DE102006037761B4

DE102006037761B4 - Befestigungsanordnung für einen Ladeluftkühler und einen Wasserkühler

Info

Publication number: DE102006037761B4
Application number: DE102006037761.3A
Authority: DE
Inventors: Uwe Trostmann; Jörg Ohlhoff; Marco Schmidt
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2006-08-11
Filing date: 2006-08-11
Publication date: 2018-08-30
Anticipated expiration: 2026-08-12
Also published as: DE102006037761A1

Abstract

Befestigungsanordnung für einen einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zugeordneten Ladeluftkühler (1) und einen Wasserkühler (2), mit im Wesentlichen beiderseits der Längserstreckung des Wasserkühlers (2) angeordneten, eine Aufnahme (8, 9) aufweisenden in einer Halterstruktur des Kraftfahrzeugs festlegbaren Fixiermitteln (3, 4), wobei der Ladeluftkühler (1) mit einer Aufnahme (8, 9) für die Fixiermittel (3, 4) des Wasserkühlers (2) in der Ebene der Haupterstreckung des Wasserkühlers (2) zwischen diesem und der Haltestruktur ausgestattet ist, wobei der Ladeluftkühler (1) entsprechend den Fixiermitteln (3, 4) des Wasserkühlers (2) ausgeführte Fixiermittel (3, 4) zur Fixierung an der Halterstruktur aufweist und wobei beide Fixiermittel (3, 4) des Wasserkühlers (2) zusätzlich einen in der Ebene der Haupterstreckung des Wasserkühlers (2) und sich in Richtung einer linearen Fügebewegung zur abschließenden Verbindung des Ladeluftkühlers (1) mit dem Wasserkühler (2) vorspringenden Zapfen (5) aufweisen, der mit entsprechenden Zapfen (6) des Ladeluftkühlers übereinstimmt, sodass der Wasserkühler (2) auch ohne Zwischenschaltung des Ladeluftkühlers (1) an der Haltestruktur fixierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung für einen einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zugeordneten Ladeluftkühler und für einen Wasserkühler, mit im Wesentlichen beiderseits der Längserstreckung des Wasserkühlers angeordneten, eine Aufnahme aufweisenden in einer Halterstruktur des Kraftfahrzeugs festlegbaren Fixiermitteln.
Ein Wasserkühler wird bei modernen Verbrennungsmotoren üblicherweise verwendet und dient zur Rückkühlung des zur Abkühlung des Motors verwendeten Wassers. Insbesondere ist die Kühlung der im Betrieb heißen Zylinder erforderlich, um eine Beschädigung der Kolben an der Zylinderwand zu verhindern und ein Verbrennen des Schmiermittels zu vermeiden.
Als Befestigungsmittel dienen am Kühlerblock ausgebildete Befestigungsflansche oder Befestigungsschienen, gegebenenfalls mit speziell ausgebildeten und in diese einsetzbaren Schraubenmuttern, an denen die Gehäuse mit gegebenenfalls ebenfalls besonders ausgebildeten Schrauben oder Bolzen befestigt sind.
Demgegenüber werden Ladeluftkühler als Zusatzaggregate in Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt und dienen dem Abkühlen von in diese einzuspeisender, bereits vorverdichteter Luft zum Zwecke einer weiteren Verdichtung und damit einer Steigerung der Ausgangsleistung der Verbrennungskraftmaschinen. Dazu weist der einen Wärmetauscher darstellende Ladeluftkühler einen Kühlerblock mit einem Röhrensystem auf, das von einem Kühlmedium durchströmt wird. Zur Verbesserung des Wärmeaustauschs ist das Röhrensystem mit Rippen oder Lamellen versehen. Der Kühlerblock ist von einem gegenüber diesem abgedichteten Gehäuse für die Ladeluftdurchleitung umgeben, wie es beispielsweise aus der EP 0 036 756 B1 oder der EP 0 343 565 A2 bekannt ist.
Aus der DE 43 32 919 A1 , die einen Wasserkühler mit einem daran befestigten Ladeluftkühler zum Gegenstand hat, ist eine Befestigungsanordnung mit Befestigungsmitteln bekannt, die jeweils aus einer selbstsichernden Schraube am Ladeluftkühler, die an diesem in einer Führung mit einer elastischen Auskleidung formschlüssig anliegt, und einer Öffnung für diese Schraube an der Schmalseite des Wasserkühlers gebildet ist, wobei der Rand der Öffnung von der Schraube hintergreifbar ist. Die Befestigung des Wasserkühlers erfolgt durch Einstecken desselben von oben in den Ladeluftkühler und Arretierung durch im unteren Bereich angeordnete Arretierungselemente und anschließendes Einschrauben der Schrauben in die Öffnungen.
Die Anordnung oder Ausbildung von Befestigungsmitteln am Kühlerblock für ein diesen umgebendes Kühlluftgehäuse oder eine Kühlluftzuführungshaube ist hinsichtlich des Erstellungsaufwandes infolge von Metallbearbeitungsvorgängen, aber auch hinsichtlich der Montage und einer Demontage relativ aufwendig.
Weiterhin beschreibt die DE 196 45 507 A1 eine Befestigungsanordnung für eine Luftführungshaube an einem Ladeluftkühler, der zwei einander gegenüberliegend an einem quaderförmigen Kühlerblock angeordnete Luftleitkästen für den Ladelufteintritt und den Ladeluftaustritt aufweist. Die Luftführungshaube ist an der Kühllufteintrittsseite lösbar mit Befestigungselementen an den Luftleitkästen und zwischen diesen angeordnet. Hierzu dienen wenigstens eine Haltelasche aus Kunststoff mit wenigstens einer an dem einen Luftleitkasten angeordneten Zunge von im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt und auf der der Haltelasche gegenüberliegenden Seite zwei Rastglieder aus Kunststoff für zwei im Abstand an dem anderen Luftleitkasten angeordnete Rastelemente.
In der DE 44 25 350 A1 wird eine Befestigungsanordnung für einen einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges zugeordneten Ladeluftkühler und einen Wasserkühler beschrieben. Die Befestigungsanordnung weist im Wesentlichen beiderseits der Längserstreckung des Wasserkühlers angeordneten Fixiermitteln auf, wobei der Ladeluftkühler mit einer Aufnahme (Gegenlager) für die Fixiermittel (Zapfen) des Wasserkühlers in der Ebene der Haupterstreckung des Wasserkühlers ausgestattet ist. Ohne die Zuhilfenahme von Schraubwerkzeugen soll eine sichere und dauerhafte Verbindung zwischen Ladeluft- und Wasserkühler hergestellt werden.
Die DE 10 2005 040 607 A1 offenbart eine Befestigungsanordnung zur gegenseitigen Befestigung eines Kühlmittelkühlers für eine Brennkraftmaschine und eines Kondensators einer Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug. Die Befestigung des Kondensators am Kühlmittelkühler erfolgt dabei ohne weitere Hilfsmittel durch an den Kühlmittelkästen des Kühlers angespritzte Haltemittel. Der Kühler weist an seinen Kühlmittelkästen zwei unten angeordnete,
vorspringende Befestigungszapfen und zwei obere Befestigungsarme auf, über welche der Kühler in dem Kraftfahrzeug fixiert ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Befestigungsanordnung für einen Ladeluftkühler und für einen Wasserkühler nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die eine schnelle Montage und eine hohe Prozesssicherheit ermöglicht. Ferner sollen der Fertigungsaufwand und der erforderliche Bauraum reduziert werden.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Befestigungsanordnung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß ist also eine Befestigungsanordnung vorgesehen, bei welcher der Ladeluftkühler mit einer Aufnahme für die Fixiermittel des Wasserkühlers in der Ebene der Haupterstreckung des Wasserkühlers zwischen diesem und der Haltestruktur ausgestattet ist, wobei der Ladeluftkühler entsprechend den Fixiermitteln des Wasserkühlers ausgeführte Fixiermittel zur Fixierung an der Halterstruktur aufweist. Hierdurch wird eine einfache, prozessichere und schnelle Montage des Wasserkühlers mit dem Ladeluftkühler geschaffen.
Dabei kann der Wasserkühler auch ohne den Ladeluftkühler an der Haltestruktur im Frontend des Kraftfahrzeuges fixiert werden, so dass wahlweise ein modularer Aufbau ohne zusätzliche Fixierungen geschaffen wird. Zugleich wird dadurch ein reduzierter Bauraum realisiert. Insbesondere sind hierzu die als untere Lagerzapfen ausgeführten Fixiermittel am Wasserkühler und an dem Ladeluftkühler übereinstimmend bzw. mit einem übereinstimmenden Funktionsabschnitt ausgeführt.
Die Fixiermittel könnten jeweils als eine axial zu fügende Steckverbindung ausgestaltet sein. Besonders vorteilhaft ist es hingegen, wenn die Aufnahme für die Fixiermittel des Wasserkühlers ein erstes Fixiermittel zur formschlüssigen Fixierung und ein zweites Fixiermittel mit einer Schiebeführung aufweist. Hierdurch wird einerseits eine versehentliche seitenverkehrte Anordnung des Wasserkühlers und des Ladeluftkühlers an der Haltestruktur aufgrund der abweichenden Fixiermittel vermieden, andererseits wird dadurch die Montage vereinfacht. Insbesondere wird also mittels des ersten, formschlüssigen Fixiermittels bereits einseitig die vorbestimmte Endposition festgelegt, während der sich daraus ableitende Freiheitsgrad der Montagebewegung derart eingeschränkt ist, dass sich eine selbsterklärende Fügebewegung für den Monteur unmittelbar und eindeutig ergibt.
Eine weitere besonders praxisgerechte Abwandlung der vorliegenden Erfindung wird auch dann erreicht, wenn die formschlüssige Fixierung einen im Wesentlichen rechteckigen Vorsprung und eine den Vorsprung aufnehmende Aufnahme aufweist, um so eine zuverlässige Fixierung bei zugleich optimaler Überprüfbarkeit des Montageprozess zu erreichen. Insbesondere ist die Aufnahme hierzu als eine Durchbrechung in dem Profil ausgeführt, so dass der darin gehaltene Vorsprung auch von außen erkennbar ist.
Weiterhin hat es sich als besonders sinnvoll erwiesen, wenn der Vorsprung in der Ebene der Haupterstreckung des Wasserkühlers angeordnet ist und somit eine ausschließliche Fügebewegung in der Ebene der Haupterstreckung des Wasserkühlers gestattet, um auf diese Weise auch unter räumlich stark eingeschränkten Einbaubedingungen eine problemlose Montage zu erreichen.
Die formschlüssige Fixierung könnte zumindest abschnittsweise elastische Eigenschaften aufweisen, um im Anschluss an die erfolgte einseitige Fixierung das zweite Fixiermittel problemlos fügen zu können. Besonders zweckmäßig ist hingegen eine Abwandlung der vorliegenden Erfindung, bei welcher die formschlüssige Fixierung ein eine eingeschränkte Schwenkbeweglichkeit in der Haupterstreckungsebene des Wasserkühlers gestattendes Toleranzmaß aufweist. Hierdurch wird also der Bewegungsfreiheitsgrad des Wasserkühlers bei einseitiger, formschlüssger Fixierung gezielt auf die Fügebewegung zur Durchführung der gegenüberliegenden Fixierung des zweiten Fixiermittels begrenzt. Auf diese Weise wird die Prozesssicherheit erhöht und zugleich die Montagedauer verkürzt.
Die Schiebeführung könnte derart bemessen oder mit entsprechend verformbaren Bereichen ausgestattet sein, dass sich eine Klemmfixierung des Wasserkühlers in der vorbestimmten Montagestellung in der Schiebeführung des zweiten Fixiermittels ergibt. Besonders einfach ist hingegen eine Ausgestaltung, bei der die Schiebeführung mit einer die Relativposition des Wasserkühlers gegenüber dem Ladeluftkühler festlegenden Rastverbindung ausgestattet ist. Hierdurch wird das Erreichen der vorbestimmten Montagestellung durch das Einrasten der beispielsweise als Clipverbindung ausgeführten Rastverbindung bei der Montage für den Monteur ersichtlich oder haptisch wahrnehmbar, so dass der Montageprozess mit reproduzierbarer Genauigkeit durchführbar ist. Die Rastverbindung kann dabei wahlweise lösbar oder unlösbar ausgeführt sein.
Der Wasserkühler und der Ladeluftkühler könnten grundsätzlich in verschiedenen Ebenen angeordnet sein. Besonders sinnvoll ist hingegen eine Weiterbildung, bei welcher der Wasserkühler und der Ladeluftkühler in einer gemeinsamen vertikalen Ebene übereinander angeordnet sind und damit von der zugeführten Luftströmung im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs gleichermaßen beaufschlagt werden. Ein etwaiger verminderter Wirkungsgrad des Wasserkühlers aufgrund des montierten Ladeluftkühlers ist demnach nicht zu befürchten.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

1 eine Vorderansicht eines Ladeluftkühlers und eines Wasserkühlers bei der Montage;
2 in einer vergrößerten, perspektivischen Darstellung ein erstes, den in 1 gezeigten Ladeluftkühler mit dem Wasserkühler verbindendes Fixiermittels;
3 in einer vergrößerten, perspektivischen Darstellung ein zweites, den in 1 gezeigten Ladeluftkühler mit dem Wasserkühler verbindendes Fixiermittels.

1 zeigt einen Ladeluftkühler 1 und einen Wasserkühler 2 für eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs während des Montageprozesses. Zu erkennen ist eine Montagestellung, in welcher der Wasserkühler 2 an dem Ladeluftkühler 1 mittels eines ersten Fixiermittels 3, dargestellt auf der rechten Seite, bereits in seiner Funktionsstellung positioniert ist. Der sich daraus ableitende beschränkte Schwenkbereich in der Ebene der Haupterstreckung des Wasserkühlers 2 gestattet eine im Wesentlichen vertikale Fügebewegung zur abschließenden Verbindung des Ladeluftkühlers 1 mit dem Wasserkühler 2 mittels des zweiten Fixiermittels 4. Beide Fixiermittel 3, 4 des Wasserkühlers 2 weisen zusätzlich einen nach unten vorspringenden Zapfen 5 auf, der mit entsprechenden Zapfen 6 des Ladeluftkühlers übereinstimmt, so dass der Wasserkühler 2 auch ohne Zwischenschaltung des Ladeluftkühlers 1 an einer nicht gezeigten Haltestruktur des Kraftfahrzeugs fixiert werden kann.
Ergänzend ist in der 2 das den Ladeluftkühler 1 mit dem Wasserkühler 2 formschlüssig verbindende erste Fixiermittel 3 in einer vergrößerten Darstellung gezeigt. Zu erkennen sind die den modularen Aufbau ermöglichenden übereinstimmenden Zapfen 5, 6 des Wasserkühlers 1 einerseits und des Ladeluftkühlers 1 andererseits. Das Fixiermittel 3 hat weiterhin einen dem Wasserkühler 2 zugeordneten rechteckigen Vorsprung 7, welcher in der gezeigten Funktionsstellung in eine entsprechende Aufnahme 8 des Ladeluftkühlers 1 eingreift. Ein vorbestimmtes Toleranzmaß bei der so realisierten Fixierung ermöglicht zugleich eine eingeschränkte Schwenkbeweglichkeit in der Haupterstreckungsebene des Wasserkühlers 2 zur Festlegung des in 3 gezeigten, gegenüberliegend angeordneten zweiten Fixiermittels 4 durch eine vertikale Fügerichtung.
Die so erzielbare Fixierung wird anhand der 3 in einer Funktionsstellung näher dargestellt, welche das den Ladeluftkühler 1 mit dem Wasserkühler 2 verbindende zweite Fixiermittel 4 in einer ebenfalls vergrößerten Darstellung zeigt. Zu erkennen sind wiederum die beiden übereinstimmenden Zapfen 5, 6 des Wasserkühlers 2 und des Ladeluftkühlers 1. Zugleich ist das zweite Fixiermittel 4 im Gegensatz zu dem ersten Fixiermittel 3 mit einer eine Aufnahme 9 aufweisenden Schiebeführung 10 ausgestattet, die ein Einschieben des Wasserkühlers 2 mit einem Formteil 11 von oben gestattet. In der gezeigten Funktionsstellung ist die Relativposition des Wasserkühlers 2 gegenüber dem Ladeluftkühler 1 zusätzlich durch eine Rastverbindung 12 festgelegt.

Claims

Befestigungsanordnung für einen einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zugeordneten Ladeluftkühler (1) und einen Wasserkühler (2), mit im Wesentlichen beiderseits der Längserstreckung des Wasserkühlers (2) angeordneten, eine Aufnahme (8, 9) aufweisenden in einer Halterstruktur des Kraftfahrzeugs festlegbaren Fixiermitteln (3, 4), wobei der Ladeluftkühler (1) mit einer Aufnahme (8, 9) für die Fixiermittel (3, 4) des Wasserkühlers (2) in der Ebene der Haupterstreckung des Wasserkühlers (2) zwischen diesem und der Haltestruktur ausgestattet ist, wobei der Ladeluftkühler (1) entsprechend den Fixiermitteln (3, 4) des Wasserkühlers (2) ausgeführte Fixiermittel (3, 4) zur Fixierung an der Halterstruktur aufweist und wobei beide Fixiermittel (3, 4) des Wasserkühlers (2) zusätzlich einen in der Ebene der Haupterstreckung des Wasserkühlers (2) und sich in Richtung einer linearen Fügebewegung zur abschließenden Verbindung des Ladeluftkühlers (1) mit dem Wasserkühler (2) vorspringenden Zapfen (5) aufweisen, der mit entsprechenden Zapfen (6) des Ladeluftkühlers übereinstimmt, sodass der Wasserkühler (2) auch ohne Zwischenschaltung des Ladeluftkühlers (1) an der Haltestruktur fixierbar ist.
Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladeluftkühler (1) und der Wasserkühler (2) durch ein erstes Fixiermittel (3) zur formschlüssigen Fixierung und ein zweites, eine Schiebeführung (10) aufweisendes Fixiermittel (4) verbunden sind.
Befestigungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die formschlüssige Fixierung einen im Wesentlichen rechteckigen Vorsprung (7) und eine den Vorsprung (7) aufnehmende Aufnahme (8) aufweist.
Befestigungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (7) in der Ebene der Haupterstreckung des Wasserkühlers (2) angeordnet ist.
Befestigungsanordnung nach zumindest einem Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die formschlüssige Fixierung ein eine eingeschränkte Schwenkbeweglichkeit in der Haupterstreckungsebene des Wasserkühlers (2) gestattendes Toleranzmaß aufweist.
Befestigungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebeführung (10) mit einer die Relativposition des Wasserkühlers (2) gegenüber dem Ladeluftkühler (1) festlegenden Rastverbindung (12) ausgestattet ist.
Befestigungsanordnung nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserkühler (2) und der Ladeluftkühler (1) in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.