DE19850590A1 - Stem area for a motor vehicle - Google Patents
Stem area for a motor vehicleInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Vorbaubereich für ein Kraftfahr zeug, insbesondere für einen Personenkraftwagen, mit einer Wärmeübertrageranordnung, die an wenigstens zwei Lagerpunkten an einer Vorbautragstruktur elastisch gelagert und stehend positioniert ist.The invention relates to a stem area for a motor vehicle stuff, especially for a passenger car, with a Heat exchanger arrangement, the at least two bearing points elastically supported and standing on a stem structure is positioned.
Ein solcher Vorbaubereich ist für einen Personenkraftwagen allgemein bekannt. Bei einem solchen bekannten Vorbaubereich ist eine aus einem Kondensator sowie einem Wasser/Luft-Kühler gebildete Wärmeübertrageranordnung an entsprechenden Querträ gerteilen der Vorbautragstruktur elastisch gelagert und ste hend positioniert.Such a stem area is for a passenger car well known. With such a known stem area is one from a condenser and a water / air cooler formed heat exchanger assembly on corresponding cross members parts of the stem support structure are elastically supported and ste positioned.
Ein Vorbaubereich für einen Personenkraftwagen ist aus der EP 0 437 780 B2 bekannt. Der Vorbaubereich weist ein rahmenarti ges Frontmodul auf, das mit Vorbaulängsträgern sowie mit Radeinbauten der Vorbautragstruktur verbunden ist und eine Wärmeübertrageranordnung in Form eines Kondensators sowie ei nes Wasser/Luftkühlers trägt. Die Rahmenstruktur des Frontmo dules bildet somit im montierten Zustand einen Teil der Vor bautragstruktur. Die Wärmeübertrageranordnung ist mittels ei ner Halterung an der Rahmenstruktur des Frontmodules festge legt. Die Wärmeübertrageranordnung ist mittels Schraubverbin dungen mit der Halterung und der Rahmenstruktur verbunden.A stem area for a passenger car is from EP 0 437 780 B2 known. The front area has a frame arti front module, that with front side rails and with The internals of the stem support structure are connected and a Heat exchanger arrangement in the form of a condenser and egg water / air cooler. The frame structure of the Frontmo dules thus forms part of the front when assembled structure. The heat exchanger arrangement is by means of egg ner bracket to the frame structure of the front module sets. The heat exchanger arrangement is by means of a screw connection connected to the bracket and the frame structure.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Vorbaubereich der ein gangs genannten Art zu schaffen, der bei starken Aufprallbe lastungen eine verbesserte Energieabsorption im Vorbaubereich ermöglicht.The object of the invention is a stem area of a gangs mentioned type to create the strong impact improved energy absorption in the stem area enables.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die wenigstens zwei Lagerpunkte derart ausgeführt sind, daß sie bei einer auf prallbedingten Deformation der Vorbautragstruktur eine kraft übertragende und kraftaufnehmende Einbindung der Wärmeüber trageranordnung in die Deformationscharakteristik des Vorbau bereiches erzielen. Dadurch wird die Wärmeübertrageranord nung, die aus einem oder aus mehreren Wärmeübertragern Zusam mengesetzt sein kann, derart in die Vorbautragstruktur einge spannt, daß sie aufgrund plastischer Deformation nach Art ei ner weichen Barriere ergänzend zur Energieabsorption und zur Verteilung von Aufprallenergie auf großflächige Abschnitte des Vorbaubereiches beiträgt. Somit wird eine Verbesserung der Deformationscharakteristik des Vorbaubereiches erzielt, ohne daß zusätzliche Bauteile eingesetzt werden müßten, die wiederum eine Erhöhung des Gewichtes des Vorbaubereiches be wirken würden. Gleichzeitig gewährleistet die erfindungsgemä ße Lösung, daß im normalen Betriebsfall die Wärmeübertrager anordnung an ihren Lagerpunkten elastisch aufgehängt ist und somit normale Betriebsbelastungen wie Vibrationen, Schwingun gen und ähnliches im Fahrbetrieb die Wärmeübertrageranordnung nicht beeinträchtigen. Es ist auch möglich, die Wärmeübertra geranordnung selbst deformationssteif zu gestalten und damit einen starren Abschnitt der Vorbautragstruktur zu erzielen. Diese Ausgestaltung ist gegebenenfalls bei äußerst kompakten Kleinwagen vorteilhaft, die keine größere Knautschzone auf weisen, gleichzeitig jedoch eine hohe Steifigkeit der Rohbau karosserie erfordern. Die wesentliche Idee der Erfindung ist es daher, daß die Wärmeübertrageranordnung im Crashfall im Bereich ihrer Lagerpunkte nicht ausreißt, sondern vielmehr derart aufgehängt eingespannt ist, daß im Crashfall die ge wünschte kraftübertragende und -aufnehmende Einbindung in die Deformationscharakteristik des Vorbaubereiches erreicht wird. Die kraftübertragende und kraftaufnehmende Einbindung im Crashfall kann insbesondere kraft- oder formschlüssig erfol gen. Die Wärmeübertrageranordnung kann als Ganzmetallausfüh rung oder in anderen bekannten Ausführungen, insbesondere mit einem Wasser/Luft-Kühler, der aus Kunststoffwasserkästen und einem Rippen/Rohrblock aus einer Aluminiumlegierung besteht, hergestellt sein.This object is achieved in that the at least two Bearing points are designed so that they are at one impact-related deformation of the stem structure is a force Transferring and absorbing heat transfer support arrangement in the deformation characteristics of the stem achieve range. This will arrange the heat exchanger tion that consists of one or more heat exchangers can be set in such a way in the stem structure stretches that due to plastic deformation in the manner of egg A soft barrier to complement energy absorption and Distribution of impact energy over large sections of the stem area contributes. Thus, an improvement the deformation characteristics of the stem area achieved, without additional components having to be used, the again an increase in the weight of the stem area would work. At the same time ensures the Great solution that the heat exchanger in normal operation arrangement is elastically suspended at its bearing points and thus normal operating loads such as vibrations, vibrations gene and the like while driving the heat exchanger assembly do not interfere. It is also possible to transfer heat to make the arrangement itself rigid and thus to achieve a rigid section of the stem support structure. This configuration is possibly extremely compact Small cars beneficial that have no larger crumple zone exhibit, but at the same time a high rigidity of the shell require body. The main idea of the invention is it is therefore that the heat exchanger assembly in the event of a crash Area of their bearing points does not tear out, but rather is so suspended that in the event of a crash the ge wanted power-transmitting and absorbing integration into the Deformation characteristic of the stem area is achieved. The force-transmitting and force-absorbing integration in Crash can be particularly positive or positive gen. The heat exchanger arrangement can be an all-metal tion or in other known versions, in particular with a water / air cooler made from plastic water tanks and a fins / tube block is made of an aluminum alloy, be made.
In Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens einem Lager punkt, der als bezüglich wenigstens eines Freiheitsgrades be wegliches Loslager gestaltet ist, eine Sicherungsanordnung zugeordnet, die bei einer aufgrund einer Aufprallbelastung deformationsbedingten Verlagerung des Lagerpunktes eine form schlüssige Verblockung des Lagerpunktes in allen Freiheits graden mit dem benachbarten Vorbautragstrukturabschnitt er zielt. Dadurch ist es zum einen möglich, die Wärmeübertra geranordnung im Bereich des wenigstens einen Lagerpunktes in Richtung des Freiheitsgrades zu montieren oder zu demontie ren, ohne zuvor zusätzliche Befestigungselemente in diesen Bereichen lösen zu müssen. Gleichzeitig wird jedoch bei star ken Aufprallbelastungen, die zu einer Deformation der Wärme übertrageranordnung führen, verhindert, daß die Wärmeübertra geranordnung sich im Bereich des Loslagers von der Vorbau tragstruktur löst. Dadurch kann die Wärmeübertrageranordnung auch bei starken Aufprallbelastungen, die zu größeren Defor mationen des Vorbaubereiches führen, ergänzend zur Aufnahme von Aufprallenergie herangezogen werden. Dadurch wird eine verbesserte Verteilung der Aufprallenergieaufnahme im Vorbau bereich erzielt. Die deformationsbedingte Verlagerung des La gerpunktes kann entweder direkt durch eine entsprechende Frontalaufprallbelastung oder aber auch ergänzend oder alter nativ durch eine in Fahrzeugquerrichtung erfolgende Zugbela stung aufgrund einer Bewegung des Vorbaulängsträgers seitlich nach außen erfolgen. Solche Deformationsbewegungen eines Vor baulängsträgers seitlich nach außen treten insbesondere bei einem versetzten Frontalaufprall auf.In an embodiment of the invention is at least one bearing point that is considered to be related to at least one degree of freedom movable floating bearing is designed, a security arrangement assigned at a due to an impact load deformation-related shift of the bearing point a form conclusive blocking of the bearing point in all freedom grade with the adjacent stem structure section aims. On the one hand, this makes it possible to transfer heat geranordnung in the area of at least one bearing point in Direction of freedom to assemble or disassemble ren, without any additional fasteners in these Need to solve areas. At the same time, however, at star Impact loads that lead to a deformation of the heat lead transmitter arrangement prevents the heat transfer arrangement in the area of the floating bearing from the stem structure supports. This allows the heat exchanger assembly even with heavy impact loads that lead to larger defor mations of the stem area, in addition to the admission impact energy. This will make one improved distribution of impact energy absorption in the stem area achieved. The deformation-related shift of the La gerpunktes can either be directly through a corresponding Frontal impact load or also supplementary or older natively by a train covering in the transverse direction of the vehicle due to movement of the front side member to the outside. Such deformation movements of a vor side member to the outside in particular join an offset frontal impact.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Lagerpunkt zwei im montierten Zustand ineinandergreifende und in Rich tung des wenigstens einen Freiheitsgrades voneinander lösbare Steckprofilierungen auf, von denen eine der Wärmeübertra geranordnung und die andere dem Vorbautragstrukturabschnitt Zugeordnet sind, wobei die dem Vorbautragstrukturabschnitt Zugeordnete Profilierung deformierbar gestaltet und mit einem als Sicherungsanordnung dienenden, stegartigen Rückhalteteil versehen ist, der derart versetzt zu der Profilierung posi tioniert ist, daß der Rückhalteteil im undeformierten Zustand der Profilierung ein Lösen der Profilierungen voneinander freigibt und im deformierten Zustand der Profilierung ein Lö sen der Profilierungen formschlüssig blockiert. Das ungehin derte Lösen und erneute Verbinden der Steckprofilierungen wird dadurch im normalen Betriebszustand des Kraftfahrzeuges gewährleistet. Bei stärkeren Aufpralldeformationen hingegen blockiert der stegartige Rückhalteteil ein solches Lösen, so daß sich die gewünschte Verblockung im Bereich des Lagerpunk tes zwischen der Wärmeübertrageranordnung und der Vorbautrag struktur ergibt.In a further embodiment of the invention, the bearing point two interlocking in the assembled state and in rich tion of the at least one degree of freedom detachable from each other Profiles on, one of which is the heat transfer and the other the stem structure section Are assigned, with the stem structure section Associated profiling designed to be deformable and with one web-like retaining part serving as a securing arrangement is provided, so offset to the profiling posi is tioned that the retaining part in the undeformed state the profiling a detachment of the profiles from each other releases and in the deformed state of the profiling a Lö the profiles are blocked in a form-fitting manner. That is unfortunate Loosen and reconnect the plug profiles is thereby in the normal operating state of the motor vehicle guaranteed. In the case of stronger impact deformations, however blocks the web-like retention part such a release, so that the desired blocking in the area of the storage point tes between the heat exchanger arrangement and the stem structure results.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist auf gegenüberlie genden Seiten der Wärmeübertrageranordnung jeweils ein mit einer Sicherungsanordnung versehener Lagerpunkt vorgesehen, der jeweils zu einem Vorbaulängsträger benachbart ist. Bei dieser Ausgestaltung ist die Wärmeübertrageranordnung stehend in Fahrzeugquerrichtung ausgerichtet und erstreckt sich un mittelbar vor den Vorbaulängsträgern über den Zwischenraum zwischen den beiden Vorbaulängsträgern. Dadurch, daß bei starken Aufprallbelastungen die Wärmeübertrageranordnung ins besondere im Bereich der unteren Lagerpunkte formschlüssig mit beiden Vorbaulängsträgern verblockt wird, bildet die Wär meübertrageranordnung zwischen den beiden Vorbaulängsträgern eine Zugverbindung, die ein Ausweichen der Vorbaulängsträger seitlich nach außen zumindest weitgehend verhindern kann. Da durch wird insbesondere auch bei versetzten Frontalaufprall belastungen eine Weiterleitung von Aufprallenergie auch auf den nicht unmittelbar beaufschlagten Vorbaulängsträger er zielt. Darüber hinaus bildet die Wärmeübertrageranordnung über ihre gesamte Fläche eine weiche Barriere, die für den Vorbaubereich eine großflächige Verteilung der zu vernichten den Aufprallenergie ermöglicht. Die Wärmeübertrageranordnung ist derart in Abstand zu einem einen Stoßfängerbereich tra genden Stoßfängerquerträger hinter diesem angeordnet, daß die Wärmeübertrageranordnung bei Unfallbelastungen mit Fahrge schwindigkeiten bis zu 15 km/h nicht belastet wird. Erst bei Aufprallgeschwindigkeiten, die über 15 km/h liegen, soll die gewünschte Verblockung der Wärmeübertrageranordnung mit an grenzenden Vorbautragstrukturabschnitten erfolgen.In a further embodiment of the invention is opposite sides of the heat exchanger arrangement each with a bearing point provided with a securing arrangement, which is adjacent to a front side member. At In this embodiment, the heat exchanger arrangement is upright aligned in the vehicle transverse direction and extends un indirectly in front of the front side members via the space in between between the two front side members. The fact that at strong impact loads the heat exchanger arrangement ins especially in the area of the lower bearing points is blocked with both front end members, forms the heat Transmitter arrangement between the two front side members a train connection, which is a dodging of the side rails sideways to the outside can at least largely prevent. There is especially in case of offset frontal impact impacts the transmission of impact energy the stem not directly loaded he aims. In addition, the heat exchanger arrangement forms a soft barrier covering the entire surface, Stem area to destroy a large-scale distribution of the allows the impact energy. The heat exchanger arrangement is thus at a distance from a bumper area tra Genden bumper cross member arranged behind this that the Heat exchanger arrangement in case of accident loads with Fahrge speeds up to 15 km / h are not loaded. Only at; only when Impact speeds that are above 15 km / h, the desired blocking of the heat exchanger arrangement with adjacent stem structure sections.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die der Wärme übertrageranordnung zugeordnete Profilierung als Sicherungs fortsatz und die dem Vorbautragstrukturabschnitt zugeordnete Profilierung als taschenartiger Aufnahmesteg gestaltet, wobei der Sicherungsfortsatz radial in den Aufnahmesteg eintaucht und zu beiden axialen Seiten durch entsprechende Schulter stützen gesichert ist. Die Profilierungen dienen nicht not wendigerweise zur Aufnahme von normalen Belastungen der Wär meübertrageranordnung im Fahrbetrieb, sondern gewährleisten vor allem im Deformationsfall die Verblockung des wenigstens einen Lagerpunktes.In a further embodiment of the invention, the heat Profiling assigned to the transformer arrangement as a backup continued and that assigned to the stem structure section Profiling designed as a pocket-like receiving bridge, where the securing extension is radially immersed in the receiving web and on both axial sides by appropriate shoulder support is secured. The profiles do not serve maneuverable to absorb normal loads on the heat Transmitter arrangement when driving, but ensure especially in the case of deformation, the blocking of the at least a bearing point.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist axial versetzt zu dem Aufnahmesteg als Rückhalteteil ein Rückhaltebügel vorge sehen, der in undeformiertem Zustand der Sicherungsanordnung den Sicherungsfortsatz für ein Eintauchen oder Herausziehen relativ zu dem Aufnahmesteg freigibt. Der Rückhaltebügel ist somit in Fahrzeuglängsrichtung derart versetzt zu dem Aufnah mesteg angeordnet, daß die Bewegungsbahn des Sicherungsfort satzes beim Montieren oder Demontieren der Wärmeübertrageran ordnung im undeformierten Zustand nicht behindert wird. In a further embodiment of the invention is axially offset the retaining web is a retaining bracket as a retaining part see the undeformed condition of the fuse arrangement the securing extension for immersion or extraction releases relative to the receiving web. The restraint bar is thus offset in the vehicle longitudinal direction to the receptacle mesteg arranged that the trajectory of the backup when assembling or disassembling the heat exchanger order in the undeformed state is not hindered.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind der Aufnahmesteg und der Rückhaltebügel jeder Sicherungsanordnung einstückig an einem mit jeweils einem Vorbaulängsträger verbundenen Stirnflansch einer einen Stoßfängerquerträger haltenden Ener gieabsorptionseinheit angeformt. Dadurch ergibt sich eine kompakte Baueinheit, die zudem aufgrund der Mehrfachfunktion des Stirnflansches eine einfache Herstellung gewährleistet.In a further embodiment of the invention, the receiving web and the retaining bracket of each safety arrangement in one piece on one connected to a front side member Front flange of an Ener holding a bumper cross member molded absorption unit. This results in a compact unit, which is also due to its multiple function the end flange ensures easy manufacture.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung stützt die Wärmeüber trageranordnung sich im Bereich der Sicherungsanordnung auf jeder Seite mittels jeweils eines elastischen Stützfußes auf einem dem Vorbautragstrukturabschnitt zugeordneten Stützab schnitt vertikal nach unten ab. Die Abstützung dieses Stütz fußes bildet das Loslager, dem die Sicherungsanordnung zuge ordnet ist.In a further embodiment of the invention, the heat is supported carrier arrangement itself in the area of the safety arrangement each side by means of an elastic support leg a support associated with the stem support structure section cut vertically down. The support of this support base forms the floating bearing, to which the safety arrangement is drawn is arranged.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Stützab schnitt als horizontal von dem die Energieabsorptionseinheit tragenden Stirnflansch abragende, formstabile Stützlasche ge staltet. Dadurch wird dem Stirnflansch eine weitere Zusatz funktion gegeben. Besonders vorteilhaft ist auch die Stützla sche einstückig an dem Stirnflansch angeformt.In a further embodiment of the invention, the support is cut as horizontal from which the energy absorption unit supporting end flange protruding, dimensionally stable support bracket ge shapes. This makes the end flange a further addition function given. The Stützla is also particularly advantageous integrally formed on the end flange.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das anhand der Zeichnungen dargestellt ist.Further advantages and features of the invention result from the claims and from the following description of a preferred embodiment of the invention, based on the drawings is shown.
Fig. 1 zeigt perspektivisch einen Teil einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vorbaubereiches, Fig. 1 is a partial perspective view showing an embodiment of a stem portion of the present invention,
Fig. 2 in vergrößerter perspektivischer Darstellung einen Ausschnitt des Vorbaubereiches nach Fig. 1 auf Höhe des Pfeiles II in Fig. 1, Fig. 2 is an enlarged perspective view of a section of the stem portion of FIG. 1 at the level of the arrow II in Fig. 1,
Fig. 3 als Einzelteildarstellung eine Frontansicht eines Stirnflansches des Vorbaubereiches nach den Fig. 1 und 2, der stirnseitig an einen - in Fahrtrichtung gesehen - linken Vorbaulängsträger anschraubbar ist, Fig. 3 is a exploded view of a front view of an end flange of the front end portion of Figures 1 and 2, the front side to a -. In direction of travel - left-hand longitudinal support stem can be screwed,
Fig. 4 eine Draufsicht auf den Stirnflansch nach Fig. 3, und Fig. 4 is a plan view of the end flange of FIG. 3, and
Fig. 5 eine Seitenansicht eines spielgelsymmetrisch gestal teten Stirnflansches des Vorbaubereiches nach Fig. 1, der mit dem - in Fahrtrichtung gesehen - rechten Vor baulängsträger verbindbar ist. Fig. 5 is a side view of a play symmetrically designed end flange of the stem area according to FIG. 1, which can be connected to the right-hand front side member as seen in the direction of travel.
Ein Personenkraftwagen mit einer selbsttragenden Rohbaukaros serie weist in grundsätzlich bekannter Weise einen Vorbaube reich auf, in dem ein Antriebsaggregat sowie weitere Funk tionsaggregate untergebracht sind. Der Vorbaubereich weist zwei Vorbaulängsträger auf, die Teil einer Vorbautragstruktur und damit auch Teil der Rohbaukarosserie des Personenkraftwa gens sind. Ebenfalls Teil der Vorbautragstruktur sind seitli che Radeinbauten, die gegebenenfalls durch obere Längsträger verstärkt sein können. An die in normaler Fahrtrichtung gese henen vorderen Stirnenden der Vorbaulängsträger schließen in grundsätzlich bekannter Weise als Crashboxen bezeichnete, energieabsorbierende Deformationselemente 9 an, die im darge stellten Ausführungsbeispiel als axial nach dem Prinzip der rollenden Biegung plastisch verformbare Stülprohre gestaltet sind. Die jeweils eine Energieabsorptionseinheit bildenden Aufprallelemente 9 sind über jeweils einen Stirnflansch 8 mit Hilfe von in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Schraubver bindungen 10 an die vorderen Stirnenden der Vorbaulängsträger angeschraubt. Die vorderen Enden der als Stülprohre gestalte ten Aufprallelemente 9 sind in grundsätzlich bekannter Weise mit einem Stoßfängerquerträger verbunden, an den ein vorzugs weise aus Kunststoff bestehendes Stoßfängerprofil festgelegt ist. Auch die Stirnflansche 8 und die als Stülprohr dienenden Aufprallelemente wie auch der Stoßfängerbiegeträger stellen einen Teil der Vorbautragstruktur dar.A passenger car with a self-supporting body-in-white series has a stem in a generally known manner, in which a drive unit and other radio function units are housed. The stem area has two stem longitudinal members that are part of a stem support structure and thus also part of the body shell of the passenger car. Also part of the stem support structure are side wheel internals, which can be reinforced by upper side members if necessary. Close to the die assembly in the normal direction of travel Henen front ends of the stem longitudinal support in a basically known manner, called crash boxes, energy-absorbing deformation elements 9, which according to the principle of the rolling bending plastically deformable Stülprohre are designed in Darge exemplary embodiment illustrated as axially. The impact elements 9 , each forming an energy absorption unit, are screwed to the front ends of the front side members via an end flange 8 with the aid of screw connections 10 extending in the longitudinal direction of the vehicle. The front ends of the designed as a Stülprohre impact elements 9 are connected in a generally known manner with a bumper cross member, to which a preferably existing plastic bumper profile is fixed. The end flanges 8 and the impact elements serving as an inverted tube as well as the bumper bending beam form part of the stem support structure.
Im Bereich der vorderen Stirnenden der beiden Vorbaulängsträ ger ist gemäß den Fig. 1 und 2 ein Frontmodul 1 angeordnet, in dem eine Wärmeübertrageranordnung 2, 3, 4, 6 integriert ist. Die in dem Frontmodul 1 integrierte Wärmeübertrageran ordnung 2 weist einen Kondensator 3 sowie einen Wasser/Luft- Kühler 4 auf. Sowohl die Rohre des Kondensators 3 als auch die nicht dargestellten Rohre des Wasser/Luft-Kühlers 4 sind horizontal ausgerichtet und verlaufen in Fahrzeugquerrich tung. Die Sammelkästen des Kondensators 3 und die Wasserkä sten des Wasser/Luft-Kühlers 4 sind vertikal ausgerichtet und parallel hintereinander angeordnet. Der Kondensator 3 und der Wasser/Luft-Kühler 4 sind durch oben- und untenliegende ge meinsame Seitenteile zu einem Wärmeübertragerblock miteinan der verbunden. Die Seitenteile können durch Verstärkungstei le, insbesondere durch integrierte und kraftübertragend ange fügte Verstärkungsprofile, versteift sein. Auch die als Flachrohr gestalteten Rohre des Kondensators 3 und des Was ser/Luft-Kühlers 4 können jeweils in einer gemeinsamen Flucht einstückig miteinander verbunden sein. Dadurch, daß der Kon densator 3 und der Wasser/Luft-Kühler 4 wenigstens über die oben- und untenliegenden Seitenteile fest miteinander verbun den sind, kann die gesamte Wärmeübertrageranordnung 2 durch zwei obere und zwei untere Lagerpunkte 11, 12, 13 in dem Frontmodul 1 integriert und mit der Vorbaustruktur verbunden werden, die ausschließlich den beiden Wasserkästen des Was ser/Luft-Kühlers 4 zugeordnet sind. Dennoch wird durch diese Lagerpunkte 11, 12, 13 auch der Kondensator 3 sicher gehal ten. Dem Kondensator 3 ist auf der Seite eines in Fig. 1 lin ken Sammelkastens ergänzend noch eine Trocknereinheit 6 zuge ordnet.In the area of the front ends of the two Vorbaulängsträ ger a front module 1 is arranged according to FIGS . 1 and 2, in which a heat exchanger arrangement 2 , 3 , 4 , 6 is integrated. The heat exchanger arrangement 2 integrated in the front module 1 has a condenser 3 and a water / air cooler 4 . Both the pipes of the condenser 3 and the pipes, not shown, of the water / air cooler 4 are aligned horizontally and extend in the direction of the vehicle. The collecting boxes of the capacitor 3 and the Wasserkä most of the water / air cooler 4 are aligned vertically and arranged in parallel one behind the other. The condenser 3 and the water / air cooler 4 are connected to one another by a top and bottom ge common side parts to a heat exchanger block. The side parts can be reinforced by reinforcement parts, in particular by integrated and force-transmitting reinforcement profiles. The tubes of the condenser 3 and the water / air cooler 4 , which are designed as flat tubes, can each be integrally connected to one another in a common escape. Characterized in that the condenser 3 and the water / air cooler 4 are firmly connected to each other at least over the top and bottom side parts, the entire heat exchanger assembly 2 by two upper and two lower bearing points 11 , 12 , 13 in the front module. 1 integrated and connected to the stem structure, which are assigned exclusively to the two water tanks of the water / air cooler 4 . Nevertheless, the condenser 3 is held securely by these bearing points 11 , 12 , 13. The condenser 3 is additionally assigned a dryer unit 6 on the side of a collecting box in FIG. 1 lin ken.
Die Wärmeübertrageranordnung 2 ist an oberen Endbereichen der beiden Wasserkästen des Wasser/Luft-Kühlers 4 über zwei als Festlager gestaltete Lagerpunkte 11 mit einem Frontmodulquer träger 5 verbunden, der sich in Fahrzeugquerrichtung er streckt und an seinen gegenüberliegenden Endbereichen mit der Vorbautragstruktur, insbesondere mit den seitlichen Radein bauten, verschraubt ist. Die Festlager 11 sind derart stabil ausgeführt, daß auch bei starken Aufprallbelastungen und Vor baudeformationen kein Ausreißen oder andersartiges Lösen der Wärmeübertrageranordnung erfolgt. Er bildet somit selbst ei nen Teil der Vorbautragstruktur. Zur Halterung der Wasserkä sten des Wasser/Luft-Kühlers 4 sind an dem Frontmodulquerträ ger 5 zwei nach unten abragende Laschen vorgesehen, durch die Schraubbolzen hindurchgesteckt sind, die durch entsprechende, horizontal in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Durchtritte in den Wasserkästen des Wasser/Luft-Kühlers 4 hindurchragen Den beiden oberen Lagerpunkten 11 sind zudem elastische Dämp fungselemente in Form von Gummipufferscheiben zugeordnet, die die Übertragung von Vibrationen und Schwingungen der Vorbau tragstruktur im Fahrbetrieb des Personenkraftwagens auf die Wärmeübertrageranordnung 2 verhindern sollen.The heat exchanger assembly 2 is connected at the upper end regions of the two water boxes of the water / air cooler 4 via two bearing points 11 designed as a fixed bearing to a front module cross member 5 which extends in the transverse direction of the vehicle and at its opposite end regions with the stem support structure, in particular with the lateral ones Radein built, is screwed. The fixed bearings 11 are designed so stable that even with strong impact loads and before building deformations no tearing or any other kind of loosening of the heat exchanger arrangement takes place. It therefore forms part of the stem structure itself. To hold the Wasserkä most of the water / air cooler 4 , two downwardly projecting tabs are provided on the front module cross member 5 , through which bolts are inserted, which pass through corresponding passages running horizontally in the longitudinal direction of the vehicle in the water boxes of the water / air cooler 4 protrude The two upper bearing points 11 are also assigned elastic damping elements in the form of rubber buffer disks, which are intended to prevent the transmission of vibrations and vibrations of the stem support structure during driving operation of the passenger car to the heat exchanger arrangement 2 .
Als weitere Lagerpunkte 12, die als Loslager gestaltet sind, ist jeweils das Untere Stirnende jedes Wasserkastens des Was ser/Luft-Kühlers 4 mit jeweils einem Stützfuß in Form eines Gummipuffers versehen, der ebenfalls zur Dämpfung von Schwin gungen und Vibrationen dient. Jeder Gummipuffer stützt sich auf einer horizontal von dem Stirnflansch 8 nach vorne abra genden Stützlasche 21 ab.As further bearing points 12 , which are designed as a floating bearing, the lower front end of each water tank of the water / air cooler 4 is provided with a supporting foot in the form of a rubber buffer, which also serves to dampen vibrations and vibrations. Each rubber buffer is supported on a horizontally abra from the end flange 8 to the front supporting tab 21 .
Um bei einem Frontalaufprall des Personenkraftwagens zu ver hindern, daß die Wärmeübertrageranordnung 2 ohne größeren Wi derstand im Bereich der unteren Lagerpunkte 12 nach hinten gedrückt wird, ist jedem unteren Lagerpunkt 12 eine Lagerteil einheit 13 zugeordnet, die die unteren Lagerpunkte 12 im Kol lisionsfall nach hinten abstützt und zudem in einem solchen Kollisionsfall verhindert, daß die Wärmeübertrageranordnung 2 sich im Bereich der unteren Lagerpunkte 12 von einer Verbin dung mit der Vorbautragstruktur lösen kann. Außerdem kann die Lagerteileinheit 13 Lagerfunktionen in Fahrzeuglängsrichtung übernehmen. Gleichzeitig gewährleistet die Lagerteileinheit 13 jedoch, daß die Wärmeübertrageranordnung 2 einschließlich des Frontmodules 1 im undeformierten Zustand in einfacher Weise von oben her montiert oder demontiert werden kann, ohne daß im Bereich der unteren Lagerpunkte 12, 13 Befestigungse lemente gelöst werden müssen. Dazu ist die Lagerteileinheit 13 durch korrespondierende Steckprofilierungen 16, 17, 18 in nachfolgend näher beschriebener Weise gebildet, die in Fahr zeughochrichtung voneinander lösbar oder miteinander verbind bar sind. Die Lagerteileinheit ist somit Bestandteil des je weiligen unteren Lagerpunktes 12. Falls keine Gummipuffer vorgesehen sind, kann die Lagerteileinheit 13 auf jeder Seite auch zur alleinigen Definition des jeweiligen unteren Lager punktes dienen.In order is pressed in a frontal impact of the passenger car to ver prevent that the heat exchanger arrangement 2 without major Wi resistor in the region of the lower pivot points 12 to the rear, each lower bearing point 12 is a bearing member unit 13 associated with the lisionsfall the lower bearing points 12 in the Kol rearwardly supports and also prevents in such a collision that the heat exchanger assembly 2 in the area of the lower bearing points 12 can detach from a connec tion with the stem support structure. In addition, the bearing part unit 13 can perform storage functions in the longitudinal direction of the vehicle. At the same time, the bearing unit 13 ensures, however, that the heat exchanger assembly 2, including the front module 1 , can be easily assembled or disassembled from above in the undeformed state without elements in the region of the lower bearing points 12 , 13 fastening elements having to be released. For this purpose, the bearing part unit 13 is formed by corresponding plug-in profiles 16 , 17 , 18 in the manner described in more detail below, which can be detached from one another or connected to one another in the vertical direction of the vehicle. The bearing part unit is thus part of the respective lower bearing point 12th If no rubber buffers are provided, the bearing part unit 13 can also be used on each side for the sole definition of the respective lower bearing point.
Als wasserkastenseitige Steckprofilierung, die auch gleich zeitig die notwendige axiale Stützung gegen Aufprallbelastun gen A in Fahrzeuglängsrichtung gewährleistet, ist im Bereich des unteren Endes des Wasserkastens des Wasser/Luft-Kühlers 4 ein mittels einer Schraubmutter frontseitig gesicherter und durch den Wasserkasten horizontal und in Fahrzeuglängsrich tung nach hinten hindurchragender Sicherungsfortsatz in Form eines Stützbolzens 14 gehalten, der eine Mittellängsachse 20 aufweist. In seinem von dem Wasserkasten des Wasser/Luft-Küh lers 4 nach hinten abragenden Bereich weist der Stützbolzen 14 zwei axial zueinander beabstandete, starr mit dem zylin drischen Teil des Stützbolzens 14 verbundene Schulterstützen in Form von Ringschultern 16 auf, die radial zur Mittellängs achse 20 von dem zylindrischen Teil aus nach außen abragen. Jeder Ringschulter 16 ist eine Gummipufferscheibe 17 zugeord net, die jeweils als elastisches Dämpfungselement dient. Die beiden Ringschultern 16 mit der jeweiligen Gummipufferscheibe 17 flankieren front- und rückseitig einen Aufnahmesteg 15, der oberhalb der Stützlasche 21 einstückig an dem Stirn flansch 8 angeformt ist und gemäß den Fig. 3 bis 5 eine Auf nahmetasche 18 zur Halterung des Stützbolzens 14 aufweist. Die beiden Ringschultern 16 sind einstückig an dem Stützbol zen 14 angeformt oder stabil über umlaufende Schweißnähte mit diesem verschweißt.As a water box-side plug-in profile, which at the same time ensures the necessary axial support against impact loads A in the longitudinal direction of the vehicle, in the area of the lower end of the water box of the water / air cooler 4 is secured by a screw nut on the front side and by the water box horizontally and in the longitudinal direction of the vehicle securing projection projecting to the rear is held in the form of a support bolt 14 which has a central longitudinal axis 20 . In its from the water box of the water / air cooler 4 projecting rearward area, the support bolt 14 has two axially spaced, rigidly connected to the cylindrical portion of the support bolt 14 shoulder supports in the form of ring shoulders 16 , the radial to the central longitudinal axis 20th project outwards from the cylindrical part. Each ring shoulder 16 is a rubber buffer disc 17 zugeord net, each serving as an elastic damping element. The two annular shoulders 16 with the respective rubber buffer disk 17 flank the front and rear of a receiving web 15 which is integrally formed on the end flange 8 above the support bracket 21 and has a receiving pocket 18 for holding the support bolt 14 according to FIGS . 3 to 5. The two ring shoulders 16 are integrally formed on the Stützbol zen 14 or welded stably to the latter via circumferential weld seams.
Die Dicke des Aufnahmesteges 15, die Tiefe der Aufnahmetasche 18 sowie der Abstand der Gummipufferscheiben 17 zueinander sowie der Durchmesser des zylindrischen Teiles des Stützbol zens 14 sind derart aufeinander abgestimmt, daß die Teile des Stützbolzens 14 und der Aufnahmesteg 15 gemeinsam mit der Aufnahmetasche 18 zueinander korrespondierende Steckprofilie rungen bilden, die in Fahrzeughochrichtung ineinandergesteckt oder voneinander getrennt werden können.The thickness of the receiving web 15 , the depth of the receiving pocket 18 and the distance between the rubber buffer disks 17 to one another and the diameter of the cylindrical part of the Stützbol zens 14 are coordinated with one another in such a way that the parts of the supporting bolt 14 and the receiving web 15 together with the receiving pocket 18 correspond to one another Form plug-in profiles, which can be inserted into one another or separated from one another in the vertical direction of the vehicle.
Der Aufnahmesteg 15 ist in einer Draufsicht von oben U-artig gestaltet, wobei er zwei schräg nach vorne gerichtete Schen kel aufweist, die über den mit der Aufnahmetasche 18 versehe nen Stegabschnitt einstückig miteinander verbunden sind.The receiving web 15 is U-like in a plan view from above, wherein it has two obliquely forwardly directed legs that are integrally connected to one another via the web portion provided with the receiving pocket 18 .
Oberhalb des Aufnahmesteges 15, jedoch in Fahrzeuglängsrich tung nach hinten versetzt, ist an dem Stirnflansch 8 ein als Sicherungsanordnung dienender Rückhaltebügel 19 angeformt. Im undeformierten Zustand befindet sich der Rückhaltebügel 19 derart axial versetzt hinter dem Aufnahmesteg 15, daß das Lö sen und Ineinanderstecken der durch den Stützbolzen 14, die Ringschultern 16 und die Gummipufferscheiben 17 sowie die Aufnahmetasche 18 gebildeten Steckverbindung nicht behindert wird. Die rückseitige Ringschulter 16 des Stützbolzens 14 ist somit bei einem Anheben der Wärmeübertrageranordnung 2 nach oben vor dem Rückhaltebügel 19 nach oben vorbeibeweglich.Above the receiving web 15 , but offset to the rear in the vehicle longitudinal direction, a retaining bracket 19 serving as a securing arrangement is formed on the end flange 8 . In the undeformed state, the retaining bracket 19 is axially offset behind the receiving web 15 that the Lö sen and intermeshing the plug connection formed by the support bolt 14 , the annular shoulders 16 and the rubber buffer disks 17 and the receiving pocket 18 is not hindered. The rear annular shoulder 16 of the support bolt 14 is passed movably in a thus raising the heat exchanger arrangement 2 up against the retention bar 19 upwards.
Der Stirnflansch 8 einschließlich des Aufnahmesteges 15 und des Rückhaltebügels 19 sind aus Stahl gefertigt.The end flange 8 including the receiving web 15 and the retaining bracket 19 are made of steel.
Bei einer deformationsbedingten Verlagerung des Lagerpunktes 12 einschließlich der Stützlasche 21 und des Stützbolzens 14 in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten wird der Aufnahmesteg 15 zumindest geringfügig deformiert, indem er nach hinten ge drückt wird. Dadurch kommt wenigstens die hintere Ringschul ter 16 des Stützbolzens 14 in eine Position unterhalb des Rückhaltebügels 19, so daß ein Lösen der Steckverbindung nach oben nicht mehr möglich ist. Der Rückhaltebügel 19 bildet so mit eine formschlüssige Blockierung für den Stützbolzen 14 einschließlich seiner Ringschultern 16, so daß zwischen Stützbolzen 14 und Stirnflansch 8 und damit auch zwischen dem Wasserkasten 4 und dem Stirnflansch 8 auch in Fahrzeughoch richtung eine formschlüssige Verblockung auftritt.In a deformation-related shift of the bearing point 12 including the support bracket 21 and the support bolt 14 in the vehicle longitudinal direction to the rear, the receiving web 15 is at least slightly deformed by being pressed to the rear. As a result, at least the rear ring shoulder 16 of the support bolt 14 comes into a position below the retaining bracket 19 , so that it is no longer possible to release the plug connection at the top. The retaining bracket 19 thus forms a positive block for the support bolt 14 including its ring shoulders 16 , so that a positive locking occurs between the support bolt 14 and the end flange 8 and thus also between the water tank 4 and the end flange 8 in the vehicle vertical direction.
In gleicher Weise ist auch der gegenüberliegende Lagerpunkt 12, 13 mit dem gegenüberliegenden Stirnflansch 8 verbunden, so daß die zuvor beschriebenen Ausführungen auch für die Hal terung der Wärmeübertrageranordnung 2 am gegenüberliegenden Stirnflansch 8 gelten. In Fig. 5 ist dieser gegenüberliegende Stirnflansch 8 dargestellt, wobei erkennbar ist, daß er bis auf seine spiegelsymmetrische Gestaltung identisch zu dem Stirnflansch 8 nach den Fig. 3 und 4 gestaltet ist.In the same way, the opposite bearing point 12 , 13 is connected to the opposite end flange 8 , so that the embodiments described above also apply to the maintenance of the heat exchanger arrangement 2 on the opposite end flange 8 . In Fig. 5 this opposite end flange 8 is shown, wherein it can be seen that it is identical to the end flange 8 of FIGS . 3 and 4 except for its mirror-symmetrical design.
Mit jedem Stirnflansch 8 fest verbunden ist zudem auf jeder Seite jeweils eine vertikale Stützstrebe 7, die an ihrem obe ren Stirnende mit dem Frontmodulquerträger 5 kraftübertra gend, jedoch lösbar verbunden ist. Jede Stützstrebe 7 ist mittels eines lediglich angedeuteten Halteflansches zwischen dem Stirnflansch 8 und dem nicht dargestellten vorderen Stirnende des zugeordneten Vorbaulängsträgers gehalten, wobei auch der Halteflansch der jeweiligen Stützstrebe 7 korrespon dierende Bohrungen für die Festlegung mittels der Schraubver bindungen 10 aufweist.With each end flange 8 is also firmly connected on each side, a vertical support strut 7 , the front module cross member 5 force transmitting, but is releasably connected at its front end. Each support strut 7 is held by means of a merely indicated holding flange between the end flange 8 and the front end, not shown, of the associated front end member, the holding flange of the respective support strut 7 also having corresponding holes for the fixing by means of the screw connections 10 .
Die vertikalen Stützstreben dienen zur Halterung eines der Wärmeübertrageranordnung zugeordneten Ventilators sowie gege benenfalls zur Halterung weiterer Funktionseinheiten.The vertical support struts are used to hold one of the Heat exchanger arrangement associated fan and gege if necessary to hold additional functional units.
Bei Aufprallgeschwindigkeiten bis zu 15 km/h erfolgt keine plastische Deformation der Vorbautragstruktur, da die gesamte Aufprallenergie durch den Stoßfängerquerträger sowie die Auf prallelemente 9 aufgenommen wird. Durch die ergänzende form schlüssige Verbindung der Wärmeübertrageranordnung 2 im Be reich der unteren Lagerpunkte 12, 13 mit der Vorbautragstruk tur, d. h. mit dem jeweiligen Stirnflansch 8, ist es bei star ken Frontalaufprallbelastungen in Pfeilrichtung A, die über einen sogenannten Reparaturcrash mit Aufprallgeschwindigkei ten bis zu 15 km/h hinausgeht, möglich, die Wärmeübertrager anordnung 2 selbst nach Art einer weichen Barriere zur zu sätzlichen Aufnahme von Aufprallenergie heranzuziehen. Durch die formschlüssige Verbindung der Wärmeübertrageranordnung 2 über die Stirnflansche 8 mit beiden Vorbaulängsträgern bildet die Wärmeübertrageranordnung 3 zudem eine Zugverbindung zwi schen den beiden Vorbaulängsträgern, die insbesondere bei ei nem versetzten Frontalaufprall ein seitliches Ausweichen ei nes einzelnen Vorbaulängsträgers verhindern oder reduzieren kann. Im Bereich der oberen Lagerpunkte 11, die als Festlager gestaltet sind, ist die Wärmeübertrageranordnung 2 ohnehin mit dem Frontmodulquerträger 5 formschlüssig verbunden, so daß eine kraftübertragende Verbindung im Bereich der oberen Lagerpunkte 11 mit der Vorbaustruktur in jedem Fall gegeben ist.At impact speeds of up to 15 km / h, there is no plastic deformation of the stem support structure, since the entire impact energy is absorbed by the bumper cross member and the impact elements 9 . Due to the complementary positive connection of the heat exchanger assembly 2 in the loading area of the lower bearing points 12 , 13 with the stem structure, ie with the respective end flange 8 , it is in star ken frontal impact loads in the direction of arrow A, the so-called repair crash with impact speeds up to 15 km / h, it is possible to use the heat exchanger arrangement 2 even in the manner of a soft barrier for the additional absorption of impact energy. Due to the positive connection of the heat exchanger arrangement 2 via the end flanges 8 with both front side members, the heat exchanger arrangement 3 also forms a train connection between the two front side members, which can prevent or reduce lateral evasion of a single front end member, particularly in the event of an offset frontal impact. In the area of the upper bearing points 11 , which are designed as a fixed bearing, the heat exchanger arrangement 2 is in any case positively connected to the front module cross member 5 , so that a force-transmitting connection in the area of the upper bearing points 11 to the front structure is given in any case.
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