WO2024046590A1

WO2024046590A1 - Befestigungsanordnung und verfahren zum befestigen einer kraftfahrzeugkomponente an einer tragstruktur eines kraftfahrzeugs

Info

Publication number: WO2024046590A1
Application number: PCT/EP2022/080658
Authority: WO
Inventors: Benjamin Grothe; Theodor Hüser; Dominik NIESS; Jianqiu ZHANG
Original assignee: HELLA GmbH & Co. KGaA
Priority date: 2022-08-31
Filing date: 2022-11-03
Publication date: 2024-03-07

Abstract

Befestigungsanordnung mit einer Kraftfahrzeugkomponente (12), und einer Tragstruktur (14) eines Kraftfahrzeugs, welche eingerichtet ist, die Kraftfahrzeugkomponente (12) aufzunehmen, wobei eine Verbindungsvorrichtung (20) zur schwenkbaren Verbindung der Kraftfahrzeugkomponente (12) an der Tragstruktur (14) vorhanden ist, mit mindestens einem komponentenseitigen Verbindungselement (22, 42) und mindestens einem das komponentenseitige Verbindungselement (22, 42) aufnehmenden tragstrukturseitigen Verbindungselement (24, 44), wobei die Kraftfahrzeugkomponente (12) im gekoppelten Zustand der Verbindungsvorrichtung (20) um eine durch die Verbindungsvorrichtung (20) definierte Schwenkachse (S) schwenkbar ist, und eine Arretiervorrichtung (60) zur Arretierung der Kraftfahrzeugkomponente (12) an der Tragstruktur (14) vorhanden ist, mit mindestens einem komponentenseitigen Arretierelement (62) und mindestens einem tragstrukturseitigen Arretierelement (64), wobei das komponentenseitige Arretierelement (62) und das tragstrukturseitige Arretierelement (64) durch eine Schwenkbewegung der Kraftfahrzeugkomponente (12) um die Schwenkachse (S) der Verbindungsvorrichtung (20) zusammenführbar sind.

Description

Befestigungsanordnung und Verfahren zum Befestigen einer Kraftfahrzeugkomponente an einer Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung mit einer Kraftfahrzeugkomponente und einer Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrzeugs, wobei die Tragstruktur eingerichtet ist, die Kraftfahrzeugkomponente aufzunehmen. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Befestigen einer Kraftfahrzeugkomponente an einer Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Befestigungsanordnungen sind üblicherweise derart ausgeführt, dass die Kraftfahrzeugkomponente ausschließlich in eine der drei Raumrichtungen so weit translatorisch verlagert wird, bis diese mit den Befestigungsabschnitten an der Tragstruktur anliegt. Anschließend wird die Kraftfahrzeugkomponente über die Befestigungsabschnitte an der Tragstruktur befestigt. Dies erfolgt üblicherweise über zusätzliche Befestigungsmittel, insbesondere Schrauben.

Problematisch ist es, dass der für die Kraftfahrzeugkomponente zur Verfügung stehende Bauraum relativ klein und schwer zugänglich ist, wodurch eine Montage der Kraftfahrzeugkomponente relativ aufwendig ist. Hierbei ist einerseits das Hineinführen der Kraftfahrzeugkomponente und andererseits die Zugänglichkeit zu den Befestigungsmitteln zur Befestigung der Kraftfahrzeugkomponente an der Tragstruktur des Kraftfahrzeugs nur mit einem enormen Aufwand möglich. Problematisch ist weiterhin, dass die Kraftfahrzeugkomponente üblicherweise über eine Mehrzahl von separaten Befestigungsmitteln an der Tragstruktur befestigt wird, wodurch der Montageaufwand und der Kostenaufwand relativ hoch ist. Außerdem muss an jedem Befestigungsmittel Bauraum für ein Werkzeug im Montagevorgang bereitgestellt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine

Befestigungsanordnung und ein Verfahren bereitzustellen, durch welche die Kraftfahrzeugkomponente trotz des beschränkten Bauraums auf eine einfache, kostengünstige und zuverlässige Weise an der Tragstruktur befestigt werden kann.

Die Aufgabe wird durch eine Befestigungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Außerdem wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.

Die Befestigungsanordnung umfasst erfindungsgemäß eine Verbindungsvorrichtung und eine Arretiervorrichtung, welche gemeinsam zur Befestigung der Kraftfahrzeugkomponente an der Tragstruktur dienen. Erst wenn die Verbindungsvorrichtung und die Arretiervorrichtung sich in einem gekoppelten Zustand befinden, ist die Kraftfahrzeugkomponente an der Tragstruktur endmontiert.

Die Verbindungsvorrichtung weist ein komponentenseitiges Verbindungselement auf, welches an der Kraftfahrzeugkomponente, insbesondere an einem Gehäuse der Kraftfahrzeugkomponente, angeordnet ist. Die Verbindungsvorrichtung weist außerdem ein, vorzugsweise als metallisches Blech-Biege-Teil ausgeführtes, tragstrukturseitiges Verbindungselement auf, welches an der Tragstruktur angeordnet ist und mit diesem fest verbunden ist, insbesondere verschweißt ist. Das tragstrukturseitige Verbindungselement ist komplementär zum komponentenseitigen Verbindungselement ausgeführt, so dass zwischen den Verbindungselementen eine Verbindung hergestellt werden kann.

Die Verbindungselemente sind derart ausgeführt, dass in einem montierten Zustand der Verbindungsvorrichtung, d.h. bei einer Verbindung zwischen dem komponentenseitigen Verbindungselement und dem tragstrukturseitigen Verbindungselement, die Kraftfahrzeugkomponente um eine Schwenkachse weiterhin verdrehbar ist. Damit wird die Kraftfahrzeugkomponente durch die Verbindungsvorrichtung nur teilweise, d.h. nicht in alle Raumrichtungen bzw.

Verdrehrichtungen, an der Tragstruktur fixiert, und gezielt eine Schwenkbewegung um eine vordefinierte Schwenkachse zugelassen. Die Arretiervorrichtung umfasst ein komponentenseitiges Arretierelement und ein tragstrukturseitiges Arretierelement. Das komponentenseitige Arretierelement ist vorzugsweise einstückig mit einem Gehäuse der Kraftfahrzeugkomponente hergestellt. Das tragstukturseitige Arretierelement bildet das Gegenstück zum komponentenseitigen Arretierelement, wobei die Arretierelemente in einem miteinander befestigten Zustand in keine der Raumrichtungen und Drehrichtungen relativ zueinander bewegbar sind.

Bei der Montage der Kraftfahrzeugkomponente an der Tragstruktur wird zunächst das komponentenseitige Verbindungselement und das tragstrukturseitige Verbindungselement durch eine translatorische Verlagerung der Kraftfahrzeugkomponente in eine Montagerichtung miteinander verbunden. Dabei wird die gesamte Kraftfahrzeugkomponente ausgehend von einer Endmontageausrichtung um die Schwenkachse um 90° verdreht und anschließend in Richtung der Tragstruktur, d.h. in Richtung des tragstukturseitigen Verbindungselements, translatorisch verlagert, bis die Verbindungselemente miteinander verbunden sind. Anschließend wird die Kraftfahrzeugkomponente um die zuvor geschwenkten 90° wieder zurückgeschwenkt, wodurch die Arretierelemente, welche vor der Schwenkbewegung voneinander beabstandet waren, zusammengeführt werden. Im zusammengeführten Zustand liegt das komponentenseitige Arretierelement an dem tragstrukturseitigen Arretierelement an und kann mit diesem fest verbunden werden. Die 90°-Schwenkbewegung ist beispielhaft genannt. Alternativ kann die Kraftfahrzeugkomponente auch um 80, 70, 45° oder auch einen anderen Winkel um die Schwenkachse geschwenkt werden.

Durch eine derartige Befestigungsanordnung kann die Kraftfahrzeugkomponente auch bei einem beschränkten Bauraum zuverlässig montiert werden, wobei insbesondere ermöglicht wird, dass die Kraftfahrzeugkomponente in einer ersten, nicht der endmontierten Ausrichtung entsprechenden Ausrichtung in den für die Kraftfahrzeugkomponente zur Verfügung stehenden Raum eingeführt sowie teilweise mit der Tragstruktur verbunden werden kann und anschließend in eine zweite, dem Endmontagezustand entsprechende Ausrichtung bewegt, d.h. verdreht, und über die Arretiervorrichtung endgültig an der Tragstruktur fixiert werden kann. Dadurch kann insbesondere das Problem gelöst werden, dass die Kraftfahrzeugkomponente in ihrer endmontierten Ausrichtung aufgrund eines relativ engen Bereichs nicht in den dafür vorgesehenen Raum hineingeführt werden kann. Durch das Hineinführen der Kraftfahrzeugkomponente in der geschwenkten Ausrichtung kann die Kraftfahrzeugkomponente, welche in der geschwenkten Ausrichtung eine vergleichsweise zur endmontierten Ausrichtung geringere, für den engen Bereich relevante Erstreckung aufweist, in den dafür vorgesehenen Raum translatorisch bewegt werden. Durch das anschließende Zurückschwenken der Kraftfahrzeugkomponente kann die Kraftfahrzeugkomponente in der vorgesehenen Endausrichtung montiert werden.

Vorzugsweise weist die Verbindungsvorrichtung zwei komponentenseitige Verbindungselemente und zwei tragstrukturseitige Verbindungselemente auf, wobei ein erstes komponentenseitiges Verbindungselement und ein zweites komponentenseitiges Verbindungselement in Richtung der Schwenkachse beabstandet und fluchtend zueinander angeordnet sind. Die Verbindungselemente sind derart ausgeführt und an der Schwenkachse angeordnet, dass die Kraftfahrzeugkomponente im montierten Zustand der Verbindungsvorrichtung um die Schwenkachse schwenkbar ist. Vorzugsweise sind die beiden komponentenseitigen Verbindungselemente in Richtung der Schwenkachse betrachtet an den Endbereichen der Kraftfahrzeugkomponente angeordnet. Dadurch, dass zwischen den beiden Verbindungselementen ein möglichst großer Abstand vorliegt, kann eine Verkippung der Kraftfahrzeugkomponente um eine senkrecht zur Schwenkachse ausgerichtete Achse verhindert werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das komponentenseitige Arretierelement der Arretiervorrichtung in Richtung der Schwenkachse zwischen den beiden komponentenseitigen Verbindungselementen, d.h. mittig zwischen den beiden Verbindungselementen, angeordnet.

Die Arretierelemente sollen grundsätzlich derart ausgerichtet und positioniert sein, dass die Zugänglichkeit zur Verbindung des komponentenseitigen Arretierelements an dem tragstrukturseitigen Arretierelement auf eine einfache Weise möglich ist. Vorzugsweise ist das komponentenseitige Arretierelement bezogen auf die Schwenkachse radial, d.h. in Tiefenrichtung und/oder in Höhenrichtung der Kraftfahrzeugkomponente, beabstandet zum komponentenseitigen Verbindungselement angeordnet. Insbesondere ist das komponentenseitige Arretierelement an einer zum komponentenseitigen Verbindungselement entgegengesetzten Seite bzw. Ecke der Kraftfahrzeugkomponente angeordnet. Bei einer Schwenkbewegung der Kraftfah rzeug ko m ponente um die Schwenkachse verlagert sich die zum komponentenseitigen Verbindungselement gegenüberliegende Ecke und damit das komponentenseitige Arretierelement in Richtung der Tragstruktur, bis das komponentenseitige Arretierelement an dem tragstrukturseitigen Arretierelement anliegt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Verbindungselemente miteinander verrastet. Bei der Montage der Kraftfahrzeugkomponente an der Tragstruktur wird die Kraftfahrzeugkomponente und dadurch das komponentenseitige Verbindungselement translatorisch so weit in Montagerichtung bewegt, bis das komponentenseitige Verbindungselement in das tragstrukturseitige Verbindungselement eingreift. Das tragstrukturseitige Verbindungselement begrenzt eine Öffnung, durch welche das komponentenseitige Verbindungselement während der Verlagerung in die Montagerichtung bewegt werden muss und welche zumindest geringfügig kleiner als die dafür relevante Erstreckung des komponentenseitigen Verbindungselements ausgeführt ist. Um das komponentenseitige Verbindungselement in das tragstrukturseitige Verbindungselement einzuführen, muss die Kraft in Montagerichtung erhöht werden. Dabei verformt sich das komponentenseitige Verbindungselement und/oder das tragstrukturseitige Verbindungselement. Zum Herausbewegen des komponentenseitigen Verbindungselements aus dem tragstrukturseitigen Verbindungselement ist wiederum eine erhöhte Kraft entgegen der Montagerichtung erforderlich. Damit ist das komponentenseitige Verbindungselement über eine Rastverbindung mit dem tragstrukturseitigen Verbindungselement verbunden. Ein unerwünschtes Lösen der Verbindung zwischen den Verbindungselementen, insbesondere beim Schwenkvorgang der Kraftfahrzeugkomponente, kann dadurch zuverlässig verhindert werden.

Vorzugsweise sind die Verbindungselemente in Richtung der Schwenkachse formschlüssig miteinander verbunden. In einer ersten bevorzugten Ausgestaltung weist eines der Verbindungselemente einen Radialvorsprung auf und das andere Verbindungselement weist eine Aussparung auf, wobei der Radialvorsprung in die Aussparung eingreift. In einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung weist eines der Verbindungselemente zwei Radialstege auf, wobei das andere Verbindungselement axial, d.h. in Richtung der Schwenkachse, zwischen den beiden Radialstegen angeordnet ist. Dabei schlägt das zwischen den beiden Radialstegen angeordnete Verbindungselement axial, d.h. in Richtung der Schwenkachse, an den Radialstegen an, wodurch die Verbindungselemente in Richtung der Schwenkachse formschlüssig miteinander verbunden sind. Bei einer dritten bevorzugten Ausgestaltung, wobei zwei komponentenseitige Verbindungselemente und zwei tragstrukturseitigen Verbindungselemente vorhanden sind, weisen die tragstrukturseitigen Verbindungselemente an den zueinander abgewandten Axialenden oder an den zueinander zugewandten Axialenden jeweils einen Radialsteg auf oder die tragstrukturseitigen Verbindungselemente weisen an den zueinander abgewandten Axialenden oder an den zueinander zugewandten Axialenden jeweils einen Radialsteg auf. Beispielsweise weisen beide tragstrukturseitigen Verbindungselemente einen Radialsteg an den beiden zueinander abgewandten Axialenden auf, wobei die komponentenseitigen Verbindungselemente jeweils mit den zueinander abgewandten Stirnseiten an den entsprechenden Radialstegen axial anliegen. In allen drei Ausgestaltungen wird eine axiale Verlagerung der Kraftfahrzeugkomponente, d.h. in Richtung der Schwenkachse, zuverlässig verhindert.

Vorzugsweise ist eines der Verbindungselemente zylindrisch ausgeführt und das andere Verbindungselement weist einen zylindrischen Aufnahmeraum auf. Dadurch kann die Kraftfahrzeugkomponente zuverlässig an der Tragstruktur gelagert werden und eine Schwenkbewegung im bereits montierten Zustand der Verbindungsvorrichtung dennoch zugelassen werden. Das zylindrisch ausgeführte Verbindungselement ist insbesondere rollenartig ausgeführt. Zur Befestigung des rollenartigen Verbindungselements an der Kraftfahrzeugkomponente oder der Tragstruktur weist das Verbindungselement eine mittige Durchgangsöffnung auf, durch welche eine Schraube durchsteckbar ist, so dass das Verbindungselement an der Kraftfahrzeugkomponente oder der Tragstruktur verschraubt werden kann. Anstatt einer Schraube kann jedes andere stiftartige Element verwendet werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist eines der Verbindungselemente aus Kunststoff, insbesondere aus einem Elastomer hergestellt. Dadurch kann eine Dämpfung bereitgestellt werden, so dass eine Übertragung der im Betrieb der Kraftfahrzeugkomponente entstehenden Schwingungen auf die Tragstruktur reduziert werden kann, wodurch unerwünschte Anregungen der Tragstruktur und unerwünschte Geräuschentwicklungen reduziert bzw. verhindert werden können. Außerdem kann dadurch die Rastverbindung zwischen den Verbindungselementen ermöglicht werden, wobei das aus dem Elastomer hergestellte Verbindungselement sich an der Öffnung des anderen Verbindungselements elastisch verformt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist eines der Verbindungselemente mehrere über den Umfang verteilte, in Axialrichtung, d.h. in Richtung der Schwenkachse, erstreckende Durchgangsöffnungen auf, wodurch die Steifigkeit des Verbindungselements nochmals reduziert werden kann und die Dämpfung verbessert werden kann.

Vorzugsweise sind die Arretierelemente miteinander verschraubt. Dabei weist eines der Arretierelemente eine Durchgangsöffnung auf, durch welche eine Schraube durchgesteckt werden kann. Das andere Arretierelement weist ein Innengewinde auf, in welches die durch die Durchgangsöffnung des Arretierelements durchgesteckte Schraube eingeschraubt werden kann. Dadurch kann die Kraftfahrzeugkomponente zuverlässig an der Tragstruktur arretiert werden. Alternativ können die Arretierelemente auch auf eine andere bekannte Weise, beispielsweise eine Rastverbindung, aneinander befestigt werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung weist eines der Arretierelemente ein Dämpferelement auf. Das Dämpferelement ist vorzugsweise aus einem Elastomer hergestellt. Bei einer Verbindung des komponentenseitigen Arretierelements mit dem tragstrukturseitigen Arretierelement durch eine Schraubenverbindung weist eines der Arretierelemente eine Öffnung auf, in welche ein hülsenartiges Dämpferelement eingesetzt ist. Das Dämpferelement weist wiederum eine Durchgangsöffnung auf, in welcher eine Hülse eingesetzt ist. Eine Schraube wird durch die Hülse durchgesteckt und in das andere Verbindungselement eingeschraubt. Durch das Dämpferelement kann eine Übertragung der im Betrieb der Kraftfahrzeugkomponente entstehenden Schwingungen auf die Tragstruktur reduziert werden. Das Dämpferelement kann mehrere, über den Umfang verteilte Durchgangsöffnung aufweisen, wodurch die Steifigkeit des Dämpferelements reduziert wird und die Schwingungsdämpfung verbessert wird.

Vorzugsweise weist die Kraftfahrzeugkomponente einen Sicherungsvorsprung auf, welcher im endmontierten Zustand der Kraftfahrzeugkomponente das tragstrukturseitige Verbindungselement bzw. die Tragstruktur derart hintergreift, dass die Kraftfahrzeugkomponente an der Tragstruktur in Schwenkrichtung anschlägt und/oder entgegen der Montagerichtung formschlüssig an der Tragstruktur befestigt ist. Dadurch kann im endmontierten Zustand der Kraftfahrzeugkomponente ein Lösen der Rastverbindung zwischen den Verbindungselementen zuverlässig verhindert werden. Alternativ kann das tragstrukturseitige Verbindungselement einen Vorsprung aufweisen, welcher durch die Schwenkbewegung in eine Aussparung der der Kraftfahrzeugkomponente bewegt wird. Dadurch wird die Kraftfahrzeugkomponente im endmontierten Zustand auch entgegen der Montagerichtung formschlüssig fixiert.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Kraftfahrzeugkomponente ein Kühlmittelführungssystem. Das Kühlmittelführungssystem ist ein Bestandteil eines Kühlmittelsystems des Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrzeugs. Das Kühlmittelsystem dient der Kühlung der Antriebsbatterie, des Antriebsmotors nebst der dazu korrespondierenden Leistungselektronik sowie zur Kühlung eines Kältemittelkreislaufs zur Klimatisierung eines Innenraums des Kraftfahrzeugs. Das Kühlmittelführungssystem umfasst vorzugsweise einen Kühlmitteltank zur Bevorratung eines Kühlmittels und ein Ventil, wobei die Kühlmittelströme von drei mit dem Flüssigkeitstank fluidisch verbundene Kühlmittelkreisläufe über das Ventil gesteuert werden können.

Die Aufgabe der Erfindung wird außerdem durch ein Verfahren zum Befestigen einer Kraftfahrzeugkomponente an einer Tragstruktur eines Kraftfahrzeugs gelöst.

Dabei werden zunächst ein an der Kraftfahrzeugkomponente angeordnetes komponentenseitiges Verbindungselement und ein an der Tragstruktur angeordnetes tragstrukturseitiges Verbindungselement einer Verbindungsvorrichtung durch eine translatorische Verlagerung der Kraftfahrzeugkomponente miteinander verbunden, wobei die Kraftfahrzeugkomponente im gekoppelten Zustand mit der Tragstruktur um eine durch die Verbindungsvorrichtung definierte Schwenkachse schwenkbar ist. Anschließend werden ein an der Kraftfah rzeug ko m ponente angeordnetes komponentenseitiges Arretierelement und ein an der Tragstruktur angeordnetes tragstrukturseitiges Arretierelement einer Arretiervorrichtung durch eine Schwenkbewegung der Kraftfahrzeugkomponente um die Schwenkachse zusammengeführt. Abschließend werden die Arretierelemente miteinander fest verbunden.

Zu den Vorteilen des Verfahrens wird auf die vorhergehenden Absätze verwiesen.

Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung in Frontansicht,

Fig. 2 die Befestigungsanordnung aus Figur 1 in Seitenansicht und teilweise geschnittener Ansicht, und

Fig. 3a eine erste Ausführungsform einer Verbindungsvorrichtung der

Befestigungsanordnung aus Figur 1 , und

Fig. 3b eine zweite Ausführungsform einer Verbindungsvorrichtung der Befestigungsanordnung aus Figur 1 , und

Fig. 3c eine dritte Ausführungsform einer Verbindungsvorrichtung der Befestigungsanordnung aus Figur 1.

In den Figuren 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung 10 exemplarisch gezeigt.

Die Befestigungsanordnung 10 umfasst eine Kraftfahrzeugkomponente 12, welche vorliegend ein Kühlmittelführungssystem für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug, ist und ein Bestanteil eines Kühlmittelsystems des Elektrofahrzeugs ist. Das Kühlmittelsystem dient der Kühlung der Antriebsbatterie, des Antriebsmotors nebst der dazu korrespondierenden Leistungselektronik sowie zur Kühlung eines Kältemittelkreislaufs zur Klimatisierung eines Innenraums des Kraftfahrzeugs. Die als Kühlmittelführungssystem ausgebildete Kraftfahrzeugkomponente 12 umfasst einen Kühlmitteltank zur Bevorratung eines Kühlmittels und ein Ventil, wobei die Kühlmittelströme von beispielsweise drei, mit dem Flüssigkeitstank fluidisch verbundenen Kühlmittelkreisläufen über das Ventil gesteuert werden können.

Die Befestigungsanordnung 10 umfasst weiterhin eine Tragstruktur 14, welche ein Bestandteil eines Rohbaus des Kraftfahrzeugs ist oder mit dem Rohbau des Kraftfahrzeugs fest verbunden ist. Die Tragstruktur 14 dient der Aufnahme der Kraftfahrzeugkomponente 12.

Das Kraftfahrzeug weist eine Vielzahl von Komponenten auf, wodurch der Bauraum für jede einzelne Komponente stark beschränkt ist. Aus diesem Grund ist die Montage der Kraftfahrzeugkomponente 12 relativ aufwendig. Dabei ist zwar der für die Kraftfahrzeugkomponente 12 erforderliche Bauraum vorhanden, jedoch ist das Hineinführen der Kraftfahrzeugkomponente 12 an die dafür vorgesehene Stelle sowie die Zugänglichkeit zu den Befestigungsmitteln zur Befestigung der Kraftfahrzeugkomponente 12 an der Tragstruktur 14 des Kraftfahrzeugs üblicherweise nur mit einem hohen Aufwand möglich. Um die Montage der Kraftfahrzeugkomponente 12 zu vereinfachen, weist die Befestigungsanordnung 10 eine Verbindungsvorrichtung 20 und eine Arretiervorrichtung 60 auf.

Die Verbindungsvorrichtung 20 weist zwei komponentenseitige Verbindungselemente 22, 42, d.h. ein erstes komponentenseitiges Verbindungselement 22 und ein zweites komponentenseitiges Verbindungselement 42, auf. Außerdem weist die Verbindungsvorrichtung 20 zwei tragstrukturseitige Verbindungselemente 24, 44, d.h. ein erstes tragstrukturseitiges Verbindungselement 24 und ein zweites tragstrukturseitiges Verbindungselement 44 auf, wobei jeweils ein komponentenseitiges Verbindungselement 22, 42 und jeweils ein tragstrukturseitiges Verbindungselement 24, 44 komplementär zueinander ausgeführt sind.

Die komponentenseitigen Verbindungselemente 22, 42 sind rollenartig ausgeführt. Zur Befestigung der komponentenseitigen Verbindungselemente 22, 42 an der Kraftfahrzeugkomponente 12 weist diese jeweils zwei, parallel von einer Unterseite erstreckende Stege 28, 30, 48, 50 auf, welche einen Raum 32, 52 begrenzen, in welchem die rollenartigen Verbindungselemente 22, 42 angeordnet sind. Die Befestigung der komponentenseitigen Verbindungselemente 22, 42 an der Kraftfahrzeugkomponente 12 erfolgt dadurch, dass jeweils eine Schraube 26, 46 durch eine an einem der beiden, zueinander parallel verlaufenden Stegen 28, 50 ausgebildete Durchgangsöffnung 27 und durch eine Durchgangsöffnung 23 der Verbindungselemente 22, 42 durchgesteckt wird und in die dazugehörigen Stege 30, 48 eingeschraubt wird. Hierfür weisen die Stege 30, 48 eine Gewindebohrung 31 mit einem Innengewinde 33 auf. Die Verbindungselemente 22, 42 sind an einer durch die Verbindungsvorrichtung 20 definierten Schwenkachse S angeordnet.

Die tragstrukturseitigen Verbindungselemente 24, 44 sind an der Tragstruktur 14 befestigt und durch ein Blech-Biege-Teil ausgeführt. Die tragstrukturseitigen Verbindungselemente 24, 44 weisen einen derartigen C-förmigen Querschnitt auf, dass die tragstrukturseitigen Verbindungselemente 24, 44 einen umlaufenden, einen zylindrischen Aufnahmeraum 36, 56 begrenzenden Abschnitt 38, 58 mit einer sich mit der Schwenkachse S überlagerten Mittelachse und eine Öffnung 34, 54 aufweisen. Die Öffnungen 34, 54 weisen eine Erstreckung E auf, die kleiner als der Durchmesser D der komponentenseitigen Verbindungselemente 22, 42 ist. Beim Einsetzen der komponentenseitigen Verbindungselemente 22, 42 in den Aufnahmeraum 36, 56 wird das komponentenseitige Verbindungselement 22, 42 elastisch verformt, wobei sich das komponentenseitige Verbindungselement 22, 42 im Aufnahmeraum 36, 56 in den ursprünglichen Zustand verformt. Dadurch wird eine Rastverbindung hergestellt.

Die Arretiervorrichtung 60 umfasst ein komponentenseitiges Arretierelement 62 und ein tragstrukturseitiges Arretierelement 64. Das komponentenseitige Arretierelement 62 ist an der Kraftfahrzeugkomponente 12 vorgesehen, wobei das Arretierelement 62 ein laschenartiger Vorsprung ist und an einer den komponentenseitigen Verbindungselementen 22, 42 abgewandten Seite der Kraftfahrzeugkomponente 12 angeordnet ist. In anderen Worten ausgedrückt, sind das komponentenseitige Arretierelement 62 und die komponentenseitigen Verbindungselemente 22, 42 an zueinander entgegengesetzten Ecken der Kraftfahrzeugkomponente 12 angeordnet. Das komponentenseitige Arretierelement 62 weist außerdem ein Dämpferelement 66 auf, welches wiederum eine Hülse 68 aufnimmt. Bei der Montage der Kraftfahrzeugkomponente 12 wird durch die Hülse 68 eine Arretierschraube 70 durchgesteckt und in das tragstrukturseitige Arretierelement 64 eingeschraubt. Das tragstrukturseitige Arretierelement 64 ist an der Tragstruktur 14 angeordnet und weist ein Innengewinde 72 auf.

Die komponentenseitigen Verbindungselemente 22, 42 sowie das Dämpferelement 66 sind aus einem Elastomer hergestellt und weisen mehrere, über den Umfang verteilte, in den Figuren 3a, 3b und 3c bei dem Verbindungselement 22 gezeigte Durchgangsöffnungen 80, 82 auf, wodurch die Steifigkeit der Verbindungselemente 22, 42 und des Dämpferelements 66 nochmals reduziert wird. Dadurch kann im montierten Zustand der Kraftfahrzeugkomponente 12 an der Tragstruktur 14 eine Schwingungsdämpfung bereitgestellt werden und eine Anregung der Tragstruktur 14 durch die im Betrieb der Kraftfahrzeugkomponente 12 hervorgehenden Schwingungen reduziert werden.

Bei der Montage der Kraftfahrzeugkomponente12 an der Tragstruktur14 wird zunächst die Kraftfahrzeugkomponente 12 um 90° um eine durch die Verbindungsvorrichtung 20 definierte Schwenkachse S geschwenkt, wobei die Schwenkachse S durch die beiden komponentenseitigen Verbindungselemente 22, 42 verläuft. Anschließend wird die Kraftfahrzeugkomponente 12 translatorisch soweit in Richtung der Tragstruktur 14, d.h. in Montagerichtung MR, verlagert bis die komponentenseitigen Verbindungselemente 22, 42 an den Öffnungen 34, 54 der tragstrukturseitigen Verbindungselemente 24, 44 angeordnet sind. Anschließend erfolgt eine Verlagerung der Kraftfahrzeugkomponente 12 in die Montagerichtung MR mit einer erhöhten Kraft, wodurch die beiden komponentenseitigen Verbindungselemente 22, 42 sich aufgrund der Größenunterschiede zwischen den komponentenseitigen Verbindungselementen 22, 42 und den Öffnungen 34, 54 der tragstrukturseitigen Verbindungselemente 24, 44 verformen. Durch die Verformung der komponentenseitigen Verbindungselemente 22, 42 können die Verbindungselemente 22, 42 in den Aufnahmeraum 36, 56 der tragstrukturseitigen Verbindungselemente 24, 44 bewegt werden. Die komponentenseitigen Verbindungselemente 22, 42 sind dadurch mit den tragstrukturseitigen Verbindungselementen 24, 44 entgegen der Montagerichtung MR verrastet, wobei eine Drehung MSR der Kraftfahrzeugkomponente 12 um die Schwenkachse S weiterhin möglich ist. Im darauf anschließenden Schritt wird die Kraftfahrzeugkomponente 12 um die vor der translatorischen Bewegung der Kraftfahrzeugkomponente 12 geschwenkten 90° wieder zurückgeschwenkt, bis das komponentenseitige Arretierelement 62 und das tragstrukturseitige Arretierelement 64 zusammengeführt werden, d.h. aneinander anliegen. Abschließend werden die Arretierelemente 62, 64 durch die Arretierschraube 70 miteinander verschraubt.

Um die Rastverbindung zwischen den komponentenseitigen Verbindungselementen 22, 42 und den tragstrukturseitigen Verbindungselementen 24, 44 zu sichern, weist die Kraftfahrzeugkomponente 12 zwei Sicherungsvorsprünge 84 auf, welche die tragstrukturseitigen Verbindungselemente 24, 44 im montierten Zustand der Kraftfahrzeugkomponente 12 hintergreifen. Dadurch ist die Kraftfahrzeugkomponente 12 entgegen der Montagerichtung MR formschlüssig gesichert. Alternativ kann auch nur ein einziger Sicherheitsvorsprung 84 vorhanden sein.

Die Figuren 3a, 3b und 3c zeigen drei unterschiedliche Ausführungsformen zur axialen Sicherung der komponentenseitigen Verbindungselemente 22, 42, d.h. zur formschlüssigen Verbindung der komponentenseitigen Verbindungselemente 22, 42 an den tragstrukturseitigen Verbindungselementen 24, 44 in Richtung der Schwenkachse S. Die Figuren 3a, 3b und 3c zeigen exemplarisch das komponentenseitige Verbindungselement 22 und das tragstrukturseitige Verbindungselement 44. In der ersten Ausführungsform gemäß Figur 3a weisen die tragstrukturseitigen Verbindungselemente 24, 44 jeweils einen nach radial innen erstreckenden Radialvorsprung 90 auf und die komponentenseitigen Verbindungselemente 22, 42 weisen jeweils eine Aussparung 92 auf, wobei der Radialvorsprung 90 in die Aussparung 92 eingreift und mit den ringförmigen Stirnseiten axial an den Seitenflächen des Radialvorsprungs 90 anschlägt. In der zweiten Ausführungsform gemäß Figur 3b weisen die tragstrukturseitigen Verbindungselemente 24, 44 zwei, an jeweils einem Axialende angeordnete Radialstege 94, 96 auf, wobei das entsprechende komponentenseitige Verbindungselement 22, 42 zwischen den Radialstegen 94, 96 angeordnet ist und mit den Stirnseiten axial an den Radialstegen 94, 96 anschlägt. In der dritten Ausführungsform gemäß Figur 3c weisen die tragstrukturseitigen Verbindungselemente 24, 44 an den zueinander abgewandten Axialenden jeweils einen Radialsteg 98 auf. Alternativ können die Radialstege auch an den an den zueinander zugewandten Axialenden ausgebildet sein.

Damit wird eine Befestigungsanordnung 10 und ein Verfahren bereitgestellt, durch welche die Kraftfahrzeugkomponente 12 trotz des beschränkten Bauraums auf eine einfache, kostengünstige und zuverlässige Weise an der Tragstruktur 14 befestigt werden kann. Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern verschiedene Modifikationen denkbar sind. So können insbesondere die tragstrukturseitigen Verbindungselemente 24, 44 wie die komponentenseitigen Verbindungselemente 22, 42 und die komponentenseitigen Verbindungselemente 22, 42 entsprechend wie die tragstrukturseitigen Verbindungselemente 24, 44 ausgeführt sein, so dass die rollenartigen Elemente an der Tragstruktur 14 vorgesehen sind und die Aufnahmen dafür an der Kraftfahrzeugkomponente 12 vorgesehen sind. Auch können die Radialvorsprünge bzw. Radialstege 90, 94, 96, 98 an den komponentenseitigen Verbindungselementen 22, 42 vorgesehen sein, wobei die tragstrukturseitigen Verbindungselemente 24, 44 entsprechend angepasst sind. Außerdem kann die Befestigung des komponentenseitigen Arretierelements 62 an dem tragstrukturseitigen Arretierelement 64 beispielsweise durch eine Rastverbindung erfolgen. Ferner kann die Kraftfahrzeugkomponente 12 jede andere Komponente eines Kraftfahrzeugs sein, welche bei der Montage des Kraftfahrzeugs an der Tragstruktur 14 befestigt werden muss.

Bezugszeichenliste

10 Befestigungsanordnung

12 Kraftfahrzeugkomponente

14 Trag Struktur

20 Verbindungsvorrichtung

22 erstes komponentenseitiges Verbindungselement

23 Durchgangsöffnung

24 erstes tragstrukturseitiges Verbindungselement

27 Durchgangsöffnung

26 Schraube

28, 30 Steg

31 Gewindebohrung

32 Raum

33 Innengewinde

34 Öffnung

36 Aufnahmeraum

38 Abschnitt

42 zweites komponentenseitiges Verbindungselement

44 zweites tragstrukturseitiges Verbindungselement

46 Schraube

48, 50 Steg

52 Raum

54 Öffnung

56 Aufnahmeraum

58 Abschnitt

60 Arretiervorrichtung

62 komponentenseitiges Arretierelement

64 tragstrukturseitiges Arretierelement

66 Dämpferelement

68 Hülse

70 Arretierschraube 2 Innengewinde 0, 82 Durchgangsöffnungen 4 Sicherungsvorsprung 0 Radialvorsprung

92 Aussparung

94 Radialsteg

96 Radialsteg

98 Radialsteg

D Durchmesser

E Erstreckung

H Höhenrichtung

MR Montagerichtung

S Schwenkachse

T Tiefenrichtung

Claims

Patentansprüche

1. Befestigungsanordnung mit einer Kraftfahrzeugkomponente (12), und einer Tragstruktur (14) eines Kraftfahrzeugs, welche eingerichtet ist, die Kraftfahrzeugkomponente (12) aufzunehmen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindungsvorrichtung (20) zur schwenkbaren Verbindung der Kraftfahrzeugkomponente (12) an der Tragstruktur (14) vorhanden ist, mit mindestens einem komponentenseitigen Verbindungselement (22, 42) und mindestens einem das komponentenseitige Verbindungselement (22, 42) aufnehmenden tragstrukturseitigen Verbindungselement (24, 44), wobei die Kraftfahrzeugkomponente (12) im gekoppelten Zustand der Verbindungsvorrichtung (20) um eine durch die Verbindungsvorrichtung (20) definierte Schwenkachse (S) schwenkbar ist, und eine Arretiervorrichtung (60) zur Arretierung der Kraftfahrzeugkomponente (12) an der Tragstruktur (14) vorhanden ist, mit mindestens einem komponentenseitigen Arretierelement (62) und mindestens einem tragstrukturseitigen Arretierelement (64), wobei das komponentenseitige Arretierelement (62) und das tragstrukturseitige Arretierelement (64) durch eine Schwenkbewegung der Kraftfahrzeugkomponente (12) um die Schwenkachse (S) der Verbindungsvorrichtung (20) zusammenführbar sind.

2. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsvorrichtung (20) zwei komponentenseitige Verbindungselemente (22, 42) und zwei tragstrukturseitige Verbindungselemente (24, 44) aufweist, wobei ein erstes komponentenseitiges Verbindungselement (22) und ein zweites komponentenseitiges Verbindungselement (42) in Richtung der Schwenkachse (S) beabstandet und fluchtend zueinander angeordnet sind. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das komponentenseitige Arretierelement (62) in Tiefenrichtung (T) und/oder in Höhenrichtung (H) der Kraftfahrzeugkomponente (12) beabstandet zum komponentenseitigen Verbindungselement (22, 42) angeordnet ist. Befestigungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das komponentenseitige Verbindungselement (22, 42) und das tragstrukturseitige Verbindungselement (24, 44) miteinander verrastet sind. Befestigungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Verbindungselemente (22, 42; 24, 44) einen Radialvorsprung (90) aufweist und das andere Verbindungselement (22, 42; 24, 44) eine Aussparung (92) aufweist, wobei der Radialvorsprung (90) in die Aussparung (92) derart eingreift, dass das komponentenseitige Verbindungselement (22, 42) in Richtung der Schwenkachse (S) formschlüssig mit dem tragstrukturseitigen Verbindungselement (24, 44) verbunden ist. Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Verbindungselemente (22, 42; 24, 44) zwei Radialstege (94, 96) aufweist, wobei das andere Verbindungselement (22, 42; 24, 44) in Richtung der Schwenkachse (S) zwischen den beiden Radialstegen (94, 96) angeordnet ist. Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die tragstrukturseitigen Verbindungselemente (24, 44) an den zueinander abgewandten Axialenden oder an den zueinander zugewandten Axialenden jeweils einen Radialsteg (98) aufweisen oder die komponentenseitigen Verbindungselemente (22, 42) an den zueinander abgewandten Axialenden oder an den zueinander zugewandten Axialenden jeweils einen Radialsteg aufweisen. Befestigungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Verbindungselemente (22, 42; 24, 44) zylindrisch ausgeführt ist und das andere Verbindungselement (22, 42; 24, 44) einen zylindrischen Aufnahmeraum (36, 56) aufweist. Befestigungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Verbindungselemente (22, 42; 24, 44) aus einem Elastomer hergestellt ist. Befestigungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Verbindungselemente (22, 42; 24, 44) mehrere über den Umfang verteilte Durchgangsöffnungen (80, 82) aufweist. Befestigungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das komponentenseitige Arretierelement (62) mit dem tragstrukturseitigen Arretierelement (64) verschraubt ist. Befestigungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Arretierelemente (62, 64) ein Dämpferelement (66) aufweist. Befestigungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftfahrzeugkomponente (12) einen Sicherungsvorsprung (84) aufweist, welcher im endmontierten Zustand der Kraftfahrzeugkomponente (12) das tragstrukturseitige Verbindungselement (24, 44) derart hintergreift, dass die Kraftfahrzeugkomponente (12) an der Tragstruktur (14) in Schwenkrichtung anschlägt und/oder entgegen einer Montagerichtung (MR) formschlüssig an der Tragstruktur (14) befestigt ist. Befestigungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftfahrzeugkomponente (12) ein Kühlmittelführungssystem ist. Verfahren zum Befestigen einer Kraftfahrzeugkomponente (12) an einer Tragstruktur (14) eines Kraftfahrzeugs, wobei ein an der Kraftfahrzeugkomponente (12) angeordnetes komponentenseitiges Verbindungselement (22, 42) und ein an der Tragstruktur (14) angeordnetes tragstrukturseitiges Verbindungselement (24, 44) einer Verbindungsvorrichtung (20) durch eine translatorische Verlagerung der Kraftfahrzeugkomponente (12) in Montagerichtung (MR) miteinander verbunden werden, wobei die Kraftfahrzeugkomponente (12) im gekoppelten Zustand mit der Tragstruktur (14) um eine durch die Verbindungsvorrichtung (20) gebildete Schwenkachse (S) schwenkbar ist, anschließend ein an der Kraftfahrzeugkomponente (12) angeordnetes komponentenseitiges Arretierelement (62) und ein an der Tragstruktur (14) angeordnetes tragstrukturseitiges Arretierelement (64) der Arretiervorrichtung (60) durch eine Schwenkbewegung der Kraftfahrzeugkomponente (12) um die Schwenkachse (S) zusammengeführt werden, und abschließend die Arretierelemente (62, 64) fest miteinander verbunden werden.