DE10315887B4

DE10315887B4 - Wärmetauscher mit Befestigungselementen in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10315887B4
Application number: DE10315887A
Authority: DE
Inventors: Dirk Dipl.-Ing. Becker; Stephan Dipl.-Ing. Bittner (FH); Viorel Dr.-Ing. Braic; Adolf Schembera; Ralf Zimmermann
Original assignee: DaimlerChrysler AG; Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 2003-04-08
Filing date: 2003-04-08
Publication date: 2005-03-24
Anticipated expiration: 2023-04-09
Also published as: KR20050120709A; EP1613914A1; US20070051493A1; JP4648306B2; DE10315887A1; BRPI0409096A; CN1771422A; EP1613914B1; WO2004090453A1; JP2006522706A; KR101126977B1

Abstract

Wärmetauscher mit Sollbruchstellen umfassenden Befestigungselementen in einem Kraftfahrzeug, bei dem
– die Befestigungselemente jeweils einen ersten und zweiten Bereich (6, 7; 12, 14) mit jeweils einer Schnellverschlussverbindung zwischen diesen beiden Bereichen (6, 7; 12, 14) umfassen,
– jeweils einer der beiden Bereiche (6; 12) untrennbarer Bestandteil des Wärmetauschers (1) ist,
– bei geschlossener Schnellverschlussverbindung die jeweils beiden Bereiche (6, 7; 12, 14) formschlüssig fixierwirkend ineinander greifen,
– die Verschlussmittel eines der beiden Bereiche (6, 7; 12, 14) mit mindestens einer Sollbruchstelle versehen sind,
– sich das mit der mindestens einen Sollbruchstelle versehene Verschlussmittel an dem von dem Wärmetauscher (1) trennbaren Bereich (7, 14) befindet,
– die Befestigungselemente an vertikal gegenüberliegenden Seitenrändern des Wärmetauschers (1) angeordnet sind, gekennzeichnet durch die Merkmale,
– die jeweils ersten und zweiten Befestigungsbereiche (6, 7) sämtlicher, an einem der ersten der beiden gegenüberliegenden Seitenränder des Wärmetauschers (1) angeordneten Befestigungselemente...

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher mit Sollbruchstellen umfassenden Befestigungselementen in einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus EP 0 870 638 B1 ist ein über Sollbruchstellen gelagerter Wärmetauscher bekannt. Dort dienen die Sollbruchstellen dem Zweck, dem Wärmetauscher bei einem Fahrzeugunfall die Möglichkeit zu geben, sich als solcher unbeschädigt aus den Befestigungselementen lösen zu können. Hierdurch sind für eine Reparatur lediglich die Befestigungselemente zu erneuern, wodurch die Reparaturkosten gegenüber dem Fall einer Beschädigung des Wärmetauschers bei nicht auftrennbarer Befestigung erheblich gesenkt werden können. Bei der Befestigungsart des bekannten Wärmetauschers kann eine einmal zerstörte Sollbruchstelle im Reparaturfall nicht wieder hergestellt werden. Der die Sollbruchstelle ursprünglich enthaltende Bereich des Wärmetauschers muss vielmehr durch ein fest mit dem Wärmetauscher zu verbindendes Bauteil ersetzt werden. Das fest anzubindende Bauteil wird speziell in den Wärmetauscher eingeschraubt.

Aus EP 1 205 332 A1 ist ein über Sollbruchstellen gelagerter Wärmetauscher bekannt, bei dem mindestens eines der Befestigungselemente einen ersten und zweiten Bereich mit einer Schnellverschlussverbindung zwischen diesen Bereichen umfasst und jeweils einer der beiden Bereiche untrennbarer Bestand teil des Wärmetauschers ist. Ferner sind bei diesem bekannten Wärmetauscher bei geschlossener Schnellverschlussverbindung die jeweils beiden Bereiche formschlüssig fixierwirkend ineinander gehalten, wobei die Verschlussmittel eines der beiden Bereiche mit mindestens einer Sollbruchstelle versehen sind. Des weiteren befindet sich das mit der mindestens einen Sollbruchstelle versehene Verschlussmittel an dem von dem Wärmetauscher trennbaren Bereich.

Ein der Gattung der Erfindung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechender Wärmetauscher ist aus EP 1 247 681 A2 bekannt. Dort sind die Befestigungselemente als Schnellverschlüsse ausgebildet, wobei in denjenigen Bereichen, die nicht mit dem Wärmetauscher fest verbunden sind, Sollbruchstellen vorgesehen sind. Die Schnellverschlussmittel greifen in vertikaler Richtung ineinander. Für eine Montage sind die mit den Trägern des Wärmetauschers verbundenen Schnellverschlussmittel vertikal verschiebbar in diesen Trägern gelagert. Für eine sichere Fixierung in vertikaler Richtung sind die in den Trägern verschiebbaren Schnellverschlussmittel speziell zu fixieren. Dies ist bei allen Schnellverschlussmitteln der Fall, die insgesamt in den gegenüberliegenden, den Wärmetauscher zwischen sich einschließenden Trägern vorgesehen sind. Hierdurch ergibt sich ein entsprechender Montageaufwand sowie das Erfordernis nach entsprechenden Fixiermitteln.

Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, einen gattungsgemäßen Wärmetauscher mit Schnellverschlussmitteln auszustatten, die besonders einfach bei einer sicheren Fixierung des Wärmetauschers an den ihn tragenden Trägern montiert werden können.

Gelöst wird dieses Problem bei einem gattungsgemäßen Wärmetauscher in einer Ausführung nach den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, an den gegenüberliegenden Befestigungsrändern des Wärmetauschers auf einer Seite bereits bei der Montage vertikal fixierte Schnellverschlussmittel einzusetzen. Hierdurch ist es dann ausreichend, auf der anderen Befestigungsrandseite des Wärmetauschers teleskopartig ineinandergreifende Schnellverschlussmittel einzusetzen, von denen die mit dem jeweiligen Träger zusammenwirkenden Elemente über einen Rastverschluss einfach vertikal fixierbar sind.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt.
In dieser zeigen in jeweils perspektivischer Darstellung
1 einen strichpunktiert dargestellten Wärmetauscher mit in seinen oberen und unteren Ecken unterschiedlichen Schnellverschluss-Befestigungselementen,
2 eine Explosionsdarstellung eines oberen Schnellverschlusses,
3 eine Explosionsdarstellung eines unteren Schnellverschlusses.
Ein lediglich strichpunktiert perspektivisch angedeuteter Wärmetauscher 1 ist lotrecht oben und unten über obere und untere Schnellverschlüsse 2 bzw. 3 zwischen einem oberen und unteren Träger 4 bzw. 5 gelagert.
Der Wärmetauscher kann insbesondere ein Kühlmodul im Frontbereich eines Kraftfahrzeuges sein und einen Wasserkühler, Kondensator sowie ein Gebläse umfassen. Die oberen und unteren Träger 4 und 5 sind hier in dem Ausführungsbeispiel lediglich symbolisch für in einem Kraftfahrzeug in diesen Bereichen üblicherweise vorhandene Tragelemente angeführt. Die Zu- und Ableitungen für den Wärmetauscher durchströmende Fluide sind (zeichnerisch nicht dargestellt) jeweils zumindest mit flexiblen Teilbereichen versehen, so dass bei Vorsehen von Sollbruchstellen zwischen dem Wärmetauscher 1 und den Trägern 4 und 5 bei einem eintretenden Sollbruch der Wärmetauscher 1 als solches unbeschädigt aus seiner Befestigungsposition verdrängt werden kann. Eine solche unbeschädigte Verlagerung des Wärmetauschers soll bei einem Fahrzeugunfall möglich sein, damit einerseits kein Wärmetauscherfluid austreten kann und andererseits eine kostengünstige Reparatur ohne Austausch des Wärmetauschers 1 realisierbar ist.
Die oberen und unteren Schnellverschlüsse 2 und 3 sind unterschiedlich ausgeführt.
Ein unterer Schnellverschluß 3 wird nachfolgend anhand der Explosionsdarstellung in 3 näher beschrieben. Dieser Schnellverschluß 3 ist in der Form einer Schwalbenschwanz-Verbindung ausgebildet. Ein Federteil 6 des Schnellverschlusses 3 ist untrennbarer Bestandteil des Wärmetauschers 1. Das dem Federteil 6 komplementär zugeordnete Nutteil 7 des Schnellverschlusses 3 ist über einen angeformten Stift 8 lösbar mit einem Lager 9 innerhalb des unteren Trägers 5 verbindbar.
Mit Bezug auf eine Sollbruch-Lagerung des Wärmetauschers ist das Nutteil 7 des Schnellverschlusses 3 als im Falle eines Sollbruches fungierendes Opferteil ausgebildet. Um diese Funktion ausüben zu können, ist zumindest einer der beiden Stege 10 des Nutteiles 7 mit einer als Materialschwächung ausgebildeten Sollbruchstelle 11 versehen.
Bei einem Sollbruch im Bereich der unteren Schnellverschlussverbindung springt der Schnellverschluß durch ein Abbrechen des mit der Sollbruchstelle versehenen Steges 11 zwangsläufig auf. Für eine Reparatur ist lediglich das Nutteil 7 zu ersetzen. Das Lager 9 innerhalb des unteren Trägers 5 ist insbesondere ein elastisches Lager.
Den Aufbau der oberen Schnellverschlussverbindung 2 zeigt die Explosionsdarstellung in 2. Fest und untrennbar mit dem Wärmetauscher 1 verbunden ist dort ein oberer Stift 12. Als komplementäres Schnellverschlussmittel zur Verbindung mit dem oberen Stift 12 ist eine mit einer Kappe 13 versehene Hülse 14 vorgesehen. Mit Hilfe der Kappe 13 kann die Hülse 14 nach einem Hindurchführen durch eine Öffnung innerhalb des oberen Trägers 4 in diesen oberen Träger 4 fest, jedoch lösbar eingeschnappt werden. Die Hülse 14 ist zur Erzeugung von Sollbruchstellen mit Schlitzen 15 versehen. Zwischen den in dem oberen Schnellverschluß 2 ineinandergreifenden Schnellverschlussmitteln, nämlich dem oberen Stift 12 und der Hülse 14 ist ein elastischer Lagerring 16 eingebracht.
Im Falle eines Sollbruches im Bereich eines oberen Schnellverschlusses 2 bricht die Hülse 14, geschwächt durch die Schlitze 15, auf, wodurch der obere Stift 12 frei wird. Hierdurch kann sich der Wärmetauscher 1 beschädigungsfrei verlagern.
Im Reparaturfall erfolgt eine Remontage eines Wärmetauschers 1, der sich bei einem Unfall durch Lösen der Sollbruchstellen beschädigungsfrei verlagert hat, insbesondere wie folgt.
Bei den Schnellverschlüssen 2, 3 werden die Teile 7 und 14, die durch die gezielten Sollbrüche zerstört worden sind, ersetzt.
In einem ersten Remontageschritt werden die unteren Schnellverschlüsse 3 durch Zusammenfügen der Nut- und Federteile 6, 7 erneuert. Sodann wird der Wärmetauscher 1 über die unteren Stifte 8 in die Lager 9 des unteren Trägers 5 gesteckt, wobei ein Schwenken des Wärmetauschers 1 durch die Elastizität der Lager 9 möglich ist. Auf diese Weise wird der Wärmetauscher 1 in eine Position geschwenkt, in der erneuerte Hülsen 14 der oberen Schnellverschlüsse 2 durch den oberen Träger 4 hindurch mit dem jeweiligen oberen Stift 12 des Wärmetauschers 1 verbunden werden können. Gleichzeitig mit dem Schließen der oberen Schnellverschlüsse 2 werden die Hülsen 14 mittels der mit diesen verbundenen Kappen 13 fest in dem oberen Träger 4 eingeschnappt. Danach ist der Wärmetauscher 1 betriebsbereit montiert mit einer erneuerten Sollbruch-Lagerung, die ein erneutes unfallbedingtes Aufbrechen gestattet.

Claims

Wärmetauscher mit Sollbruchstellen umfassenden Befestigungselementen in einem Kraftfahrzeug, bei dem – die Befestigungselemente jeweils einen ersten und zweiten Bereich (6, 7; 12, 14) mit jeweils einer Schnellverschlussverbindung zwischen diesen beiden Bereichen (6, 7; 12, 14) umfassen, – jeweils einer der beiden Bereiche (6; 12) untrennbarer Bestandteil des Wärmetauschers (1) ist, – bei geschlossener Schnellverschlussverbindung die jeweils beiden Bereiche (6, 7; 12, 14) formschlüssig fixierwirkend ineinander greifen, – die Verschlussmittel eines der beiden Bereiche (6, 7; 12, 14) mit mindestens einer Sollbruchstelle versehen sind, – sich das mit der mindestens einen Sollbruchstelle versehene Verschlussmittel an dem von dem Wärmetauscher (1) trennbaren Bereich (7, 14) befindet, – die Befestigungselemente an vertikal gegenüberliegenden Seitenrändern des Wärmetauschers (1) angeordnet sind, gekennzeichnet durch die Merkmale, – die jeweils ersten und zweiten Befestigungsbereiche (6, 7) sämtlicher, an einem der ersten der beiden gegenüberliegenden Seitenränder des Wärmetauschers (1) angeordneten Befestigungselemente greifen in der Art einer Schwalbenschwanz-Verbindung mit einer horizontal verlaufenden Verschieberichtung ineinander, – die jeweils ersten und zweiten Bereiche (12, 14) sämtlicher an dem zweiten der beiden gegenüberliegenden Sei tenränder des Wärmetauschers (1) liegenden Befestigungselemente greifen jeweils teleskopartig ineinander.
Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstelle (11) innerhalb der Schwalbenschwanzverbindung zumindest in einem der Stege (10) des von dem Wärmetauscher abtrennbaren Bereiches (7) vorgesehen ist.
Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei den teleskopartigen Schnellverschlussverbindungen jeweils die trennbaren Bereiche als Hülsen (14) ausgebildet sind und jeweils durch eine Öffnung in einem zugeordneten Träger (4, 5) auf den an dem Wärmetauscher (1) vorgesehenen untrennbaren Bereich der Befestigungselemente aufschiebbar sind, wobei die Hülsen (14) in diesem Zustand als in dem jeweils zugeordneten Träger (4, 5) befestigbar ausgebildet sind und an ihren, von dem jeweils zugeordneten Träger (4, 5) abgewandten Endbereichen mit als Sollbruchstellen dienenden, offen auslaufenden Längsschlitzen (15) versehen sind.
Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülsen (14) über einen Rastverschluss an den ihnen jeweils zugeordneten Trägern (4, 5) befestigt sind.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den untrennbaren, jeweils als Stift (12) ausgebildeten Bereichen der Befestigungselemente und den Hülsen (14) als trennbare Bereiche ein aus elastischem Material bestehender Lagerring (16) eingesetzt ist.