EP1910118B1 - Verfahren zur befestigung eines wärmeübertragers - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung eines Wärmeübertragers nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zur Reparatur von Befestigungselementen eines Wärmeübertragers nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 13.
• Wärmeübertrager für Kraftfahrzeuge, z. B. Kühlmittelkühler oder Ladeluftkühler werden gegenüber dem Fahrzeug, d. h. Teilen der Karosserie mittels Befestigungselementen schwingungsdämpfend bzw. schwingungsentkoppelt abgestützt. Kühler bestehen meistens aus einem metallischen Wärmeübertragerblock und Kunststoffsammelkästen, an welche die Befestigungselemente, z. B. in Form von Zapfen angespritzt sind. Ähnliche Befestigungen sind auch bei Ladeluftkühlern bekannt. Die Zapfen - wie beispielsweise durch die DE 42 44 037 C2 der Anmelderin für einen Kraftfahrzeugkühler bekannt - werden in Gummibuchsen oder so genannte Entkopplungselemente gesteckt, die ihrerseits gegenüber der Karosserie abgestützt und befestigt sind. Dadurch ergibt sich eine schwingungsgedämpfte Lagerung des Wärmeübertragers gegenüber dem Fahrzeug. Im Falle eines Aufpralles (Crash) des Kraftfahrzeuges können auch die im vorderen Bereich des Motorraumes angeordneten Wärmeübertrager zerstört werden: meistens brechen dabei die Befestigungszapfen ab, was dazu führt, dass der gesamte Kühler oder Ladeluftkühler ersetzt werden muss. Zumindest müssten die Sammelkästen mit den zerstörten Lagerzapfen gegen neue getauscht werden. Dies ist mit erheblichen Kosten für die zu ersetzenden Teile sowie für den Ein- und Ausbau verbunden. Aus der EP0870638 ist ein weiteres verfahren zum Befestigung eines Wärme überträgers bekannt.
• Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass im Falle einer Funktionsstörung die Lagerung im Fahrzeug, z. B. infolge einer Beschädigung oder Zerstörung mit einfachen Mitteln und kostengünstig reparierbar ist.
• Die Aufgabe der Erfindung wird zunächst durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgeschen, dass das beschäditge (funktionsgestörte) Befestungselement durch eine nachrüstbare Histfsab stützung austauschbar ist. Vorteilhaft hierbei ist, dass nicht der gesamte Wärmeübertrager ersetzt werden muss, sondern lediglich das abgebrochene oder beschädigte originäre Befestigungselement vollständig entfernt und durch eine angepasste Hilfsabstützung ersetzt wird. Diese Reparaturmaßnahme kann mit_einfachen Mitteln und geringem Zeitaufwand durch-geführt werden. Der Wärmeübertrager ist danach wieder voll funktionsfähig und weiter verwendbar.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Das abgebrochene Befestigungselement wird durch einen Befestigungsbolzen ersetzt, welcher vorteilhafterweise eine Hülse trägt und mit dem Wärmeübertrager, vorzugsweise dessen Sammelkasten verschraubbar ist. Dazu wird im Bereich des abgebrochenen Befestigungselementes, welcher als am Sammelkasten angespritzter Zapfen ausgebildet ist, eine Bohrung hergestellt, in welche der Befestigungsbolzen gesteckt und mittels einer Mutter gehalten wird. Zur Vereinfachung der Montage wird die Mutter in einer Aufnahmeöffnung am Sammelkasten formschlüssig aufgenommen. Voraussetzung für diese Lösung ist, dass das Befestigungselement bzw. der angespritzte Zapfen sich nicht unmittelbar an der Wand des Sammelkastens befindet, sondern beispielsweise an einem Befestigungsabsatz oder einem Befestigungssockel angeordnet ist. Dadurch ist sichergestellt, dass durch die Herstellung der Bohrung für den Befestigungsbolzen keine Leckage von Kühlmittel oder einem anderen Wärmeüberirägermedium auftritt. Der Befestigungsbolzen mit Hülse kann einfach und mit geringem Zeitaufwand montiert werden, ist zu geringen Kosten herstellbar und erfüllt die Funktion des originären Befestigungselementes. Der gesamte Wärmeübertrager muss daher nicht ausgetauscht werden.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren 1-5 dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1

eine Bruchstelle eines abgebrochenen Befestigungszapfens eines Kühlmittelkühlers,

Fig. 2

die Bruchstelle gemäß Fig. 1, geglättet,

Fig. 3

die Bruchstelle nach Herstellung einer Bohrung,

Fig. 4

einen Eckausschnitt eines Kühlmittelkühlers mit Hilfsabstützung vor der Montage,

Fig. 5

einen Schnitt durch die Hilfsabstützung nach der Montage,

Fig. 6

einen Ausschnitt eines Kühlmittelkühlers mit oberem originären Befestigungszapfen,

Fig. 7

einen Ausschnitt des Kühles gemäß Fig. 6 mit unterem originärem Befestigungszapfen,

Fig. 8

den Ausschnitt gemäß Fig. 6 (ohne Befestigungszapfen) mit Hilfsabstützung vor der Montage,

Fig. 9

den Ausschnitt gemäß Fig. 8 nach der Montage der Hilfsabstützung,

Fig. 10

den Ausschnitt gemäß Fig. 7 (ohne Befestigungszapfen) mit Hilfsabstützung vor der Montage und

Fig. 11

den Ausschnitt gemäß Fig. 10 nach der Montage der Hitfsabstützung.

• Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt eines Sammelkastens 1 eines nicht dargestellten Kühlmittelkühlers eines Kraftfahrzeuges. Die Schnittdarstellung zeigt einen Befestigungssockel 2 mit einer Bruchstelle 3 eines nicht dargestellten Befestigungszapfens für den Kühler. Sammelkasten 1 mit Befestigungssockel 2 und Befestigungszapfen sind einstückig als Kunststoffspritzteil hergestellt. Der Befestigungszapfen diente als Lagerzapfen zur Abstützung des Kühlers im Kraftfahrzeug und ist bei einem Crash des Kraftfahrzeugs abgebrochen.
• Fig. 2 zeigt den Befestigungssockel 2 mit einer geglätteten Bruchstelle 3a, d. h. die unregelmäßige Kontur 3 der Bruchstelle ist abgetragen worden, z. B. durch Bearbeitung mit einer Feile, so dass sich eine glatte Fläche 3a ergibt.
• Fig. 3 zeigt den Befestigungssockel 2 mit einer Durchgangsbohrung 4, die im Bereich der Bruchstelle 3 in den Befestigungssockel 2 eingebracht wurde. Der Kühler ist jetzt - nach dem Crash - so weit vorbereitet, dass eine Hilfsabstützung an Stelle des abgebrochenen Befestigungszapfens montiert werden kann.
• Fig. 4 zeigt in perspektivischer Darstellung einen unteren Ausschnitt eines Kühlmittelkühlers 5 mit dem unteren Befestigungssockel 2, wie er in den Figuren 1, 2, 3 dargestellt ist. Der Befestigungssockel 2, der ein unteres Lager des Kühlers 5 bildet, ist an den Sammelkasten 1 des Kühlers 5 angespritzt und durch seitliche Rippen 2a, 2b verstärkt. Der Befestigungssockel 2 weist die in Fig. 3 dargestellte Bohrung 4 auf und ist somit für die Montage einer Hilfsabstützung vorbereitet, welche aus einem Befestigungsbolzen 6, einer Hülse 7 und einer Vierkantmutter 8 besteht.
• Fig. 5 zeigt die montierte Hilfsabstützung am Befestigungssockel 2 in einer Schnittdarstellung. Für gleiche Teile werden gleiche Bezugszahlen verwendet. Der Befestigungsbolzen 6 ist durch die Hülse 7 und durch die Bohrung 4 im Befestigungssockel 2 gesteckt und endseitig in eine Mutter 8 eingeschraubt, so dass die Hülse 7 gegen die Unterseite 3a des Befestigungssockels 2 verspannt wird. Somit ist eine Ersatzhalterung in Form eines Hilfszapfens 7 für den abgebrochenen Befestigungszapfen geschaffen. Zur Erleichterung der Montage sind an der oberen Seite des Befestigungssockels 2 zwei innere Rippen 2c, 2d angeordnet, welche eine Aufnahmeöffnung für die Vierkantmutter 8 bilden. Diese kann somit vor der Montage des Befestigungsbolzens 6 in die Aufnahmeöffnung eingelegt werden und wird beim Einschrauben des Befestigungsbolzens 6 am Verdrehen gehindert sowie in ihrer eingelegten Position gehalten.
• Aus der Darstellung in den Figuren 4 und 5 wird deutlich, dass der Befestigungssockel 2 eine vom Sammelkasten 1 abstehende Plattform bildet, die nicht Bestandteil der Wandung des Sammelkastens ist. Somit kann durch das Einbringen der Bohrung 4 (vgl. Fig. 3) kein Leck im Kühlmittelkasten entstehen, welches den Verlust von Kühlmittel zur Folge hätte. Die beschriebene Reparatur bzw. Montage der Hilfsabstützung 6, 7, 8 kann mit einfachen Mitteln, z. B. in einer Autowerkstatt durchgeführt werden.
• Bei dem in den Figuren 6 bis 11 dargestellten Beispiel handelt es sich nicht um eine Ausführunsgsform der Erfindung.
• Fig. 6 zeigt ein oberes Lager 9 eines Kühlmittelkühlers 10 mit einem intakten, d. h. originären Befestigungszapfen 11 und einer etwa quadratisch ausgebildeten Abstützfläche 12, welche einstückig mit dem Sammelkasten 13 des Kühlers 10 als Kunststoffspritzteil ausgebildet sind. Der Befestigungszapfen 11 dient als Kühlerhalter und wird mit einem nicht dargestellten elastomeren Entkopplungselement verbunden, welches seinerseits gegenüber der nicht dargestellten Karosserie des Kraftfahrzeuges abgestützt ist. Der Befestigungszapfen 11 weist im Bereich seines Überganges zur Abstützfläche 12 eine Kerbe 11a auf, welche als Sollbruchstelle fungiert. Bei einem Crash des Kraftfahrzeuges findet der Bruch also im Bereich dieser Sollbruchstelle 11a statt. Am Sammelkasten 13 in unmittelbarer Nähe der Abstützfläche 12, welche ein Befestigungsprofil bildet, ist ein Befestigungsauge 14, ein so genannter Schraubdom angeordnet und ebenfalls an den Sammeikasten 13 angespritzt.
• Fig. 7 zeigt in einer analogen Darstellung wie Fig. 6 ein unteres Lager 15 des Kühlmittelkühlers 10, ebenfalls mit einem intakten, d. h. originären angespritzten Befestigungszapfen 16, welcher analog dem Befestigungszapfen 11 ebenfalls als Kühlerhalter dient und mit einem nicht dargestellten Entkopplungselement verbunden werden kann. Der Befestigungszapfen steht auf einer etwa kreisförmig ausgebildeten Abstützfläche 17, welche als kreisförmige Scheibe gegenüber dem Sammellasten 13 abgesetzt ist und ein Befestigungsprofil bildet. Am Fuße des Befestigungszapfens 16 ist ebenfalls eine Sollbruchstelle 16a in Form einer Kerbe angebracht. Neben der Abstützfläche 17 ist ebenfalls ein Schraubdom 18 angespritzt. Die Figuren 6 und 7 stellen somit den originären, d. h. Ausgangszustand des Kühlmittelkühlers 10 (vor dem Crash) dar.
• Fig. 8 zeigt - entsprechend der Darstellung gemäß Fig. 6 - den Kühler 10 nach einem Crash, d. h. mit abgebrochenem Befestigungszapfen 11 (vgl. Fig. 6), wobei die Bruchstelle bereits geglättet ist. Für gleiche Teile werden wiederum gleiche Bezugszahlen verwendet. Die Abstützplatte 12 weist somit eine glatte Abstützfläche sowie Seitenflächen 12a, 12b auf. Oberhalb der Abstützfläche 12 ist in Explosivdarstellung eine Hilfsabstützung 19 dargestellt, welche aus einer Befestigungsplatte 19a sowie einem Hilfszapfen 19b besteht. Die Befestigungsplatte 19a entspricht in ihrer Form der Abstützfläche 12 und weist daher abgewinkelte Randstreifen 19b, 19c auf. Zusätzlich ist an der Hilfsabstützung 19 eine Befestigungslasche 19d mit einer Bohrung 19e vorgesehen. Die gesamte Hilfsabstützung 19 ist vorzugsweise einstückig ausgebildet, beispielsweise als Blechteil oder als Kunststoffspritzteil. Eine Befestigungsschraube 20, vorzugsweise mit selbstschneidendem, nicht dargestelltem Gewinde, ist für die Verbindung der Hilfsabstützung 19 mit dem Schraubdom 14 vorgesehen.
• Fig. 9 zeigt den Kühler 10 mit montierter Hilfsabstützung 19, d. h. nach Fertigstellung der Reparatur. Anstelle des originären Befestigungszapfens 11 (vgl. Fig. 6) ist der Hilfszapfen 19b getreten, welcher dieselbe Form aufweist und dieselbe Funktion wie der originäre Zapfen übernimmt. Die Befestigungsplatte 19a liegt auf der Abstützplatte 12 auf und umgreift diese formschlüssig. Die Befestigungsschraube 20 ist in den Schraubdom 14 eingeschraubt und verspannt die Hilfsabstützung 19 gegen den Sammelkasten 13.
• Fig. 10 zeigt - analog der Darstellung in Fig. 7 - das untere Lager 15 mit abgebrochenen Befestigungszapfen und geglätteter Bruchstelle, also nach einem Crash. Eine passende Hilfsabstützung 21 ist in Explosivdarstellung (vor der Montage) oberhalb der kreisförmigen Abstützfläche 17 dargestellt. Die Hilfsabstützung 21 ist analog der Hilfsabstützung 19 ausgebildet und weist eine Befestigungsplatte 21 a und einen Hilfszapfen 21 b auf. An der Befestigungsplatte 21 a sind ein teilweise umlaufender abgewinkelter Randstreifen 21 c sowie eine Befestigungslasche 21 d mit Befestigungsbohrung 21 e für eine Befestigungsschraube 22 vorgesehen.
• Fig. 11 zeigt das untere Lager 15 nach der Montage der Hilfsabstützung 21, d. h. nach erfolgter Reparatur, wobei die Befestigungsschraube 22 in den Schraubdom 18 eingeschraubt ist und damit eine Befestigung der Hilfsabstützung 21 am Sammelkasten 13 bewirkt. Der abgewinkelte Rand 21 c umschließt die Abstützplatte 17 und sorgt somit für einen Formschluss zwischen der Hilfsabstützung 21 und dem Sammelkasten 13. Somit sind das obere und das untere Lager des Kühlers vollständig repariert, und der Kühler 10 kann wie vorher im Kraftfahrzeug befestigt werden.
• Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel können die Kühlerhalterungen, vorzugsweise als Befestigungs- oder Lagerzapfen ausgebildet, auch an anderer Stelle des Kühlers oder Wärmeübertragers angeordnet sein, d. h. nicht am Sammelkasten, sondern beispielsweise im Bereich eines Seitenteiles. Die erfindungsgemäße Hilfsabstützung würde in einem solchen Falle an der Stelle der abgebrochenen (funktionsgestörten) Kühlerhalterung, also beispielsweise am Seitenteil befestigt werden . Ferner ist es möglich, die erfindungsgemäße Hilfsabstützung an anderen Wärmeübertragem, insbesondere an Ladeluftkühlern oder auch an einem Kühlmodul oder dem Rahmen eines Kühlmoduls anstelle der funktionsgestörten Halterungen anzubringen.

Claims (2)

1. Verfahren zur Befestigung eines Wärmeübertragers (5), insbesondere eines Kühlmittelkühlers in einem Kraftfahrzeug, der über originäre Befestigungselemente am Kraftfahrzeug abgestützt ist,
   wobei die originären Befestigungselemente im Falle einer Funktionsstörung durch eine nachrüstbare Hilfsabstützung (6, 7, 8) ausgetauscht werden,
   wobei die Hilfsabstützung einen Befestigungsbolzen (6) aufweist, der in eine Bohrung (4) eingesetzt wird, welche im Bereich des entfernten originären Befestigungselementes (3, 3a) in einem Befestigungssockel (2) des Wärmeübertragers (5) angeordnet ist, und wobei der Befestigungsbolzen (6) mit dem Befestigungssockel (2) verschraubt wird,
   dadurch gekennzeichnet dass
   der Befestigungsbolzen (6) eine Hülse (7) durchsetzt, welche durch den Befestigungsbolzen (6) gegenüber dem Befestigungssockel (2) verspannt wird, und dass der Befestigungsbolzen (6) in eine Befestigungsmutter (8) eingeschraubt wird, die formschlüssig in einer, von zwei inneren Rippen (2c, 2d) gebildeten Aufnahme am Befestigungssockel (2) gehalten ist.
2. Verfahren nach Anspruche 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungssockel (2) einstückig mit einem Sammelkasten (1) des Wärmeüberbagers (5) verbunden ist.

Images