Vorsprung in die trapezförmige Ausnehmung einschiebbar ist, wodurch eine formschlüssige Verbindung herstellbar ist.
Eine trapezförmige Ausgestaltung des Vorsprungs ist insbesondere vorteilhaft, da sie eine definierte Einschubrichtung vorgibt und gleichzeitig eine Relativbewegung quer zur Einschubrichtung unterbindet. Auf diese Weise kann eine besonders stabile Verbindung zwischen dem Modulhalter und dem Wärmeübertragermodul erzeugt werden, welche lediglich einen Freiheitsgrad entlang der Einschubrichtung aufweist.
Auch ist es zu bevorzugen, wenn der Modulhalter ein Anschlagelement aufweist, welches einen Anschlag für das Wärmeübertragermodul in Einschubrichtung bildet.
Hierdurch wird die Montage erleichtert und zusätzlich die Stabilität der Verbindung erhöht.
Auch ist es vorteilhaft, wenn der Fußbereich des Anschlagelementes zumindest eine Kerbe aufweist.
Eine Kerbe ist besonders vorteilhaft, um eine definierte strukturelle Schwächung des Anschlagelementes zu erzeugen. Auf diese Weise kann besonders einfach eine Sollbruchstelle erzeugt werden.
In einer alternativen Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass der trapezförmige Vorsprung und das Anschlagelement an einer gemeinsamen ebenen Fläche des Modulhalters angeordnet sind und im Wesentlichen in eine gemeinsame Raumrichtung von dieser abragen.
Dies ist insbesondere einer möglichst einfachen Montage zuträglich, da die Montage entlang einer definierten Einschubrichtung erfolgen kann.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das federnd verbiegbare Hakenelement in einer Vertiefung der gemeinsamen ebenen Fläche angeordnet ist und im Wesentlichen parallel zu dieser Fläche entlang der Einschubrichtung verläuft.
Durch eine solche Positionierung kann erreicht werden, dass das federnd verbiegbare Hakenelement mit seiner Sperrwirkung der Einschubrichtung entgegenwirkt, wodurch die Fixierung des Modulhalters im Wärmeübertrager verbessert wird.
Auch ist es vorteilhaft, wenn am Wärmeübertragermodul ein federnd verbiegbares Fixierelement angeordnet ist, welches über den Anschlussbereich hinaussteht und worüber der Modulhalter entgegen der Einschubrichtung fixierbar ist.
Das Fixierelement ist insbesondere vorteilhaft, um ein Herausgleiten des Modulhalters entgegen der Einschubrichtung zu verhindern.
Weiterhin ist es zu bevorzugen, wenn die Grundseiten der trapezförmigen Ausnehmung entlang der Einschubrichtung verlaufen und der trapezförmige Vorsprung über die Schenkel der trapezförmigen Ausnehmung quer zur Einschubrichtung und/oder zu den Grundseiten führbar ist.
Eine solche Orientierung der trapezförmigen Ausnehmung erleichtert das Einschieben und führt zu einer erhöhten Stabilität der Verbindung.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Abstützwirkung des Anschlagelementes und die Abstützwirkung des federnd verbiegbaren Hakenelementes entlang einer Raumrichtung zueinander entgegengesetzt sind.
Durch die Ausrichtung der Abstützwirkungen in entgegengesetzter Richtung zueinander kann vorteilhafterweise eine optimierte Fixierung und Abstützung des Modulhalters am Anschlussbereich des Wärmeübertragermoduls erreicht werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Modulhalters,
2 im linken Teil eine Seitenansicht des Modulhalters gemäß der 1 und im rechten Teil eine Schnittansicht entlang des im linken Teil definierten Schnitts A-A,
3 eine perspektivische Ansicht des Modulhalters gemäß der 1 und 2 sowie eine Teilansicht eines Wärmeübertragermoduls, wobei das Wärmeübertragermodul und der Modulhalter zueinander beabstandet angeordnet sind,
4 eine Seitenansicht des Modulhalters in endmontierter Stellung im Wärmeübertragermodul,
5 eine weitere perspektivische Ansicht eines Modulhalters gemäß den 1 bis 4,
5 eine perspektivische Teilansicht des Wärmeübertragermoduls und dabei insbesondere des Anschlussbereichs,
7 eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform eines Modulhalters und eines alternativen Anschlussbereichs eines Wärmeübertragermoduls,
8 eine perspektivische Ansicht des Modulhalters gemäß 7,
9 im linken Teil eine Aufsicht auf den Modulhalter gemäß 7 und 8 und im rechten Teil eine Schnittansicht gemäß des im linken Teil definierten Schnitts A-A,
10 eine perspektivische Ansicht eines Wärmeübertragermoduls mit einem Wärmeübertragerblock sowie zwei Modulhaltern am unteren Bereich und zwei Modulfixierungen am oberen Bereich des Wärmeübertragungsmoduls, und
11 eine alternative Ansicht des Wärmeübertragermoduls gemäß 10.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Modulhalters 1. Der Modulhalter 1 weist einen Modulkörper 4 auf, welcher eine dreidimensionale Form aufweist. im vorliegenden Fall weist der Modulhalter 1 in etwa einen quaderförmigen Körper 4 mit Abrundungen auf, welcher eine erste Öffnung 3 aufweist, welche ihn von oben nach unten durchstößt sowie zwei weitere Öffnungen, welche benachbart zur Öffnung 3 angeordnet sind.
Der Modulhalter 1 weist weiterhin einen Vorsprung 2 auf sowie ein federnd verbiegbares Hakenelement 5. Dieses federnd verbiegbare Hakenelement fußt mit einem Federarm 6 auf dem Modulhalter 1 und weist in seinem dem Modulhalter 1 abgewandten Endbereich einen hakenförmigen Endbereich 7 auf. Weiterhin weist der Modulhalter 1 ein Positionierelement 8 auf, welches an derselben Fläche 10 des Modulhalters 1 abragt, wie auch das federnd verbiegbare Hakenelement 5 und der Vorsprung 2.
Die 2 zeigt eine Seitenansicht des Modulhalters 1. In der Seitenansicht 2 ist zu erkennen, dass um die Öffnung 3 ein umlaufender Kragenbereich ausgebildet ist, welcher seitlich zwei nasenartige Vorsprünge aufweist.
Innerhalb der Öffnung 3 oder im Modulkörper 4 können Entkopplungselemente, wie beispielsweise Gummilager angeordnet sein, welche den Modulhalter 1 von einem Anbindungspunkt schwingungstechnisch entkoppeln können.
In 2 ist zu erkennen, dass das federnd verbiegbare Hakenelement 5, der Vorsprung 2 sowie das Positionierelement 8 von einer gemeinsamen Fläche 10 des Modulhalters 1 abragen. Die drei Elemente ragen dabei im Wesentlichen auch in eine gemeinsame Richtung von der Fläche 10 ab. Die Fläche 10 verläuft in einem Winkel ungleich 90° zur nach oben gerichteten Fläche des Modulhalters 1 und somit auch nicht parallel zu der Mittelachse der Öffnung 3.
In 2 ist weiterhin zu erkennen, dass das federnd verbiegbare Hakenelement 5 insbesondere mit dem Federarm 6 an der Fläche 10 angebunden ist. Der hakenförmige Endbereich 7 ist von der Fläche 10 abgewandt.
Die Fläche 10 ist derart dimensioniert, dass sie nach unten hin über den Körper 4 des Modulhalters 1 hinaussteht. Die Fläche 10 bildet in dem Bereich unterhalb des Körpers einen plattenförmigen Fortsatz des Körpers 4.
Der Vorsprung 2 ist in dem über den Körper 4 hinausstehenden Bereich der Fläche 10 angeordnet. Der Vorsprung 2 fußt mit einem Fußbereich 9 auf dieser Fläche 10. Der Fußbereich 9 des Vorsprungs 2 weist dabei in der Ausführungsform der 2 einen runden Querschnitt auf. Entlang des Fußbereichs 9 ist im linken Teil der 2 eine erste Kerbe 12 dargestellt. Die Einschubrichtung, welche mit dem Pfeil 32 dargestellt ist, stellt die Richtung dar, mit welcher der Modulhalter 1 in ein Wärmeübertragermodul eingeführt wird.
Im rechten Bereich der 2 ist eine Schnittdarstellung gezeigt, welche entlang des Schnittes A-A, welcher im linken Teil der 2 dargestellt ist, gezeigt ist. Im rechten Teil der 2 ist zu erkennen, dass der Fußbereich 9 einen runden, insbesondere einen ovalen Querschnitt aufweist. Im Zentrum des Fußbereichs 9 ist ein Hohlraum 11 angeordnet. Dies bedeutet, dass der Fußbereich 9 nicht als Vollkörper ausgeführt ist. Links und rechts des Hohlraums 11 verläuft jeweils eine Kerbe 12, welche zusätzlich eine strukturelle Schwächung des Fußbereichs 9 herbeiführen soll. Die Kerben 12 verlaufen im Wesentlichen parallel zur Einschubrichtung 32.
Auf diese Weise wird im Bereich des Fußbereichs 9 eine Sollbruchstelle erzeugt, welche den Vorsprung 2 von dem Modulhalter 1 im Bedarfsfall abscheren lässt. Die Sollbruchstelle des Fußbereichs 9 ist dabei insbesondere derart gestaltet, dass Kräfte in einem Fahrzeug, in welchem der Modulhalter 1 verbaut werden kann, in Fahrtrichtung bis zu einem gewissen definierten Grad von dem Fußbereich 9 ausgehalten werden können, bevor dieser kontrolliert abschert, um eine Beschädigung des an den Modulhalter 1 angebundenen Wärmeübertragermoduls zu vermeiden.
Die Querschnittsfläche des Fußbereichs 9, wie sie im rechten Teil der 2 dargestellt ist, ist beispielhaft und weist keine beschränkende Wirkung für andersartige Gestaltungen des Fußbereichs auf.
Über eine vorteilhafte Materialwahl bzw. Größendimensionierung der Querschnitte des Fußbereichs 9, insbesondere des Hohlraums 11 und der Kerben 12 kann der Fußbereich 9 derart gestaltet werden, dass eine genau definierte Kraft von diesem aufgenommen werden kann, bevor es zu einer mechanischen Zerstörung des Fußbereichs 9 kommt.
Die 3 zeigt im rechten Bereich den Modulhalter 1, wie er bereits in den 1 und 2 beschrieben wurde. im linken Bereich ist ein Wärmeübertragermodul 20 dargestellt. Das Wärmeübertragermodul 20 weist insbesondere einen Anschlussbereich 21 auf, welcher im unteren Bereich des Wärmeübertragermoduls 20 angeordnet ist. Der Anschlussbereich 21 ist im Wesentlichen durch eine Fläche gebildet, welche eine erste Aussparung 22 aufweist, eine zweite Aussparung 23 und eine dritte Aussparung 24.
Die Aussparungen 22, 23 und 24 sind derart angeordnet, dass sie das federnd verbiegbare Hakenelement, den Vorsprung 2 und das Positionierelement 8 aufnehmen können. Die durch den Anschlussbereich 21 gebildete Fläche ist dabei in ihrem Neigungswinkel an den Neigungswinkel der Fläche 10 des Modulhalters 1 angepasst, so dass eine Kontaktfläche zwischen dem Modulhalter 1 bzw. dessen Fläche 10 und dem Anschlussbereich 21 entstehen kann.
Weiterhin weist der Anschlussbereich 21 ein Anschlagelement 26 auf, welches seitlich am Wärmeübertragermodul 20 angeordnet ist und über die Fläche des Anschlussbereichs 21 hinaussteht. Das Anschlagelement 26 bildet dabei insbesondere einen Anschlag für den Modulhalter 1 in einer Richtung quer zur Einschubrichtung 32.
In einer alternativen Ausführungsform können weitere Anschlagelemente, welche über den Anschlussbereich 21 hinausstehen, auch am unteren Bereich sowie an einem dem Anschlagelement 26 gegenüberliegenden Bereich des Anschlussbereichs 21 angeordnet sein. Das Anschlagelement 26 unterstützt zudem die Positionierung des Modulhalters gegenüber dem Anschlussbereich 21.
Das Wärmeübertragermodul 20 insgesamt sowie der Anschlussbereich 21 im Speziellen ist durch eine Vielzahl von Rippenelementen 27 gebildet, wodurch insgesamt das Gewicht des Wärmeübertragermoduls 20 reduziert werden kann. Die Fläche des Anschlussbereichs 21 wird dabei im Wesentlichen von den Rücken der Rippenelemente 27 gebildet.
Innerhalb der zweiten Aussparung 23 ist ein Absatz 28 vorgesehen, welcher im montierten Zustand von dem hakenförmigen Endbereich 7 des federnd verbiegbaren Hakenelementes 5 hintergriffen werden kann. Auf diese Weise kann eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Modulhalter 1 und dem Wärmeübertragermodul 20 hergestellt werden.
Die 4 zeigt eine Ansicht des Wärmeübertragermoduls 20 mit dem montierten Modulhalter 1. Wie bereits in 3 angedeutet, ist der Absatz 28 von dem hakenförmigen Endbereich 7 derart hintergriffen, dass ein Hinausgleiten des Modulhalters 1 aus dem Wärmeübertragermodul 20 entgegen der Einschubrichtung 32 verhindert wird.
Hierzu ist innerhalb der zweiten Aussparung 23 eine Einführschräge 29 vorgesehen, über welche der hakenförmige Endbereich 7 in die zweite Aussparung 23 hineingleitet. Die Einführschräge 29 ist dabei derart ausgerichtet, dass der Federarm 6 des federnd verbiegbaren Hakenelementes 5 beim Einschieben nach unten, quer zur Einschubrichtung 32, ausgelenkt wird, wodurch der hakenförmige Endbereich 7 am Absatz 28 vorbeigeführt wird. Sobald der hakenförmige Endbereich 7 am Absatz 28 vorbeigeglitten ist, federt der Federarm 6 nach oben zurück und der hakenförmige Endbereich 7 hintergreift den Absatz 28, wodurch der Modulhalter 1 in der zweiten Aussparung 23 fixiert wird.
Auf ähnliche Weise federt ein am Vorsprung 2 angeordnetes federnd verbiegbares Hakenelement innerhalb der ersten Aussparung hinter einen in 4 nicht gezeigten Absatz, wodurch der Vorsprung 2 innerhalb eines von der Wandung 30 begrenzten Bereichs der ersten Aussparung fixiert wird.
Zwischen dem Wärmeübertragermodul 20 und dem Modulhalter 1 entsteht im Bereich des Anschlussbereichs 21 eine Kontaktfläche 31. Die Rücken der Rippenelemente 27 des Wärmeübertragermoduls 20 liegen dabei flächig auf der Fläche 10 des Modulhalters 1 auf.
Die 5 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht des Modulhalters 1. Der Blick des Betrachters ist auf die Fläche 10 gerichtet. Neben dem federnd verbiegbaren Hakenelement 5, welches im oberen rechten Bereich der Fläche 10 angeordnet ist und dem Positionierelement 8, welches im oberen linken Bereich der Fläche 10 angeordnet ist, ist insbesondere der Aufbau des Vorsprungs 2 zu erkennen.
Der Vorsprung 2 weist an seinem von der Fläche 10 abgewandten Bereich einen rechteckigen Querschnitt auf. Dabei wird der Querschnitt im Wesentlichen durch die im rechten Winkel zueinander stehenden Flächen 13, 14 und 15 gebildet. Die vierte Fläche des rechteckigen Querschnitts wird durch das federnd verbiegbare Hakenelement 16 gebildet, welches mit einem Federarm 17 am Fußbereich 9 des Vorsprungs 2 angebunden ist und an seinem freien Ende einen hakenförmigen Endbereich 18 ausbildet. Das federnd verbiegbare Hakenelement 16 ist dabei zu den benachbarten Flächen 13 und 15 beabstandet.
Der Vorsprung 2 bildet durch das federnd verbiegbare Hakenelement 16 und die drei Flächen 13, 14, 15 einen Hohlkörper aus. Dieser quaderförmige Hohlkörper fußt mit dem Fußbereich 9 auf der Fläche 10.
Der Modulhalter 1 kann entlang der Einschubrichtung 32 in das in 5 nicht dargestellte Wärmeübertragermodul eingeführt werden.
Es ist zu erkennen, dass sowohl das federnd verbiegbare Hakenelement 5 als auch das federnd verbiegbare Hakenelement 16 gleichsinnig ausgerichtet sind. In einer alternativen Ausführungsform ist es vorsehbar, dass die federnd verbiegbaren Hakenelemente 5 bzw. 16 insbesondere jedoch die hakenförmige Bereiche 7, 18 in unterschiedliche Richtungen ausgebildet sind. Auf diese Weise kann ein zusätzlicher Abstützeffekt erreicht werden.
Die Fläche 13 weist an ihrem von der Fläche 10 abgewandten Endbereichen eine Abschrägung auf, wodurch insbesondere die Freigängigkeit des hakenförmigen Endbereichs 18 erhöht werden soll. Die Beabstandung des federnd verbiegbaren Hakenelementes 5, insbesondere zur Fläche 15 dient ebenfalls zur Erhöhung der Freigängigkeit des federnd verbiegbaren Hakenelementes 16.
Die 6 zeigt eine Ansicht auf den Anschlussbereich 21 des Wärmeübertragermoduls 20. Wie bereits angedeutet, weist der Anschlussbereich 21 eine erste Aussparung 22 auf, welche in ihrem Inneren einen nicht gezeigten Absatz aufweist, welcher von dem hakenförmigen Endbereich 18 des federnd verbiegbaren Hakenelementes 16 hintergriffen werden kann.
Weiterhin weist der Anschlussbereich 21 die zweite Aussparung 23 mit ihrem Absatz 28 auf sowie die dritte Aussparung 24, welche der Aufnahme des Positionierelementes 8 dient. Außerdem ist in 6 das Anschlagelement 26, welches in Einschubrichtung 32 über den Anschlussbereich 21 hinaussteht und eine Fixierung bzw. einen Anschlag für den Modulhalter 1 in einer Richtung quer zur Einschubrichtung 32 bildet, gezeigt.
Die 7 zeigt einen alternativ ausgestalteten Modulhalter 1a. Dieser weist einen Körper 4 auf, welcher im Wesentlichen mit dem Körper 4 des ersten Modulhalters 1 identisch ist. Der Modulhalter 1a weist weiterhin eine erste Öffnung 3a auf, welche der Befestigung des Modulhalters 1a in einer Struktur im Inneren eines Fahrzeugs dient. An der dem Betrachter abgewandten Seite des Modulhalters 1a ist ein Vorsprung 40 angeordnet sowie ein Anschlagelement 41.
Im linken Teil der 7 ist das Wärmeübertragermodul 20 mit seinem Anschlussbereich 61 dargestellt. Der Anschlussbereich 61 weist eine Aussparung 62 auf, welche einen trapezförmigen Querschnitt aufweist. Die Aussparung 62 ist dabei insbesondere durch die ebene flächige Basis 63 gebildet, welche oben und unten durch einen Schenkel 64 bzw. 65, welche in einem vorgebbaren Winkel < 90° zur Basis 63 und dabei einander zugeneigt stehen, begrenzt ist.
Entlang der Einschubrichtung, welche durch den Richtungspfeil 49 dargestellt ist, ist die Aussparung 62 durch einen Anschlag 66 begrenzt. Über die Öffnung 65, welche die Aussparung 62 zu einer Seite des Anschlussbereichs 61 öffnet, kann der Vorsprung 40, welcher korrespondierend mit der Aussparung 62 ausgebildet ist, in die Aussparung 62 eingeführt werden.
Auch der Anschlussbereich 61 des Wärmeübertragermoduls 20 ist durch Rippenelemente 70 gebildet, wodurch insgesamt das Gewicht des Wärmeübertragermoduls 20 reduziert werden kann.
Die den Anschlussbereich 61 nach links hin abschließende Kante 67 bildet gleichzeitig einen Absatz 67. Dieser kann von einem in 7 noch nicht gezeigten federnd verbiegbaren Hakenelement des Modulhalters 1a hintergriffen werden, wodurch der Modulhalter 1a am Anschlussbereich 61 fixiert werden kann.
Zusätzlich weist das Wärmeübertragermodul 20 ein federnd verbiegbares Fixierelement 68 auf. Dieses ist über einen Fußbereich 69 an dem Wärmeübertragermodul 20 derart angeordnet, dass das federnd verbiegbare Fixierelement 68 in einer Richtung quer zur Einschubrichtung 49 über den Anschlussbereich 61 hinaussteht. Das federnd verbiegbare Fixierelement 68 kann dabei während des Einschiebevorgangs des Modulhalters 1a derart verbogen werden, dass der Modulhalter 1a daran vorbeigeführt werden kann. Sobald der Modulhalter 1a an dem federnd verbiegbaren Fixierelement vorbeigeführt ist, federt dieses in seine Ausgangsstellung zurück, wodurch es den Modulhalter 1a insbesondere im Bereich des Anschlagelementes 41 teilweise hintergreift und für eine zusätzliche Fixierung des Modulhalters 1a im Anschlussbereich 61 sorgt.
Die 8 zeigt eine Ansicht des Modulhalters 1a mit Blick auf die Fläche 48, welche den Vorsprung 40 sowie das Anschlagelement 41 und ein federnd verbiegbares Hakenelement 45 aufweist.
Der Vorsprung 40 ist, wie bereits in 7 angedeutet, ebenfalls durch einen trapezförmigen Körper gebildet, welcher mit der Aussparung 62 korrespondiert. Hierzu sind insbesondere die sich gegenüberliegenden Schenkel 42 bzw. 43, welche in einem Winkel < 90° zur Basis 51 des trapezförmigen Vorsprungs 40 stehen und einander zugeneigt sind, derart ausgebildet, dass sie mit der Aussparung 62 korrespondieren.
Links von dem Vorsprung 40 ist das Anschlagelement 41 dargestellt, welches den Anschlag des Modulhalters 1a entlang der Einschubrichtung 49 bildet. Rechts des Vorsprungs 40 ist in einer Vertiefung 44 ein federnd verbiegbares Hakenelement 45 angeordnet, welches ebenfalls durch einen Federarm 46 und einen hakenförmigen Endbereich 47 gebildet ist.
Das federnd verbiegbare Hakenelement 45 kann innerhalb der Vertiefung 44 in einer Richtung quer zur Einschubrichtung 49 ausgelenkt werden. Dadurch kann es insbesondere an dem in 7 beschriebenen Absatz 67 vorbeigleiten, indem es nach hinten in die Vertiefung 44 hineingedrückt wird. Nachdem der hakenförmige Endbereich 45 an dem Absatz 67 vorbeigeglitten ist, federt das federnd verbiegbare Hakenelement 45 aus und fixiert so den Modulhalter 1a im Anschlussbereich 61.
Das Anschlagelement 41 ist insbesondere durch ein stegartiges Element im oberen Bereich der Fläche 48 gebildet. Das Anschlagelement 41 erstreckt sich dabei in der Ausführungsform der 8 insbesondere auf den Bereich der Fläche, welcher am Körper 4a angeordnet ist. Die Fläche 48 steht wie auch bei dem Modulhalter 1 der vorausgegangenen Figuren nach unten hin über den Körper 4a hinaus, wodurch insgesamt die Anlagefläche des Modulhalters 1a am Anschlussbereich 61 erhöht wird.
Die 9 zeigt eine Ansicht des Modulhalters 1a, wobei der Blick entlang der Mittelachse der Öffnung 3a gerichtet ist. Im linken Bereich der 9 ist dadurch insbesondere die Anordnung des Vorsprungs 40 des Anschlagelementes 41 sowie des federnd verbiegbaren Hakenelementes 45 an der Fläche 48 des Modulhalters 1a zu erkennen.
Im Fußbereich des Anschlagelementes 41, mit dem das Anschlagelement 41 an der Fläche 48 angebracht ist, verläuft eine Kerbe 50, welche in der Darstellung der 9 entlang der Blickrichtung des Betrachters verläuft. Im rechten Teil der 9 ist eine Schnittansicht durch den Fußbereich des Anschlagelementes 41 entsprechend der im linken Teil der 9 gemachten Kennzeichnung A-A dargestellt. Der Schnitt verläuft dabei entlang der Kerbe 50.
Das Anschlagelement 41 ist derart dimensioniert, dass es insbesondere Kräfte im Kraftfahrzeug in Fahrtrichtung bis zu einem gewissen definierten Maß aufnehmen kann. Wird diese definierte Kraft überschritten, schert das Anschlagelement 41 entlang der Kerbe 50 von der Fläche 48 des Modulhalters 1a ab und löst somit die Verbindung zwischen dem Modulhalter 1a und dem Wärmeübertragermodul 20. Durch das Anschlagelement 41 ist somit eine definierte Sollbruchstelle gebildet, welche ab einer definierten Lasteinwirkung kontrolliert mechanisch zerstört wird, um eine Beschädigung des Modulhalters 1a bzw. des Wärmeübertragermoduls 20 zu vermeiden.
Die 10 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Wärmeübertragerblocks 81 des Wärmeübertragermoduls 20. Der Wärmeübertragerblock 81 weist beidseitig einen unteren Befestigungspunkt auf, welcher durch einen Modulhalter 1 bzw. 1a gebildet ist und weist weiterhin einen oberen Befestigungspunkt auf, welcher durch eine Modulfixierung 82 und einen mit dieser Modulfixierung 82 korrespondierenden Aufnahmebereich 83 gebildet ist. Die obere Modulfixierung 82 weist ein Entkopplungselement auf, welches in den Aufnahmebereich 83 eingeführt werden kann. Auf diese Weise kann das Wärmeübertragermodul 20 von dem Anbindungspunkt der Modulfixierung 82 im Fahrzeug schwingungstechnisch entkoppelt werden.
Im unteren Bereich des Wärmeübertragermoduls 20 ist der Wärmeübertragerblock insbesondere über Verbindungen zwischen dem Wärmeübertragermodul 20 und den Modulhaltern 1 bzw. 1a dargestellt. Die Modulhalter 1 bzw. 1a sind dabei mittels Montagematerialien 84 bzw. 85 entlang der Öffnung 3 bzw. 3a an einer in 10 nicht gezeigten Fahrzeugstruktur angebunden.
Die Modulhalter 1 bzw. 1a sind dabei derart gestaltet, dass sie Kraftkomponenten, welche entlang der Richtung 88, welche der Fahrtrichtung des Fahrzeugs entspricht, auf das Wärmeübertragermodul 20 einwirken, bis zu einer gewissen definierten Größe aufnehmen können. Beim Überschreiten dieser Kraftkomponente wird eine mechanische Zerstörung des Modulhalters 1 bzw. 1a an den vorgesehenen Sollbruchstellen bewirkt, welche in der 2 durch den ersten Schnittbereich A-A dargestellt sind und in der 9 durch den zweiten Schnittbereich A-A dargestellt sind.
Die 11 zeigt eine Ansicht des Wärmeübertragermoduls 20, wobei die Blickrichtung der Richtung 88 der 10 entspricht. Wie bereits in 10 gezeigt, ist das Wärmeübertragermodul im unteren Bereich über die Anbindungspunkte 86 und die Modulhalter 1 bzw. 1a fixiert und im oberen Bereich über die Modulfixierungen 82, welche in den Aufnahmebereich 83 eingreifen. Die Modulfixierungen 82 stehen dabei mit einem Halterahmen 87 in Verbindung, welcher an einem nicht gezeigten Bereich der Fahrzeugstruktur befestigt ist. Auf diese Weise kann das Wärmeübertragermodul 20 sicher im Fahrzeug aufgenommen werden und an vier Punkten gelagert werden.
Insbesondere die unteren beiden Anbindungspunkte, welche durch die Modulhalter 1 bzw. 1a gebildet sind, weisen dabei definierte Sollbruchstellen auf, welche eine Beschädigung des Wärmeübertragermoduls 20 im Falle eines Unfalles verhindern sollen.
Die 11 ist eine beispielhafte Lagerung eines Wärmeübertragermoduls 20 in einem Fahrzeug. In alternativen Ausführungsformen kann auch eine Mehrzahl von Modulhaltern 1 bzw. 1a vorgesehen werden, welche auch im oberen Bereich des Wärmeübertragermoduls 20 mit Sollbruchstellen ausgebildet sind, um eine Beschädigung des Wärmeübertragermoduls zu verhindern.
Die in den 1 bis 11 gezeigten Ausführungsbeispiele und insbesondere die einzelnen Merkmale der Ausführungsbeispiele können jeweils einzeln untereinander kombiniert werden. Von den 1 bis 11 geht kein beschränkender Charakter aus. Sie stellen lediglich eine beispielhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Fixierung eines Wärmeübertragermoduls dar.

Claims

Anordnung zur Befestigung eines Wärmeübertragermoduls (20), insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mit einem Modulhalter (1, 1a), der einen ersten Vorsprung (2, 40) aufweist und eine erste Öffnung (3, 3a) aufweist, wobei der Modulhalter (1, 1a) über die erste Öffnung (3, 3a) an einer Struktur des Kraftfahrzeuges anbindbar ist, wobei an dem Wärmeübertragermodul (20) ein Anschlussbereich (21, 61) vorgesehen ist, der eine erste Aussparung (22, 23, 24, 62) aufweist, wobei der Modulhalter (1, 1a) mit dem ersten Vorsprung (2, 40) in die erste Aussparung (22, 23, 24, 62) einschiebbar ist, wodurch eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Modulhalter (1, 1a) und dem Anschlussbereich (21, 61) herstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass am Modulhalter (1, 1a) ein federnd verbiegbares Hakenelement (5, 16, 45) vorgesehen ist, durch welches ein Absatz (28, 67), der am Anschlussbereich (21, 61) angeordnet ist, zumindest teilweise hintergreifbar ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (2) des Modulhalters zapfenförmig ausgebildet ist und das federnd verbiegbare Hakenelement (16) aufweist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vom federnd verbiegbaren Hakenelement (16) zumindest teilweise hintergreifbare Absatz in der ersten Aussparung (22) angeordnet ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (2) an seinem Fußbereich (9), mit dem er auf dem Modulhalter (1) fußt, als Hohlkörper ausgeführt ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (2) in seinem Fußbereich (9) eine Verjüngung aufweist und im Wesentlichen einen runden Querschnitt, insbesondere einen ovalen Querschnitt aufweist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (2) in seinem Fußbereich (9) zumindest eine Kerbe (12) aufweist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulhalter (1) ein zweites federnd verbiegbares Hakenelement (5) aufweist, wobei der Anschlussbereich (21) eine zweite Aussparung (23) aufweist, welche einen Absatz (28) aufweist, der von dem zweiten federnd verbiegbaren Hakenelement (5) zumindest teilweise hintergreifbar ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulhalter (1) ein Positionierelement (8) aufweist, welches in eine dritte Aussparung (24) im Anschlussbereich (21) formschlüssig einschiebbar ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite federnd verbiegbare Hakenelement (5), das Positionierelement (8) und der Vorsprung (2) auf einer gemeinsamen ebenen Fläche (10) des Modulhalters (1) angeordnet sind und im Wesentlichen in die gleiche Raumrichtung von dieser abragen.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (2) in seinem von dem Fußbereich (9) abgewandten Endbereich einen rechteckigen Querschnitt aufweist, wobei drei der Außenflächen (13, 14, 15) durch ebene Führungsflächen gebildet sind, worüber der Modulhalter (1) quer zur Einschubrichtung (32) führbar ist, wobei die vierte Außenfläche durch das federnd verbiegbare Hakenelement (16) gebildet ist, wobei das federnd verbiegbare Hakenelement (16) zu den jeweils angrenzenden Führungsflächen (13, 15) beabstandet ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeübertragermodul (1) ein Anschlagelement (26) aufweist, welches entlang der Einschubrichtung (32) über den Anschlussbereich (21) hinausragt und einen Anschlag für den Modulhalter (1) in einer Richtung quer zur Einschubrichtung (32) bildet.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (62) im Anschlussbereich (61) als trapezförmige Ausnehmung ausgebildet ist und der Vorsprung (40) des Modulhalters (1a) als trapezförmiger Vorsprung (40) ausgebildet ist, wobei der trapezförmige Vorsprung (40) in die trapezförmige Ausnehmung (62) einschiebbar ist, wodurch eine formschlüssige Verbindung herstellbar ist.
Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulhalter (1a) ein Anschlagelement (41) aufweist, welches einen Anschlag für das Wärmeübertragermodul (20) in Einschubrichtung (49) bildet.
Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Fußbereich des Anschlagelementes (41) zumindest eine Kerbe (50) aufweist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der trapezförmige Vorsprung (40) und das Anschlagelement (41) an einer gemeinsamen ebenen Fläche (48) des Modulhalters (1a) angeordnet sind und im Wesentlichen in eine gemeinsame Raumrichtung von dieser abragen.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das federnd verbiegbare Hakenelement (45) in einer Vertiefung (44) der gemeinsamen ebenen Fläche (48) angeordnet ist und im Wesentlichen parallel zu dieser Fläche (48) entlang der Einschubrichtung (49) verläuft.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass am Wärmeübertragermodul (20) ein federnd verbiegbares Fixierelement (68) angeordnet ist, welches über den Anschlussbereich (61) hinaussteht und worüber der Modulhalter (1a) entgegen der Einschubrichtung (49) fixierbar ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundseiten (63) der trapezförmigen Ausnehmung (62) entlang der Einschubrichtung (49) verlaufen und der trapezförmige Vorsprung (40) über die Schenkel (64, 65) der trapezförmigen Ausnehmung (62) quer zur Einschubrichtung (49) und/oder zu den Grundseiten (63) führbar ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützwirkung des Anschlagelementes (41) und die Abstützwirkung des federnd verbiegbaren Hakenelementes (45) entlang einer Raumrichtung zueinander entgegengesetzt sind.