DE102014226758A1

DE102014226758A1 - Montageträger-Baureihe sowie Montageträger zur Befestigung von Kühlermodulen und Verfahren zur Herstellung von Montageträgern

Info

Publication number: DE102014226758A1
Application number: DE102014226758.7A
Authority: DE
Inventors: Volker Gaßmann; Tim Kühn
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2014-12-22
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2016-06-23
Also published as: WO2016102169A1; US10358027B2; CN107000795A; US20170282704A1; CN107000795B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Montageträger-Baureihe sowie einen Montageträger zur Befestigung von Kühlermodulen und ein Verfahren zur Herstellung von Montageträgern, insbesondere für Kraftfahrzeuge. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Montageträger-Baureihe sowie einen Montageträger zur Befestigung von Kühlermodulen und ein Verfahren zur Herstellung von Montageträgern zur Verfügung zu stellen, mittels welchen die Variabilität eines Montageträgers hinsichtlich der Anordnung von Kühlermodulen erhöht wird. Insbesondere soll eine einfache und kostengünstige Möglichkeit geschaffen werden, einen Montageträger für unterschiedliche Kühlermodule zu nutzen. Eine erfindungsgemäße Montageträger-Baureihe zur Befestigung von Kühlermodulen (20) im Vorderwagen von Kraftfahrzeugen (10) betrifft Montageträger (12) mit einem Rahmen, der einen oberen Querträger (14), zwei seitliche Vertikalträger (16) und einen unteren Querträger (18) umfasst. Dabei sind an dem Rahmen mindestens ein oberer Lagerbereich (50) und mindestens ein unterer Lagerbereich zur Lagerung eines Kühlermoduls (20) ausgebildet. Ferner sind an dem Montageträger (12) im oberen Lagerbereich (50) und/oder im unteren Lagerbereich Adapterelemente (44) zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Montageträger (12) und einem Kühlermodul (20) angeordnet oder ausgebildet, die eine variable Befestigung von Kühlermodulen (20) in verschiedenen Relativpositionen von Kühlermodul (20) und Montageträger (12) ermöglichen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Montageträger-Baureihe sowie einen Montageträger zur Befestigung von Kühlermodulen und ein Verfahren zur Herstellung von Montageträgern, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
Aus DE 10 2006 009 902 A1 und EP 1 829 768 B1 ist es bekannt, Montageträger in Baugruppen als Montageträger-Baureihen herzustellen, gemäß welchen verschiedene Varianten von Oberteilen, die als oberer Querträger dienen, mit einem einzigen Unterteil kombiniert werden. Je nach Kraftfahrzeugtyp soll eine passende Variante eines Oberteils mit dem Unterteil kombiniert und zusammengefügt werden, um einen passenden Montageträger zu erhalten.
Aus DE 10 2009 056 508 A1 sind ein Kühlmodul und ein Adapterpaar zur Halterung von Kühl- und Rahmenkomponenten eines Kühlmoduls bekannt, welche das Umrüsten eines Kraftfahrzeuges mit Verbrennungsmotorantrieb auf einen Antrieb ohne Verbrennungsmotor ermöglichen soll. Bei diesem Kühlmodul wird eine Kühl- oder Rahmenkomponente vor oder hinter einem Adapterpaar spielfrei befestigt und zwischen zwei seitlich am Kühlermodul anordenbaren Adapterelementen das Adapterpaars ein Freiraum gelassen. Das nicht im Detail beschriebene, als Kondensatorrahmen bezeichnete Element kann bei diesem Kühlmodul als Montageträger angesehen werden.
Aus DE 10 2004 043 354 B4 ist eine Anordnung eines Kühlerelements an einem Montageträger bekannt, die durch den Einsatz von Zwischenhaltern, die als separate Elemente zwischen Montageträger und Kühlerelement angeordnet werden, die Montage und Demontage von Montageträger und Kühlerelement vereinfachen soll. Die Zwischenhalter weisen jeweils ein Befestigungsauge zur formschlüssigen Aufnahme einer elastisch verformbaren Buchse sowie mindestens einen Haltefinger auf, welcher mit dem Montageträger lösbar verbunden ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Montageträger-Baureihe sowie einen Montageträger zur Befestigung von Kühlermodulen und ein Verfahren zur Herstellung von Montageträgern zur Verfügung zu stellen, mittels welchen die Variabilität eines Montageträgers hinsichtlich der Anordnung von Kühlermodulen erhöht wird. Insbesondere soll eine einfache und kostengünstige Möglichkeit geschaffen werden, einen Montageträger für unterschiedliche Kühlermodule zu nutzen.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind in Verbindung mit den Unteransprüchen beschrieben.
Eine erfindungsgemäße Montageträger-Baureihe dient der Befestigung von Kühlermodulen im Vorderwagen von Kraftfahrzeugen. Dabei umfasst der Montageträger einen Rahmen mit einem oberen Querträger, zwei seitliche Vertikalträger und einen unteren Querträger, wobei an dem Rahmen mindestens ein oberer Lagerbereich und mindestens ein unterer Lagerbereich zur Lagerung eines Kühlermoduls ausgebildet sind. Ferner sind an dem Montageträger im oberen Lagerbereich und/oder im unteren Lagerbereich Adapterelemente zur Herstellung einer Verbindung zwischen Montageträger und einem Kühlermodul angeordnet oder ausgebildet, welche eine Befestigung von Kühlermodulen in verschiedenen Relativpositionen zu dem Montageträger ermöglichen. Der genannte mindestens eine obere Lagerbereich befindet sich insbesondere im Bereich eines Vertikalträgers des Rahmens. Der genannte untere Lagerbereich befindet sich insbesondere im Bereich des unteren Querträgers des Rahmens. Unter einer Lagerung im Sinne einer erfindungsgemäßen Montageträger-Baureihe werden sowohl unmittelbare Lagerungen verstanden, bei welchen ein Element des Kühlermoduls, insbesondere ein Verbindungszapfen, in ein Element des Rahmens eingreift und somit von dem Rahmen selbst aufgenommen ist. Umfasst sein sollen aber auch mittelbare Lagerungen, bei welchen ein Element des Kühlermoduls, insbesondere ein Verbindungszapfen, in ein Verbindungselement, insbesondere ein in einem Lagergehäuse angeordnetes Lagerelement, eingesteckt ist, wobei das Lagergehäuse als Zwischenelement mit dem Rahmen des Montageträgers verbunden ist. Unter Adapterelementen im Sinne der Erfindung sind vorliegend sowohl integral in dem Montageträger einer erfindungsgemäßen Montageträger-Baureihe ausgebildete oder angeordnete Elemente zu verstehen als auch solche Adapterelemente, die in verschiedenen Konfigurationen zur Verfügung gestellt und mit dem Rahmen eines Montageträgers verbindbar sind und aufgrund ihrer Gestaltung eine variable Relativposition zwischen Kühlermodul und Montageträger ermöglichen. Unter verschiedenen Relativpositionen sind vorliegend insbesondere sich in Längsrichtung in ihrer Relativposition unterscheidende Relativpositionen von Kühlermodul zu Montageträger gemeint. Diese Relativpositionen können für Kühlermodule unterschiedlicher Dicke (Erstreckung in Fahrzeuglängsrichtung) insbesondere so gewählt werden, dass die Rückseite aller Kühlermodule die gleiche Ausrichtung in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) gegenüber dem Montageträger einnehmen. Die Erfindung wurde vor dem Hintergrund getätigt, dass es derzeit für verschiedene Fahrzeuge und verschiedene Fahrzeugausstattungen unterschiedlich dimensionierte Montageträger gibt, die mit teilweise gleichen und teilweise sich in ihren Abmaßen (insbesondere aufgrund einer unterschiedlichen Zahl von Kühlerlagen in ihrer Dicke) unterscheidenden Kühlermodulen kombiniert werden. Mithilfe einer erfindungsgemäßen Montageträger-Baureihe kann die Zahl der benötigten Montageträger reduziert werden, indem die Nutzbarkeit eines Montageträgers für verschiedene Kühlermodule ermöglicht wird.
In einer praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Montageträgerbaureihe sind als Adapterelemente separat hergestellte Elemente vorgesehen, die formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Montageträger verbunden sind. Diesbezüglich wird insbesondere auf die Möglichkeit verwiesen, Adapterelemente aus unverstärktem Kunststoff, aus einem faserverstärkten Kunststoff oder aus einem metallischen Werkstoff herzustellen, die vor der Herstellung eines Montageträgers im Kunststoffspritzgießverfahren in die Spritzgießform des Montageträgers eingelegt und von Kunststoff umspritzt wird, um integraler Bestandteil des Kunststoffspritzgussteils zu werden. Ferner wird auf die Möglichkeit verwiesen, ein wie vorstehend skizziert hergestelltes Adapterelement und einen Montageträger separat herzustellen und anschließend durch Clipse, durch Verschrauben, durch Vernieten oder auf sonstige geeignete Art und Weise fest miteinander zu verbinden. Bevorzugt ist es, wenn das Adapterelement in seiner Größe auf den oberen Lagerbereich und/oder den unteren Lagerbereich beschränkt ist, insbesondere wenn das Adapterelement ein separat hergestelltes Element ist, denn in diesem Fall wird der Rahmen des Montageträgers durch einen möglicherweise zur Anordnung des Adapterelement vorgesehenen Ausschnitt nur geringfügig oder sogar unwesentlich in seiner Biegesteifigkeit geschwächt.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Montageträger-Baureihe sind als Adapterelemente zur Ermöglichung unterschiedlicher Relativpositionen zwischen Montageträger und Kühlermodulen Kühlerlager mit unterschiedlicher Länge vorgesehen, die mit dem Montageträger verbindbar sind. Diesbezüglich wird insbesondere auf als Adapterelemente dienende Kühlerlager-Gehäuse mit innerhalb der Kühlerlager-Gehäuse angeordneten Kühlerlager-Elementen verwiesen. Mit solchen Kühlerlager-Gehäusen können Verbindungen zwischen Kühlermodulen und Montageträgern, insbesondere im oberen Lagerbereich, schnell und kostengünstig hergestellt werden.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Montageträger-Baureihe sind als Adapterelemente für verschiedene Anordnungen Kühlerlager mit mindestens zwei Lageraufnahmeöffnungen und/oder verschiedene Kühlerlager mit unterschiedlichen Lageraufnahmeöffnungsanordnungen vorgesehen, die mit dem Montageträger verbindbar sind. Die angesprochenen Lageraufnahmeöffnungen sollen insbesondere zur Aufnahme von aus einem Gehäuse eines Kühlermoduls seitlich oder nach oben oder nach unten herausragenden Lagerbolzen geeignet sein. Hinsichtlich eines Kühlerlagers mit mindestens zwei Lageraufnahmeöffnungen wird insbesondere auf langgestreckte untere Lagerbereiche verwiesen, in welche bei der Montage eines Kühlermoduls mit einem Montageträger die Verbindungsbolzen eines Kühlermoduls üblicherweise zuerst eingesetzt werden. Solche Kühlerlager können in einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Montageträger-Baureihe vorzugsweise zwei oder mehr Öffnungen zur Aufnahme eines Verbindungsbolzens in verschiedenen Positionen, insbesondere sich in Längsrichtung unterscheidenden Positionen, aufweisen. Hinsichtlich der Kühlerlager mit unterschiedlichen Lageraufnahmeöffnungsanordnungen wird insbesondere auf obere Lagerbereiche mit Öffnungen zur Aufnahme biegeelastisch ausgebildeter Rastnasen von Lagergehäusen verwiesen, insbesondere zur Ausbildung von Clip-Verbindungen zwischen einem Lagergehäuse und einem Montageträger. Solche Lagergehäuse können als Adapterelemente eine langgestreckte Form aufweisen, die es ermöglicht, ein innerhalb des Lagergehäuses fixiertes Element in verschiedene Positionen anzuordnen, insbesondere in verschiedenen Positionen in Bezug auf die Längsrichtung des Kraftfahrzeuges.
Unter "langgestreckt" in Verbindung mit einem Lagerbereich bzw. einem Kühlerlager werden vorliegend insbesondere solche Lagerbereiche bzw. Kühlerlager verstanden, die eine Länge von mindestens 50 mm aufweisen. In einer weiteren praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Montageträger-Baureihe weisen die als Adapterelement dienenden Kühlerlager im oberen Lagerbereich und/oder im unteren Lagerbereich eine Länge von mindestens 50 mm auf. Bevorzugt beträgt die Länge eines Adapterelements mindestens 60 mm und besonders bevorzugt mindestens 70 mm. Die Länge der Lagerbereiche beträgt vorzugsweise mehr als das 2-fache der Dicke einer Kühlerlage und liegt vorzugsweise im Bereich zwischen der 3-fachen und 6-fachen Dicke einer Kühlerlage. Die Dicke einer Kühlerlage kann beispielsweise 15–40 mm betragen, insbesondere 20–30 mm. Mit derartigen Adapterelementen können zwei oder mehr Lageraufnahmeöffnungsanordnungen innerhalb des gleichen Lagerelements realisiert werden, unabhängig davon, ob diese Lageraufnahmeöffnungsanordnungen gleichzeitig an allen Elementen realisiert werden oder ob eine Auswahl aus einer oder mehreren Lageraufnahmeöffnungsanordnungen bei der Herstellung eines als Adapterelement dienenden Kühlerlagers festgelegt wird.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Montageträger-Baureihe ist zur Aufnahme eines als Adapter dienenden Kühlerlagers mindestens eine Vertiefung in dem unteren Querträger des Rahmens eines Montageträgers ausgebildet. Unter einer Vertiefung wird vorliegend insbesondere eine Materialausnehmung in dem Rahmen des Montageträgers verstanden. Als Vertiefung sollen jedoch auch solche Bereiche angesehen werden, die durch sich in Hochrichtung erstreckende Wände begrenzt sind und zur Anordnung eines Kühlerlagers aus einem elastischen Material geeignet sind, wobei das Kühlerlager insbesondere durch die die Schwerkraft und/oder eine von den seitlichen Begrenzungswänden der Vertiefung auf das Kühlerlager ausgeübte Klemmkraft in seiner Position fixiert sein soll. Eine wie vorstehend beschriebene Vertiefung weist, insbesondere wenn diese eine Länge von mindestens 50 mm aufweist, in einer weiteren praktischen Ausführungsform mindestens eine Einschnürung auf. Darunter ist insbesondere eine Verjüngung zu verstehen. Diese Einschnürung ist vorzugsweise so angeordnet, dass diese zu einer verbesserten Aufnahme von auf das Kühlerlager wirkenden Längskräften führt, indem sich das Kühlerlager aufgrund der Einschnürung gegenüber einer komplementär ausgebildeten Wand der Vertiefung zumindest teilweise abstützen kann.
Wenn das mindestens eine Adapterelement in Fahrzeughochrichtung und in Fahrzeugquerrichtung betrachtet zumindest teilweise in Überdeckung zu einem Vertikalträger des Montageträgers angeordnet ist, ergibt sich eine integrale Anordnung des Adapterelements innerhalb des Montageträgers, die insbesondere in Bezug auf den erforderlichen Platzbedarf einer erfindungsgemäßen Montageträger-Baureihe vorteilhaft ist. Insbesondere ist für eine Umstellung der Produktion auf eine erfindungsgemäße Montageträger-Baureihe ausgehend von aus dem Stand der Technik bekannten Montageträgern kein zusätzlicher Bauraum erforderlich.
Einige Varianten der erfindungsgemäßen Montageträger-Baureihe sind nicht nur an der relativen Anordnung von Kühlerlagern und/oder eines Kühlermodulen gegenüber einem Montageträger erkennbar, sondern sind – unabhängig von weiteren Elementen – ausschließlich an der Gestaltung eines Montageträgers erkennbar. Für solche Montageträger wird daher auch unabhängig Patentschutz beantragt. Ein erfindungsgemäßer Montageträger zur Befestigung eines Kühlermoduls umfasst einen Rahmen mit einem oberen Querträger, zwei seitlichen Vertikalträgern und einem unteren Querträger, wobei an dem Rahmen mindestens ein oberer Lagerbereich zur Lagerung eines Kühlermoduls und mindestens ein unterer Lagerbereich zur Lagerung eines Kühlermoduls ausgebildet sind. Der mindestens eine obere Lagerbereich und/oder der mindestens eine untere Lagerbereich sind dabei als austauschbares Adapterelement des Rahmens in dem Rahmen ausgebildet. Schutz wird daher auch angestrebt für Montageträger, welche insbesondere im Bereich der Vertikalträger, als separate Elemente ausgebildete Adapterelemente aufweist. Darunter sind auch solche Adapterelemente zu verstehen, die zur Herstellung einer Clip-Verbindung mit Lagerelementen in Form von Lagergehäusen mit integrierten Lagerelementen vorgesehen sind. Die Erfindung wurde insbesondere für Montageträger getätigt, bei denen ein erster oberer Lagerbereich und ein zweiter oberer Lagerbereich in den Vertikalträgern angeordnet oder ausgebildet sind und/oder ein erster unterer Lagerbereich und ein zweiter unterer Lagerbereich in dem unteren Querträger ausgebildet sind. Bei diesen Montageträgern wird ein Kühlermodul üblicherweise montiert, indem zunächst zwei untere Verbindungsbolzen in Ausnehmungen von unteren Kühlerlagern eingeschoben werden, die in dem unteren Querträger des Montageträgers positioniert sind. Anschließend werden zwei Lagergehäuse mit integrierten Lagerelementen, die auf seitlich aus dem Kühlermodul rausragende Verbindungsbolzen aufgesteckt sind, mittels einer Clip-Verbindung in dem Montageträger fixiert.
In einer weiteren praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Montageträgers, für welchen unabhängig von den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen Schutz beansprucht wird, ist der obere Querträger als separates Element hergestellt und bildet einen ersten Teil des Rahmens, wobei die Vertikalträger sowie der untere Querträger einen zweiten Teil des Rahmens bilden. Bei dieser Ausführungsform ist der zweite Teil mit dem ersten Teil in Fahrzeuglängsrichtung betrachtet in mindestens zwei verschiedenen Relativpositionen verbindbar und/oder relativ zu dem ersten Teil in Längsrichtung verschiebbar angeordnet. Dieser Ausführungsform und den vorstehend beschriebenen Ausführungsform liegt die gemeinsame erfinderische Idee zugrunde, die relative Anordnung von Kühlermodulen innerhalb eines Montageträgers in Längsrichtung mittels eines Adapters variabel zu gestalten, insbesondere hinsichtlich der Relativposition zwischen Montageträger und Kühlermodul. Die variable Anordenbarkeit bzw. Verstellbarkeit in Längsrichtung kann insofern auch als ein auf die Anordnung von Kühlermodulen in Längsrichtung bezogene Adapterlösung angesehen werden. Zur Vermeidung eines komplexen Anspruchsgebildes wurde für einen Montageträger mit den vorstehend beschrieben Merkmalen ein nebengeordneter Anspruch formuliert. Eine variable Anordenbarkeit zwischen dem zweiten Teil und dem ersten Teil kann insbesondere dadurch realisiert werden, dass an dem ersten Teil und/oder in dem zweiten Teil sich in Fahrzeughochrichtung erstreckende Zapfen und korrespondierende Öffnungen ausgebildet sind, die in verschiedenen Relativpositionen miteinander fluchten und zusätzlich Öffnungen für Niet- oder Schraubverbindungen in den verschiedenen Konstellationen ausgebildet sind.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung von Montageträgern zur Befestigung von Kühlermodulen mit einem Rahmen, der einen oberen Querträger, zwei sich seitlich an den Querträger anschließende seitliche Vertikalträger und einen unteren Querträger umfasst, wobei an dem Rahmen mindestens ein oberer Lagerbereich zur Lagerung eines Kühlermoduls und mindestens ein unterer Lagerbereich zur mittelbaren Lagerung oder unmittelbaren Lagerung eines Kühlermoduls ausgebildet sind und wobei die Herstellung im Kunststoffspritzgießverfahren mit einem Formwerkzeug erfolgt. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ist im Bereich des mindestens einen oberen Lagerbereichs die Verwendung eines Wechselwerkzeugeinsatzes mit mindestens zwei Werkzeugeinsätzen vorgesehen, wobei durch Auswahl eines passenden Werkzeugeinsatzes mit dem gleichen Formwerkzeug unterschiedliche obere Lagerbereiche am im Übrigen identischen Montageträger herstellbar sind. Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass mithilfe nur einer Kunststoffspritzgießform verschiedene Montageträgerkonfigurationen herstellbar sind, die sich nur dich eine unterschiedliche Ausbildung eines Adapterelements im oberen Lagerbereich unterscheiden.
Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 eine Darstellung eines Vorderwagens eines Kraftfahrzeuges mit einem Montageträger und einem in den Montageträger einzusetzenden Kühlermodul in einer Ansicht von schräg vorne,
2a)–c) verschiedene Kühlerlager-Anordnungen in dem in 1 mit II gekennzeichneten Bereich gemäß einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Montageträger-Baureihe,
3a)–c) Detaildarstellungen der in den 2a)–c) mit III gekennzeichneten Bereiche in einer Perspektive von oben (linke Darstellung) und in einer Perspektive von unten (rechte Darstellung),
4a)–c) vergrößerte Darstellungen der in 2 gezeigten, oberen Kühlerlagergehäuse,
5 eine andere Ausführungsform eines Kühlerlagergehäuses mit verschiedenen Anordnungsmöglichkeiten für Lagerelemente innerhalb des Gehäuses,
6 eine alternative Ausführungsform eines unteren Kühlerlagers mit mehreren Lageraufnahmeöffnungen,
7 einen Montageträger mit einer schematischen Darstellung von zwei weiteren Ausführungsformen mit variablen Adapterelementen,
8 eine weitere Ausführungsform eines Montageträgers mit variablen Adapterelementen innerhalb des Montageträgers,
9a), b) Detaildarstellungen des in 8 dargestellten Montageträgers mit eingesetztem Adapterelement in einer Ansicht von vorne (9a) und in einer Ansicht von schräg hinten (9b) und
10 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Montageträgers mit einem separaten oberen Teil und einem separaten unteren Teil, welche in Längsrichtung zueinander variabel anordenbar sind.
1 zeigt einen Vorderwagen eines Kraftfahrzeuges 10 mit einem Montageträger 12, der als Rahmen mit einem oberen Querträger 14, zwei seitlichen Vertikalträgern 16 und einem unteren Querträger 18 gestaltet ist. Der Montageträger 12 dient zur Aufnahme und Befestigung eines in 1 separat dargestellten Kühlermoduls 20. Das Kühlermodul 20 weist im oberen Bereich zwei seitlich hervorragende Verbindungszapfen 22 und im unteren Bereich nach unten hervorragende Verbindungszapfen 24 auf, wobei die seitlich hervorragenden Verbindungszapfen 22 zur Verbindung mit dem Montageträger 12 in einem oberen Lagerbereich 50 und die nach unten hervorragenden Verbindungszapfen 24 zur Verbindung mit dem Montageträger in einem unteren Lagerbereich 52 vorgesehen sind.
2 zeigt den in 1 mit II gekennzeichneten Bereich des in Fahrtrichtung betrachtet linken Vertikalträgers 16 in einer vergrößerten Darstellung. Die nicht dargestellte, gegenüberliegende Seite mit dem rechten Vertikalträger 16 ist analog gestaltet. Es ist erkennbar, dass in den Varianten a), b) und c) im Vertikalträger 16 im oberen Lagerbereich 50 verschiedene Ausführungsformen oberer Kühlerlager 26 und im unteren Lagerbereich 54 verschiedene Ausführungsformen unterer Kühlerlager 28 mit dem Montageträger 12 verbunden sind. Die oberen Kühlerlager 26 und die unteren Kühlerlager 28 dienen als Adapterelemente 44 im Sinne der Erfindung. Die oberen Kühlerlager 26 sind mittels einer Clip-Verbindung mit dem Montageträger 12 verbunden. Die unteren Kühlerlager 28 sind in eine in dem Montageträger 12 ausgebildete Vertiefungen eingesetzt und halten aufgrund ihrer komplementär zu der Öffnung ausgebildeten Form durch einer zwischen dem unteren Kühlerlager 28 und den Wänden der in dem Montageträger 12 ausgebildeten Vertiefungen wirkenden Klemmkraft und der Schwerkraft.
Weitere Details der Lagerelemente 26, 28 sind nachfolgend in Verbindung mit den 3 und 4 gezeigt, wobei die 3a)–c) die in 2 dargestellten unteren Kühlerlager 28 in vergrößerten Darstellungen zeigen und die 4a)–c) die in 2 dargestellten oberen Kühlerlager 26 in vergrößerten Darstellungen zeigen.
In den 3a)–c) ist gut zu erkennen, dass jedes der gezeigten unteren Kühlerlager 28 eine Lageraufnahmeöffnung 30 für untere Verbindungszapfen 24 eines Kühlermoduls 20 aufweist. Dabei sind die Lageraufnahmeöffnungen 30 in den drei gezeigten Varianten a)–c) an jeweils verschiedenen Positionen in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) angeordnet. Die Lageraufnahmeöffnungen 30 selbst erstrecken sich in Fahrzeughochrichtung (z-Richtung).
Die in 3 gezeigten unteren Kühlerlager 28 weisen eine Länge in x-Richtung von ca. 120 mm auf. Der Abstand der Öffnungen 30 zwischen der in 3a) und 3b) gezeigten Anordnung beträgt 25 mm, der Abstand zwischen der in 3a) und 3c) gezeigten Anordnung der Lageraufnahmeöffnungen 30 beträgt 75 mm.
4 zeigt verschiedene obere Kühlerlager 26, die aus einem Lagergehäuse 32 und einem innerhalb des Lagergehäuses 32 angeordneten Lagerelement 34 bestehen, wobei das Lagerelement 34 aus einem elastischen Material hergestellt ist und eine Lageraufnahmeöffnung 36 aufweist. In den 4a)–c) ist auch zu erkennen, dass das Lagergehäuse 32 an seiner Vorderseite jeweils zwei biegeelastisch gestaltete Rastelemente 38 aufweist, die das Herstellen einer Clip-Verbindung zwischen dem Lagergehäuse 32 und einem wie in 1 gezeigten Montageträger 12 ermöglichen. Wie in den 4a)–c) zu erkennen ist, kann durch Verwendung unterschiedlich lang ausgebildeter oberer Kühlerlager 26 der Abstand von einer Anbindungsstelle an einen wie in 1 gezeigten Montageträger 12 zu einer Lageraufnahmeöffnung 36 variiert werden. Der Abstand ist bei der in 4b) gezeigten Variante im Vergleich zu der Variante aus 4a) um 25 mm vergrößert. Bei der in 4c) gezeigten Variante ist der Abstand gegenüber der in 4a) gezeigten Variante um 75 mm vergrößert. Damit korrespondieren die Abstände mit den in den 3a)–c) gezeigten Abständen der Lageraufnahmeöffnungen 30 in den unteren Kühlerlagern 28. In der gezeigten Ausführungsform entspricht das Maß von 25 mm der Dicke einer Kühlerlage. Somit sind die in den 2a), 3a) und 4a) gezeigten Kühlerlager 26, 28 für Kühlermodule mit einer Kühlerlage geeignet, die in den 2b, 3b) und 4b) für Kühlermodule 20 mit zwei Kühlerlagen und die in den 2c), 3c) und 4c) für Kühlermodule 20 mit vier Kühlerlagen. Für Kühlermodule 20 mit anderen Maßen oder einer anderen Anzahl von Kühlerlagen können die Kühlerlager 26, 28 entsprechend angepasst werden.
5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines als Adapterelement 44 dienenden oberen Kühlerlagers 26 mit einem Lagergehäuse 32 und in dem Gehäuse 32 fixierten Lagerelementen 34, die in ihrer Geometrie im Wesentlichen den in den 4a)–c) gezeigten Ausführungsformen entsprechen.
An der in 5 gezeigten Ausführungsform eines oberen Kühlerlagers 26 ist erkennbar, dass das Lagergehäuse 32 so langgestreckt gestaltet werden kann, dass innerhalb Lagergehäuse 32 verschiedene Anordnungen für Lagerelemente 34 möglich sind. Solche Anordnungen können gleichzeitig oder alternativ gewählt werden, d.h. es ist entweder nur ein Lagerelement 34 an einer ausgewählten Position in dem Lagergehäuse 32 angeordnet, oder es sind zwei oder mehr Lagerelemente 34 gleichzeitig in dem Lagergehäuse 32 angeordnet. Die Ausbildung nur einer Anordnung hat den Vorteil, dass nur tatsächlich erforderliches Material bei der Herstellung eines solchen oberen Kühlerlagers 26 verwendet wird. Außerdem ist in diesem Fall eine falsche Verwendung eines solchen oberen Kühlerlagers 26 (z.B. durch Einstecken eines Verbindungszapfens in eine falsche Lageraufnahmeöffnung 36) ausgeschlossen, da für die Aufnahme eines Verbindungszapfens 22 (gemäß 1) eines Kühlermoduls 20 in diesem Fall nur eine Lageraufnahmeöffnungen 36 zur Verfügung steht. Die gleichzeitige Realisierung der Anordnung von zwei oder mehr Lagerelementen 34 in einem Gehäuse 32 eines oberen Kühlerlagers 26 hat den Vorteil, dass die Zahl der Gleichteile erhöht werden kann. Auch dies kann zu einer Kosteneinsparung führen, insbesondere wenn dadurch eine Produktionsmaschine effizienter ausgenutzt werden kann und/oder die Anschaffung oder Rüstvorgänge auf einer zweiten Produktionsmaschine eingespart werden können.
6 zeigt eine alternative Ausführungsform eines unteren Kühlerlagers 28, das in seiner Grundgeometrie im Wesentlichen den in den 3a)–c) gezeigten unteren Kühlerlagern 28 entspricht. Abweichend zu den in den 3a)–c) gezeigten Ausführungsformen weist das in 6 gezeigte untere Kühlerlager 28 drei Lageraufnahmeöffnungen 30 auf, die sich im in einen wie in 1 gezeigten Montageträger 12 eingesetzten Zustand durch ihre Position in x-Richtung unterscheiden.
In 6 ist auch gut erkennbar, dass das untere Kühlerlager 28 in seiner Längsrichtung betrachtet insgesamt zwei Einschnürungen 40 aufweist, die beidseitig ausgebildet sind. Die Einschnürungen 40 befinden sich jeweils in einem Bereich zwischen zwei Lageraufnahmeöffnungen 30. Sie führen dazu, dass Kräfte, die über einen unteren Verbindungszapfen 24 (gemäß 1) des Kühlermoduls 20 in Längsrichtung auf das untere Kühlerlager 28 übertragen werden, eine höhe Widerstandskraft durch das Kühlerlager 28 erfahren, da die das Lagerelement 28 umgebenden Wände der Vertiefungen im Bereich der Einschnürungen 40 in dem in 1 gezeigten Montageträger 12 aus nicht elastischem Kunststoffmaterial bestehen und insofern als Widerlager dienen.
7 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Montageträgers 12 in einer schematischen Darstellung. Die schematische Darstellung dient der Visualisierung zweier unterschiedlicher Konzepte. Unabhängig von der Wahl des Konzeptes ist in dem Montageträger 12 in dem Bereich der Vertikalträger 16 auf der linken und auf der rechten Seite jeweils eine Ausnehmung 42 für ein Adapterelement 44 vorgesehen. Das Adapterelement 44 ist ein variabel einsetzbares Element, das formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Montageträger 12 verbunden wird.
Gemäß einem ersten Konzept (vollintegriertes Adapterelement) handelt es sich bei dem Adapterelement 44 um ein in seiner Geometrie variables Element, das bei der Herstellung des Montageträgers 12, insbesondere durch Kunststoff-Spritzgießen, zusammen mit dem Montageträger 12 einstückig ausgebildet wird. Das Adapterelement 44 ist in diesem Fall einstückig mit dem Montageträger 12 ausgebildet und somit Teil des Montageträgers 12 selbst Dazu wird vorzugsweise ein Wechsel-Werkzeugeinsatz mit mindestens zwei Werkzeug-Einsätzen zur Auswahl einer geeigneten Geometrie für das Adapterelement 44 verwendet. Die Erfindung bezieht insoweit nur auf Montageträger-Baureihen, bei welchen im Bereich oberer Lagerbereiche 50 unterschiedliche Geometrien als partielle Bereiche eines als Rahmen gestalteten Montageträgers 12 mit einem oberen Querträger 14, zwei seitlichen Vertikalträgern 16 und einem unteren Querträger 18 ausgebildet sind und diese Montageträger 12 mit nur einem Werkzeug hergestellt werden. Dabei erstreckt sich das Adapterelement 44 vorzugsweise nur über einen Teilbereich der Längserstreckung x_M des Montageträgers 12 im oberen Lagerbereich 50, d.h. der aus dem oberen Querträger 14, den seitlichen Vertikalträgern 16 und dem unteren Querträger 18 gebildete Rahmen ist auch im Bereich des oberen Lagerbereichs 50 nicht unterbrochen. In der in 7 gezeigten Ausführungsform beträgt die Länge des Adapterelements 44 in x-Richtung x_A und ist kleiner als die Länge x_M des Montageträgers 12 mit eingesetztem Adapterelement 44.
Gemäß einem zweiten Konzept handelt es sich bei dem Adapterelement 44 um ein separat hergestelltes Element, das in eine Kunststoffspritzgießform vor der Herstellung eines Montageträgers 12 eingelegt und mit Kunststoff umspritzt werden kann. Alternativ kann das als separates Element hergestellte Adapterelement 44 auch so gestaltet sein, dass es nachträglich, insbesondere durch Schrauben, Nieten, Schweißen, mittels Clip-Verbindung oder auf sonstige geeignete Art und Weise mit dem Montageträger 12 verbindbar ist. Bei diesem Konzept ist das Adapterelement 44 entweder unmittelbar als separates Element erkennbar, oder es kann zumindest mittels einer Detailuntersuchung eines Montagerahmens 12 (z.B. Zerstörung (Trennung) im Bereich des oberen Lagerbereichs 50) erkennbar gemacht werden.
Sowohl bei dem ersten als auch bei dem zweiten vorstehend beschriebenen Konzept können die Längen x_A der Adapterelemente 44 an die Dicke und Zahl der Kühlerlagen eines von dem Montageträger 12 aufzunehmenden Kühlermoduls 20 angepasst werden.
In den 8, 9a) und 9b) ist eine weitere Ausführungsform analog zu der vorstehend in Verbindung mit 7 beschriebenen Ausführungsform gezeigt. In diesen Abbildungen ist in 8 visualisiert, dass in eine Ausnehmung 42 eines Montageträgers 12 in einem oberen Lagerbereich 50 in ihrer Geometrie unterschiedliche gestaltete Adapterelemente 44 einsetzbar sind. Die drei in 8 gezeigten Adapterelemente 44 unterscheiden sich durch den Abstand der als Anbindungsebene für ein oberes Kühlerlager (nicht dargestellt) dienenden Ebene 46 zu der Vorderkante 48 des Adapterelements 44. Durch eine wie in 8 gezeigte Variation der Geometrie des Adapterelements 44 kann die relative Lage eines Kühlermoduls 20 zu einem Montageträger 12 variiert werden. Eine solche Variation kann alternativ oder in Ergänzung zu einer Variierung der Anordnung gemäß der in den 2, 4 und 5 gezeigten Möglichkeit erfolgen. Es wird angemerkt, dass in 8 die separat dargestellten Adapterelement 44 von hinten gezeigt sind, während der Montageträger 12 von vorne dargestellt ist. Die 9a) und 9b) zeigen den Montageträger 12 und das mittlere Adapterelement 44 aus 8 relativ zueinander positioniert und korrekt orientiert in einer Ansicht von vorne (9a)) und in einer Ansicht von hinten (9b)).
In 9 ist das in 8 in der Mitte dargestellte Adapterelement 44 in einem in dem Montageträger 12 eingesetzten Zustand aus zwei verschiedenen Perspektiven gezeigt. Die beiden erkennbaren Öffnungen 54 dienen der Aufnahme von Rastelementen 38, insbesondere solchen wie in 4 in Verbindung mit verschiedenen oberen Kühlerlagern 26 gezeigt.
Auch bei dem in den 8 und 9 gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht die Variation der Länge der Adapterelemente in x-Richtung, d.h. die Differenz zwischen der Ebene 46 und der Vorderkante 48 in dem mittleren und dem unteren Beispiel aus 8, einem ganzzahligen Vielfachen der Dicke einer Kühlerlage. Das obere Adapterelement 44 aus 8 ist für ein Kühlermodul 20 mit einer Kühlerlage vorgesehen, das mittlere Adapterelement 44 ist für ein Kühlermodul 20 mit zwei Kühlerlagen vorgesehen und das untere Adapterelement 44 ist für ein Kühlermodul 20 mit vier Kühlerlagen vorgesehen. Die Konstruktion erfolgte somit analog zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen.
In allen in Verbindung mit den 1–9 beschriebenen Ausführungsformen erfindungsgemäßer Montageträger-Baureihen erstrecken sich die Adapterelemente 44 nur über einen Teilbereich der Vertikalträger 16 und/oder des unteren Querträgers 18, insbesondere über weniger als 50 Prozent der Höhe des Vertikalträgers 16 und/oder der Breite des unteren Querträgers 18. Verzugsweise erstrecken sich die Adapterelemente 44 nur über den funktionalen oberen Lagerbereich 50 bzw. den unteren Lagerbereich 52, der in der Regel weniger als 20 Prozent, meist sogar weniger als 10 Prozent der oben angegebenen Höhe bzw. Breite ausmacht. Ferner sind die Adapterelement 44 vollständig oder nahezu vollständig innerhalb des Montageträgers 12 angeordnet, d.h. sie ragen insbesondere in Längsrichtung und/oder in Hochrichtung nicht gegenüber dem Montageträger 12 hervor.
10 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Montageträgers 12, mit welchem die relative Anordnung eines Kühlermoduls 20 zu dem Montageträger 12 in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) variiert werden kann. Bei diesem Montageträger 12 ist der obere Querträger 14 als separates Element hergestellt und bildet einen ersten Teil des Rahmens. Die Vertikalträger 16 und der untere Querträger 18 sind ebenfalls als separates Element hergestellt und bilden einen zweiten Teil des Rahmens. Der zweite Teil des Rahmens kann in mindestens zwei verschiedenen Anordnungen relativ zu dem ersten Teil angeordnet werden, wobei sich die beiden Anordnungen durch die relative Lage in x-Richtung voneinander unterscheiden. Dadurch kann die relative Lage eines Kühlermoduls 20 zu dem Montageträger 12, insbesondere zu dem oberen Querträger 14 des Montageträgers 12 variiert werden. Hier können die variablen Anbindungsbereiche zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil als Adapterelemente 44 angesehen werden. Vorzugsweise ist eine Verstellbarkeit in x-Richtung um die Dicke einer oder mehrerer Kühlerlagen vorgesehen.
In allen gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen ist der Montageträger 12 aus Kunststoff im Kunststoffspritzgießverfahren hergestellt. Auch die Adapterelemente 44 sind vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt, da dies insbesondere bei hohen Stückzahlen mit niedrigen Herstellungskosten und zudem mit einem niedrigen Bauteilgewicht verbunden ist. Andere Werkstoffe, insbesondere faserverstärkte Kunststoffe, Stahl oder Aluminium sind ebenfalls für den Montageträger 12, Adapterelemente 44 oder sonstige Elemente einsetzbar.
Für Kühlerlager 26, 28 mit Lageraufnahmeöffnungen 36 wird insbesondere im Bereich der Lageraufnahmeöffnungen ein elastisches Material, vorzugsweise ein Elastomer-Material, eingesetzt.
Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Sie kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.
Bezugszeichenliste

10: Kraftfahrzeug
12: Montageträger
14: oberer Querträger
16: Vertikalträger
18: unterer Querträger
20: Kühlermodul
22: Verbindungszapfen (seitlich)
24: Verbindungszapfen (unten)
26: oberes Kühlerlager
28: unteres Kühlerlager
30: Lageraufnahmeöffnung
32: Lagergehäuse
34: Lagerelement (im Gehäuse)
36: Lageraufnahmeöffnung (des Lagerelements)
38: Rastelement
40: Einschnürung
42: Ausnehmung
44: Adapterelement
46: Ebene
48: Vorderkante
50: oberer Lagerbereich
52: unterer Lagerbereich
54: Öffnungen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006009902 A1 [0002]
EP 1829768 B1 [0002]
DE 102009056508 A1 [0003]
DE 102004043354 B4 [0004]

Claims

Montageträger-Baureihe zur Befestigung von Kühlermodulen (20) im Vorderwagen von Kraftfahrzeugen (10), wobei der Montageträger (12) einen Rahmen mit einem oberen Querträger (14), zwei seitlichen Vertikalträgern (16) und einem unteren Querträger (18) umfasst und wobei an dem Rahmen mindestens ein oberer Lagerbereich (50) zur Lagerung eines Kühlermoduls (20) und mindestens ein unterer Lagerbereich zur Lagerung eines Kühlermoduls (20) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Montageträger (12) im oberen Lagerbereich (50) und/oder im unteren Lagerbereich Adapterelemente (44) zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Montageträger (12) und einem Kühlermodul (20) angeordnet oder ausgebildet sind, welche eine Befestigung von Kühlermodulen (20) in verschiedenen Relativpositionen zu dem Montageträger (12) ermöglichen.
Montageträger-Baureihe nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Adapterelemente (44) separat hergestellte Elemente vorgesehen sind, die formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Montageträger (12) verbunden sind.
Montageträger-Baureihe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Adapterelemente (44) für verschiedene Anordnungen Kühlerlager (26, 28) mit unterschiedlicher Länge vorgesehen sind, die mit dem Montageträger (12) verbindbar sind.
Montageträger-Baureihe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Adapterelemente (44) für verschiedene Anordnungen Kühlerlager (26, 28) mit mindestens zwei Lageraufnahmeöffnungen (30) und/oder verschiedene Kühlerlager (26, 28) mit unterschiedlichen Lageraufnahmeöffnungsanordnungen (30) vorgesehen sind, die mit dem Montageträger (12) verbindbar sind (insbesondere durch Einstecken in Öffnungen).
Montageträger-Baureihe nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die als Adapterelement (44) dienenden Kühlerlager (26, 28) im oberen Lagerbereich (50) und/oder im unteren Lagerbereich eine Länge von mindestens 50 mm aufweisen.
Montageträger-Baureihe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme eines als Adapterelement (44) dienenden Kühlerlagers (26, 28) mindestens eine Ausnehmung (42) in dem unteren Querträger (18) ausgebildet ist, die mindestens eine Einschnürung (40) aufweist.
Montageträger-Baureihe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Adapterelement (44) in Hochrichtung und in Querrichtung betrachtet zumindest teilweise in Überdeckung zu einem Vertikalträger (16) des Montageträgers (12) angeordnet ist.
Montageträger zur Befestigung von Kühlermodulen (20), wobei der Montageträger (12) einen Rahmen mit einem oberen Querträger (14), zwei seitlichen Vertikalträgern (16) und einem unteren Querträger (18) umfasst und wobei an dem Rahmen mindestens ein oberer Lagerbereich (50) zur Lagerung eines Kühlermoduls und mindestens ein unterer Lagerbereich zur mittelbaren Lagerung oder unmittelbaren Lagerung eines Kühlermoduls (20) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine obere Lagerbereich (50) und/oder der mindestens eine untere Lagerbereich als austauschbares Adapterelement (44) des Rahmens in dem Rahmen ausgebildet ist.
Montageträger nach dem vorstehenden Anspruch oder nach dem Oberbegriff des vorstehenden Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Querträger (14) als separates Element hergestellt ist und einen ersten Teil des Rahmens bildet und die Vertikalträger (16) sowie der untere Querträger (18) einen zweiten Teil des Rahmens bilden, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teil mit dem ersten Teil in Fahrzeuglängsrichtung betrachtet in mindestens zwei verschiedenen Relativpositionen verbindbar ist und/oder dass der zweite Teil relativ zu dem ersten Teil in Längsrichtung verschiebbar angeordnet ist.
Verfahren zur Herstellung von Montageträgern (12) zur Befestigung einer Kühlermoduls (20) mit einem Rahmen, der einen oberen Querträger (14), zwei sich seitlich an den Querträger (14) anschließende seitliche Vertikalträger (16) und einen unteren Querträger (18) umfasst, wobei an dem Rahmen mindestens ein oberer Lagerbereich (50) zur Lagerung eines Kühlermoduls (20) und mindestens ein unterer Lagerbereich zur mittelbaren Lagerung oder unmittelbaren Lagerung eines Kühlermoduls (20) ausgebildet sind und wobei die Herstellung im Kunststoffspritzgießverfahren mit einem Formwerkzeug erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des mindestens einen oberen Lagerbereichs (50) die Verwendung eines Wechsel-Werkzeugeinsatzes mit mindestens zwei Werkzeugeinsätzen vorgesehen ist, durch dessen Auswahl mit dem gleichen Formwerkzeug unterschiedliche obere Lagerbereiche (50) am im Übrigen identischen Montageträger (12) herstellbar sind.