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Die Erfindung betrifft eine Kühlerbefestigung für Kraftfahrzeuge
der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
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Aus dem Serienfahrzeugbau z. B. bei
Mercedes-Benz Fahrzeugen der aktuellen C-Klasse, ist eine derartige
Kühlerbefestigung
mit einem im Querschnitt gesehen rechteckförmigen Kühler bereits bekannt, der nahe
seinen vier Eckpunkten durch jeweils ein Lager an der Karosserie
abgestützt
ist. Dabei wird die Übertragung
von, z. B. durch Unwuchten eines Motorlüfters des Kühlers erregte, Schwingungen
vom Kühler
auf die Karosserie weitgehend unterdrückt, indem jedes Lager der
Kühlerbefestigung
eine Lagerbuchse aus gummielastischem Material umfasst. Zum Ausgleich
von Karosserietoleranzen umfasst die bekannte Kühlerbefestigung zwei axial
einstellbare, obere Lager mit jeweils einem Lagerzapfen, der an
seinem Kopfbereich zwei Zahnreihen aufweist, wobei in der Einbaulage
der Lager der Lochrand eines zugeordneten Karosserielochs zwischen
zwei Zähnen
der Zahnreihen eingerastet ist.
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Zur Montage jedes axial einstellbaren
Lagers wird der jeweilige Lagerzapfen mit seinem Schaftbereich durch
das zugeordnete Karosserieloch in den Hohlquerschnitt der am Kühler vormontierten,
zugehörigen
Lagerbuchsen eingesetzt bis ein vom Schaftbereich nach außen abstehender
Kragen an der Stirnseite der Lagerbuchse abgestützt ist, wobei der Kühler gemäß seiner
Einbaulage ausgerichtet und in den beiden unteren Lagern gehalten
ist. Somit ist bei eingebautem Kühler
stets ein konstruktiv vorgegebener Längenabschnitt des Lagerzapfens
im Hohlquerschnitt der zugehörigen
Lagerbuchse abgestützt
und in radialer Richtung eine vorgegebene Steifigkeit des Lagers
sichergestellt.
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Um bei der Montage der axial einstellbaren oberen
Lager axiale Verspannungen der gummielastischen Lagerbuchse aufgrund
eines zu tiefen Einsetzens des Lagerzapfens in den Hohlquerschnitt
der zugehörigen
Lagerbuchse zu vermeiden, sind zusätzliche Positionierungshilfen
notwendig.
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Des weiteren ist aus der
DE-OS 2 404 900 eine
Kühlerbefestigung
mit einem einstellbarem Lager bekannt, das eine in einer Aufnahmeöffnung des Kühlers abgestützte Lagerbuchse
aus einem gummielastischen Material und einen Lagerzapfen mit einem
Kopf- und einem
aufweitbaren Schaftbereich umfasst.
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Bei der Montage des Lagers wird der Lagerzapfen
mit seinem Schaftbereich zunächst
in den Hohlquerschnitt der Lagerbuchse eingesetzt, wobei ein in
die Aufnahmeöffnung
ragender kegelförmiger
Spreizstift des Kühlers
in eine konische Längsbohrung
am Schaftbereich des Lagerzapfens eingreift. Anschließend wird
der Lagerzapfen mittels einer Schraubenmutter in axialer Richtung
zur Lagerbuchse hin vorgeschoben, wobei sein Schaftbereich infolge
der aufeinander gleitenden schrägen
Bereiche der Bohrung und des Spreizstifts radial in der Lagerbuchse
aufgeweitet wird.
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In der Einbaulage des Lagers ist
der aufgeweitete Schaftbereich des Lagerzapfens am Innenumfang der
Lagerbuchse abgestützt,
wobei eine vom Schaftbereich des Lagerzapfens radial abstehende Umfangsrippe
zu seiner zusätzlichen
axialen Sicherung in den Innenumfang der Lagerbuchse eingedrückt ist.
Zur axialen Sicherung der Lagerbuche weist der Kühler in seinem die Aufnahmeöffnung begrenzenden
Umfang schraubengangförmige
Vertiefungen auf, in welche die in ihre Einbaulage durch den Lagerzapfen
radial aufgeweitete Lagerbuchse eingepresst ist. Der Kopfbereich
des Lagerzapfens ist in der Einbaulage des Lagers über eine
zweite Lagerbuchse im Befestigungsloch einer Traverse gehalten,
wobei die Lagerbuchse durch axiale Vorspannung im Befestigungsloch
aufgeweitet ist.
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Mit dem bekannten Lager ist eine
Einstellung des Abstandes zwischen Kühler und Traverse nur bei gleichzeitiger Änderung
der Vorspannung des Lagers möglich.
Ein Ausgleich von Toleranzen bei gleichbleibender Vorspannung des
Lagers ist aber somit nicht möglich.
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Aus der
US 4 519 467 ist eine Kühlerbefestigung
für einen
Lastkraftwagen mit einem axial einstellbarem Lager bekannt, das
eine Lagerbuchse mit zwei Lagerhälften
aus gummielastischem Material umfasst. Die zwei Lagerhälften sind
in Längsrichtung des
Lagers hintereinander angeordnet und begrenzen einen Hohlquerschnitt
der Lagerbuchse, der passgenau vom Schaftbereich eines Lagerzapfens
durchsetzt ist. Der abgestufte Lagerzapfen ist mit seinem Kopfbereich
in einem Befestigungsloch des Kühlers verschraubt
und an den entgegensetzten Enden seines Schaftbereichs mit jeweils
einer Ringsscheibe versehen, zwischen denen die beiden Lagerhälften der
Lagerbuchse axial gegeneinander verspannt sind.
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In ihrem mittleren Längenbereich
weist die Lagerbuchse einen Befestigungsabschnitt mit einem stufenförmig verjüngtem Außenumfang
auf, der im Hohlquerschnitt einer zugehörigen Einstellhülse abgestützt ist.
Die Einstellhülse
durchsetzt eine zugehörige
Aufnahmeöffnung
im Tragrahmen des Lastkraftwagens, wobei vom Außenumfang der Einstellhülse eine
Gewinde absteht, welches in das Innengewinde einer in der Aufnahmeöffnung des
Tragrahmens gehaltenen Befestigungsbuchse eingreift.
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Das bekannte Lager ist in seiner
Einbaulage mittels der Einstellhülse
bei im wesentlichen gleichbleibender Vorspannung axial einstellbar,
wodurch in begrenztem Umfang ein Ausgleich von Toleranzen des Tragrahmens
ermöglicht
wird. Allerdings können die
beiden Lagerhälften
der Lagerbuchse erst bei der Montage des Kühlers am Tragrahmen zusammengefügt werden.
Um dabei eine konstruktiv vorgegebene Vorspannung der zwischen den
Ringscheiben des Lagerzapfens axial verspannten Lagerhälften zu
erreichen, sind Positionierungsmittel vorzusehen. Die Montage des
Kühler
ist somit insgesamt verhältnismäßig zeit-
und kostenintensiv.
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Schließlich ist aus der
DE 39 26 569 C1 eine Kühlerbefestigung
für Kraftfahrzeuge
mit einem axial einstellbarem Lager bekannt, das eine in einem Karosserieloch
gehaltene Lagerbuchse aus einem gummielastischem Material und einem
durch einen Spreizstift aufweitbaren Lagerzapfen umfasst. Der als
Hohlzapfen ausgeführte
Lagerzapfen weist eine konische Längsbohrung auf, in die in der
Einbaulage des Lagers ein Spreizstift eingeschoben ist, wodurch der
Lagerzapfen aufgeweitet und umfangsseitig im Hohlquerschnitt der
Lagerbuchse abgestützt
ist. In seinem oberen Endabschnitt ist der Lagerzapfen an seinem
Außenumfang
mit fensterförmigen
Ausnehmungen versehen, in denen ein zugehöriger Halter des Kühler eingerastet
ist.
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Das bekannte Lager ist in begrenztem
Umfang axial einstellbar, indem der Lagerzapfen unterschiedlich
weit in die Lagerbuchse eingeschoben wird. Allerdings wird hierbei
die Vorspannung der Lagerbuchse verändert. Des weiteren ist die
Befestigungsintensität
des Lagers begrenzt, da der Lagerzapfen ausschließlich kraftschlüssig im
Hohlquerschnitt der Lagerbuchse gehalten ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine
Kühlerbefestigung
für Kraftfahrzeuge
der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln,
dass die Montage des Kühlers
deutlich vereinfacht ist und Verspannungen der Lager zuverlässig vermieden
werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Weitere die Erfindung in vorteilhafter
Weise ausgestaltende Merkmale enthalten die Unteransprüche.
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Durch die Erfindung wird erreicht,
dass bei der Montage des axial einstellbaren Lagers eine axiale
Verspannung der Lagerbuchse auch ohne zusätzliche Positionierungshilfen
vermieden wird, da sich der Schaftbereich des Lagerzapfens in eine
bezüglich
der Lagerbuchse ausgerichtete und an dieser vormontierte Rohrhülse einsetzen
und ausrichten lässt,
wobei vom Außenumfang
des Schaftbereichs eine Zahnreihe absteht, die sich durch Aufweiten
des Schaftbereichs besonders zuverlässig an einer Zahnreihe am
Innenumfang der Rohrhülse
einrasten lässt.
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Zur Erreichung eines stufenlos einstellbaren Lagers
können
die Zahnreihen an Rohrhülse
und Schaftbereich dabei aufeinander abgestimmte Gewindesegmente
sein.
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Um eine besonders einfache Montage
des Lagerzapfens an der Rohrhülse
zu erzielen, kann sein Schaftbereich zwei Spreizschenkel umfassen, die
mit einem Spreizstift spann- und sicherbar sind.
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Um bei einfacher Montierbarkeit des Lagerzapfens
eine besonders zuverlässige
Festlegung seines Kopfbereichs im Karosserieloch zu erreichen, kann
dieser über
den Umfang verteilt angeordnete Klemmschenkel mit U-förmigem Querschnitt aufweisen,
die in der Einbaulage des Lagers jeweils einen zugehörigen das
Karosserieloch begrenzenden Randbereich in einem Klemmsitz umgreifen.
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Die erfindungsgemäße Kühlerbefestigung ist für eine in
axialer Richtung weichelastische Lagerbuchse besonders geeignet,
die zwei konzentrisch, voneinander beabstandet angeordnete und durch Stege
miteinander verbundene Lagerhülsen
umfasst. Um dabei die maximalen Verschiebungen des eingebauten Kühlers im
Fahrbetrieb zu begrenzen, kann die Rohrhülse an ihrem Außenumfang
einen kragenförmigen
Anschlag aufweisen. Dieser Anschlag wirkt nach Überschreiten eines konstruktiv
vorgegeben Hubs des Kühlers
mit der Stirnseite der äußeren Lagerhülse zusammen
und bewirkt eine deutliche Verhärtung
des Lagers in axialer Richtung und damit eine steifere Abstützung des
Kühlers
an der Karosserie.
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Um ein hartes Anschlagen des Kühlers an der
Karosserie zu verhindern, kann der Anschlag der Rohrhülse dabei
an einem vom Außenumfang
der äußeren Lagerhülse abgewinkelten
Kragen auflaufen, der an einem die Aufnahmeöffnung umschließenden Randbereich
des Kühlers
abgestützt
ist.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand einer zeichnerischen Darstellung näher erläutert.
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In der Darstellung zeigen:
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- 1 einen über vier
Lager an der Karosserie eines Kraftfahrzeugs abgestützten Kühler in
einer perspektivischen Schrägansicht
von hinten,
- 2 einen Schnitt
durch die unteren Lager gemäß der Linie
II-II in 1,
- 3 einen Schnitt
durch das rechte obere Lager gemäß der Linie
III-III in 1 und
- 4 einen Schnitt
gemäß 3 mit dem Lager in einem
vormontierten Zustand.
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In 1 ist
von der Karosserie 1 eines Kraftfahrzeugs nur ein vorderer
Teilbereich mit einem Kühlerquerträger 2 dargestellt,
der oberhalb von zwei seitlichen Kühleraufnahmen 3 angeordnet
ist.
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Zwischen dem Kühlerquerträger 2 und den Kühleraufnahmen 3 ist
ein plattenförmiger
Wasserkühler 4 mit
einem rechteckförmigen
Querschnitt angeordnet, der sich in Breitenrichtung des Vorbaus
erstreckt. Der Kühler 4 weist
an seinen zwei unteren seitlichen Eckbereichen eine linke 5 und
eine rechte seitlich abstehende Lagerkonsole 6 mit jeweils
einer zugehörigen
Aufnahmeöffnung 7 bzw. 8 auf,
in der jeweils ein unteres Lager 9 angeordnet ist.
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Die unteren Lager 9 sind übliche Kühlerlager mit
jeweils einer zylindrischen, äußeren Lagerbuche aus
einem gummielastischen Material, die mit ihrer Längsachse in vertikaler Richtung
angeordnet ist, und mit jeweils einem Lagerzapfen, der über Klemmmittel
in einem zugehörigen
nicht dargestellten Befestigungsloch der Kühleraufnahme 3 festgelegt
ist.
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Wie in Verbindung mit 2 ersichtlich, ist das rechte
der unteren Lager 9 mit dem Außenumfang seiner Lagerbuchse
in der kreisförmigen
Aufnahmeöffnung 8 der
rechten Lagerkonsole 6 in Längs- und Querrichtung abgestützt, während das linke
der unteren Lager 9 zum Ausgleich von Toleranzen der Karosserie 1 und
Wärmedehnungen
des Kühlers 4 in
der Aufnahmeöffnung 7 der
linken Lagerkonsole 5, die in Querrichtung als Langloch
ausgebildet ist, nur in Längsrichtung
gehalten ist.
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An seinen zwei oberen seitlichen
Eckbereichen stehen vom Kühler 4 zwei
obere Lagerkonsolen 10 mit jeweils einer Aufnahmeöffnung 11 seitlich
ab, in der jeweils ein axial einstellbares oberes Lager 12 aufgenommen
ist. Zum Ausgleich von Toleranzen der Karosserie 1 und
Wärmedehnungen
des Kühlers 4 sind
die Aufnahmeöffnungen 11 in
Querrichtung jeweils als Langloch ausgebildet.
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In 3 ist
ersichtlich, dass die Aufnahmeöffnung 11 unterhalb
eines zugehörigen
Lochs 13 des Kühlerquerträgers 2 angeordnet
ist.
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Das Lager 12 umfasst eine
einteilige Lagerbuchse 14 aus einem gummielastischem Material
mit einer inneren 15 und einer konzentrisch angeordneten, äußeren Lagerhülse 16,
die durch einen umlaufenden Steg 17 miteinander verbunden
sind. Die Längsachse
der Lagerbuchse 14 weist in vertikale Richtung.
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Die äußere Lagerhülse 16 ist mit ihrem
Außenumfang
am den die Aufnahmeöffnung 11 begrenzenden
Umfang der Lagerkonsole 10 abgestützt. Dabei liegt die untere
Stirnseite der äußeren Lagerhülse 16 an
einem Boden 18 der Aufnahmeöffnung 11 an, während von
ihrer oberen Stirnseite ein umlaufender Kragen 19 radial
absteht und an einem die Aufnahmeöffnung 11 umschließenden Randbereich
der Lagerkonsole 10 abgestützt ist.
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Die innere Lagerhülse 15 liegt mit ihrer
unteren Stirnseite ebenfalls am Boden 18 der Aufnahmeöffnung 11 an
und überragt
mit ihrer oberen Stirnseite die äußere Lagerhülse 16 geringfügig. Am
Innenumfang der inneren Lagerhülse 15 ist
eine zylindrische Rohrhülse 20 aus
Kunststoff abgestützt,
wobei die Lagerhülse 15 an
ihrem Innenumfang einen umlaufenden Hohlquerschnitt aufweist, in
dem eine radial abstehende Befestigungsnase der Rohrhülse 20 gehalten
ist.
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Von der oberen Stirnseite der Rohrhülse 20 steht
ein ringförmiger
Anschlag 21 radial ab, der mit seiner Unterseite dem Kragen 19 der äußeren Lagerhülse 16 beabstandet
gegenüberliegt.
Die untere Stirnseite der Rohrhülse 20 ist
in einem vertikalen Abstand zum Boden 18 der Aufnahmeöffnung 11 angeordnet,
der größer ist
als der Abstand zwischen dem Kragen 19 der äußeren Lagerhülse 16 und
dem Anschlag 21 der Rohrhülse 20.
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Bis zum Erreichen einer konstruktiv
vorgegebenen axialen Belastung des Lagers 12 ist die äußere Lagerhülse 16 im
wesentlichen lediglich schubbelastet, während sich oberhalb dieser
Belastung der Anschlag 21 der Rohrhülse 20 am Kragen 19 der äußeren Lagerhülse 16 abstützt, wodurch
diese zusätzlich
druckbeaufschlagt wird, so dass das Lager 12 verhärtet ist.
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Die Rohrhülse 20 begrenzt mit
ihrem Innenumfang einen Hohlquerschnitt, wobei der Innenumfang über die
gesamte Länge
der Rohrhülse 20 mit einem
Gewinde 22 versehen ist.
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In den Hohlquerschnitt der Rohrhülse 20 greift
ein abgestufter Lagerzapfens 23 aus Kunststoff mit einem
Schaftbereich ein, der zwei Spreizschenkel 24 umfasst.
Die Spreizschenkel 24 bilden in ihrer gespreizten Einbaulage
einander gegenüberliegende Segmente
eines Hohlzylinders und sind an einem unteren Endabschnitt an ihrem
Außenumfang
jeweils mit einem Gewinde 25 versehen, das im Überdeckungsbereich
mit dem Gewinde 22 am Innenumfang der Rohrhülse 20 an
diesem eingerastet ist.
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Der Kopfbereich des Lagerzapfens 23 ist
im Querschnitt gesehen U-förmig
ausgebildet und umfasst einen horizontal verlaufenden mittleren
Bereich, der an seinen Schaftbereich anschließt und mit seiner Unterseite
dem Anschlag 21 der Rohrhülse 20 beabstandet
gegenüberliegt,
sowie zwei vertikal verlaufende seitliche Wände. Der obere Endbereich der einander
gegenüberliegend
angeordneten Wände des
Lagerzapfens 23 ist jeweils als Klemmschenkel 26 ausgebildet.
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Die Klemmschenkel 26 sind
im Querschnitt gesehen U-förmig
ausgebildet und umgreifen mit jeweils einem oberen und einem un teren,
kürzeren seitlich
abstehenden Schenkelbereich einen zugehörigen an das Loch 13 angrenzenden
Randbereich des Kühlerquerträgers 2 in
einem Klemmsitz.
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In den Hohlquerschnitt zwischen den Klemmschenkeln 26 ist
ein abgestufter Spreizstift 27 eingesetzt, der ebenfalls
einen Kopf- und einen Schaftbereich umfasst. Der zylindrische, untere Schaftbereich
des Spreizstifts 27 durchsetzt eine mittlere, kreisförmige Öffnung im
Kopfbereich des Lagerzapfens 23 und ist am Innenumfang
der Spreizschenkel 24 abgestützt.
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Der Kopfbereich des Spreizstifts 27 umfasst einen
Spannteller, der zur Aufspreizung und Sicherung der Klemmschenkel 26 an
deren Innenumfang abgestützt
ist, sowie einen darüber
angeordneten tellerförmigen
Deckel, der an der Oberseite der Klemmschenkel 26 anliegt
und das Loch 13 des Kühlerquerträgers 2 überdeckt.
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Bei der Montage des Kühlers 4 werden
zunächst
die Lagerbuchsen der unteren Lager 9 in den zugehörigen unteren
Aufnahmeöffnungen 7 und 8 sowie
die mit den Rohrhülsen 20 versehenen
Lagerbuchsen 14 der oberen Lager 12 in zugehörigen oberen
Aufnahmeöffnungen 11 am
Kühler 4 vormontiert. Anschließend wird
der Kühler 4 an
seinen unteren Lagern 9 an den Befestigungslöchern der
unteren Kühleraufnahmen 3 festgelegt
und gemäß seiner Einbaulage
ausgerichtet.
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Wie in 4 ersichtlich
werden die Lagerzapfen 23 danach im ungespreizten Zustand mit
jeweils einem vormontierten Spreizstift 27, der sich in
einer oberen Montagestellung befindet und nur in die Öffnung im
Kopfbereich des Lagerzapfens 23 eingreift, von oben in
das zugehörige
Loch 13 des Kühlerquerträgers 2 eingesetzt,
bis die Klemmschenkel 26 des Lagerzapfens 23 am
Lochrand des Kühlerquerträgers 2 einrasten
und die Spreizschenkel 24 in den Hohlquerschnitt der Rohrhülse 20 eingreifen. Der
Lagerzapfen 23 ist somit an der Karosserie 1 ausgerichtet
und vormontiert.
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Der Außendurchmesser der ungespreizten Spreizschenkel 24 ist
dabei deutlich geringer als der Innendurchmesser der Rohrhülse 20,
so dass Verspannungen des Lagers 12 beim Einsetzen des Lagerzapfens 23 vermieden
werden. Zur Fertigmontage des Kühlers 4 werden
die Spreizstifte 27 in ihre untere Einbaustellung gebracht,
d. h. sie werden in den Hohlquerschnitt der Spreizschenkel 24 eingeschoben,
bis die Tellerdeckel auf den Klemmschenkeln 26 des zugehörigen Lagerzapfens 23 aufliegen.