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Die
Erfindung betrifft ein Elektronikmodul für einen Lüfter einer Verbrennungskraftmaschine
eines Kraftfahrzeugs, sowie einen Lüfter zum Kühlen einer Verbrennungskraftmaschine
eines Kraftfahrzeugs, mit einem Elektronikmodul zur Steuerung des
Lüfters.
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Neuere
Lüfter
zur Kühlung
von Verbrennungskraftmaschinen von Kraftfahrzeugen werden gewöhnlich mit
einem zur Steuerung und Kontrolle des Lüfters dienenden Elektronikmodul
ausgestattet. Dabei ist es üblich,
ein standardisiertes Modul in Form eines Anbauteils zu verwenden,
das sich für mehrere
Typen von Lüftern
mit unterschiedlicher konstruktiver Ausgestaltung eignet und nach
dem Zusammenbau des Lüfters
oder nach dem Einbau desselben in das Kraftfahrzeug am Lüfter befestigt wird.
Die Befestigung des Elektronikmoduls am Lüfter erfolgt im Ansaugluftstrom
an einem als Lüfterzarge
bezeichneten Rahmen des Lüfters,
der an seinem äußeren Umfang
im Kraftfahrzeug befestigt wird und in seiner Mitte den Lüfterantrieb
und das drehbar gelagerte Lüfterrad
trägt,
wobei als Befestigungsmittel zumeist eine Mehrzahl von selbstschneidenden Schrauben
verwen det wird. Bei dieser Art der Montage ist jedoch sowohl zur
Montage als auch für
eine ggf. erforderliche Demontage ein Montagewerkzeug in Form eines
Schraubers oder Schraubendrehers sowie ein gewisser Zeitaufwand
erforderlich.
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Vorteile der
Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Elektronikmodul
mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen und der erfindungsgemäße Lüfter mit
den im Anspruch 11 genannten Merkmalen bieten demgegenüber den
Vorteil, dass das am Elektronikmodul angebrachte verformbare Element
von Hand schnell und ohne Hilfsmittel mit dem als Halterung dienenden
Teil des Lüfters
in Eingriff gebracht werden kann, um eine zeitsparende Montage und
ggf. Demontage des Elektronikmoduls zu ermöglichen.
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Im
Vergleich zur Anbringung eines verformbaren Elements an einem Teil
des Lüfters,
vorzugsweise einer als Halterung für das Elektronikmodul dienenden
Lüfterzarge,
hat die Anbringung am Elektronikmodul darüber hinaus den Vorteil, dass
der bei der Herstellung einer Lüfterzarge
erforderliche Aufwand für
eine Anpassung, Abstimmung, Bemusterung und Prüfung des verformbaren Elements
entfällt und
damit sowohl der Fertigungsaufwand als auch die Werkzeuganfertigungszeiten
bei der Herstellung von Lüfterzargen
deutlich verringert werden, weil das verformbare Element, dessen
Erstellung gewöhnlich einen
größeren Aufwand
verursacht, in das geometrisch standardisierte Bauteil, nämlich in
das Elektronikmodul, integriert ist, während die Lüfterzarge oder ein anderes,
zur Befestigung des Elektronikmoduls dienendes Teil des Kraftfahrzeugs
für den
Eingriff des verformbaren Elements lediglich mit einer einfachen hinterschnittenen
Ausnehmung oder Kante versehen werden muss.
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Eine
erste Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das verformbare
Element ein elastisch verformbarer Rastvorsprung des Elektronikmoduls
ist, der vorzugsweise als Schnapp- oder Rasthaken ausgebildet ist
und sich mit einer hinterschnittenen Ausnehmung oder Kante an der
Lüfterzarge
in Eingriff bringen lässt.
Die Funktion dieses Rastvorsprungs besteht darin, dass er nach dem
Eingriff mit der hinterschnittenen Ausnehmung oder Kante der Lüfterzarge
die Bewegungsfreiheit zwischen diesen beiden Komponenten so weit
einschränkt,
dass eine für
den Fahrzeugbetrieb ausreichende dauerhafte Befestigung des Elektronikmoduls
an der Lüfterzarge
sichergestellt ist.
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Eine
zweite alternative Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das
verformbare Element ein teilelastisch verformbares Kabel des Elektronikmoduls
ist, das vorzugsweise fest mit dem Elektronikmodul verbunden ist
und sich zum Beispiel durch Verklipsen oder Verschlaufen unter Verformung
mit einer zweckmäßig als
Kabelführung
ausgebildeten Aufnahme an der Lüfterzarge
in Eingriff bringen lässt, um
das Elektronikmodul an der Lüfterzarge
zu befestigen.
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Um
die Anzahl der zur Befestigung des Elektronikmoduls erforderlichen
verformbaren Elemente so gering wie möglich zu halten, sieht eine
weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung außerdem mindestens
ein im Abstand vom verformbaren Element am Elektronikmodul angebrachtes
starres überstehendes
Halteelement vor, das sich vor dem Eingriff des verformbaren Elements
mit der Lüfterzarge in
eine Aufnahme oder Öffnung
derselben einführen lässt und
nach dem Eingriff des verformbaren Elements zusammen mit diesem
für eine
Fixierung des Elektronikmoduls in Bezug zur Lüfterzarge sorgt. Das Halteelement
kann darüber
hinaus auch zum Toleranzausgleich und/oder zur Eingrenzung der Bewegungsmöglichkeiten
des Elektronikmoduls dienen und kann dazu mit einer geeigneten Geometrie
versehen werden.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass
das Halteelement auch als Montagehilfe dient, das nach seinem Einführen in
die Ausnehmung der Lüfterzarge
einen einzigen Freiheitsgrad der Bewegung des Elektronikmoduls in
Bezug zur Lüfterzarge
zulässt,
wodurch der Rastvorsprung am Elektronikmodul ohne zusätzliche
Führung
allein durch eine solche Montagebewegung in Eingriff mit der hinterschnittenen
Ausnehmung oder Kante gebracht werden kann. Die Montagebewegung
kann zweckmäßig entweder
eine Schwenkbewegung um eine Drehachse oder eine Translationsbewegung
in einer Richtung sein.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung greift das verformbare
Element und/oder das Halteelement mit Spielpassung in die Lüfterzarge
ein, so dass nicht nur für
einen Ausgleich von Toleranzen des Elektronikmoduls und der Lüfterzarge
sondern auch für
einen Ausgleich von Toleranzen eines zum Elektronikmodul führenden
Kabels gesorgt werden kann. Vorzugsweise ist das Elektronikmodul
mit Spiel in zwei zueinander senkrechten Richtungen an der Lüfterzarge
befestigt, wobei das Spiel in einer Richtung durch eine Verschiebbarkeit
der Halteelemente und der Rastvorsprünge und in der anderen Richtung
durch die elastische Verformbarkeit der Rastvorsprünge geliefert
wird.
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Zeichnung
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Die
Erfindung wird nachfolgend in einigen Ausführungsbeispielen anhand der
zugehörigen Zeichnung
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Elektronikmoduls zur Montage an einer
Lüfterzarge;
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2 eine
andere perspektivische Ansicht des Elektronikmoduls;
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3 eine
perspektivische Ansicht des Elektronikmoduls und der Lüfterzarge
während
der Montage des Elektronikmoduls;
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4 eine
Draufsicht von oben auf das Elektronikmodul und die Lüfterzarge
nach der Montage des Elektronikmoduls;
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5 eine
perspektivische Ansicht eines modifizierten Elektronikmoduls;
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6 eine
perspektivische Ansicht des Elektronikmoduls aus 5 während der
Montage an der Lüfterzarge;
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7 bis 10 teilweise
geschnittene schematische Seitenansichten eines weiteren modifizierten
Elektronikmoduls und einer modifizierten Lüfterzarge in verschiedenen
Montageschritten;
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11 eine
teilweise geschnittene schematische Seitenansicht des Elektronikmoduls
aus den 7 bis 10 nach
der Montage auf einer anderen Lüfterzarge;
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12 eine
teilweise geschnittene schematische Seitenansicht eines weiteren
modifizierten Elektronikmoduls und einer noch anderen Lüfterzarge.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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Die
in der Zeichnung dargestellten Elektronikmodule 2 dienen
zur elektrischen oder elektronischen Drehzahl- und Leistungssteuerung
eines elektrischen Lüfterantriebs
eines zur Kühlung
einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs dienenden Kühlgebläses oder
Lüfters.
Der Lüfter
umfasst einen in den 3 und 4 teilweise
dargestellten, als Lüfterzarge 4 bezeichneten
Rahmen, der zur Befestigung des Lüfters im Kraftfahrzeug dient und
den Lüfterantrieb
und das Lüfterrad
(nicht dargestellt) trägt.
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Die
Elektronikmodule 2 umfassen jeweils eine in einem Gehäuse 6 untergebrachte
Platine oder Leiterplatte oder ein Stanzgitter mit elektronischen oder
elektrischen bzw. elektromechanischen Bauteilen (nicht sichtbar),
einen an einer Längsseits
des Gehäuses 6 über dieses überstehenden
Temperaturfühler 8 und
sind zum elektrischen Anschluss an das Bordnetz des Kraftfahrzeugs
entweder mit einer Anschlussbuchse 10 (1 bis 6)
für ein
Steckerkabel oder alternativ mit einem festen Steckerkabel 12 mit
Stecker 14 (12) versehen.
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Wie
in 4 dargestellt, werden die Elektronikmodule 2 zwischen
zwei Streben 16, 18 der Lüfterzarge 4 montiert,
die einen zur Befestigung des Lüfterantriebs
dienenden inneren Ringflansch 20 und einem das Lüfterrad
an seinem äußeren Umfang
umgebenden äußeren Ringflansch 22 der
Lüfterzarge 4 verbinden,
so dass sich die Elektronikmodule 2 im Ansaugluftstrom
des Lüfterrades
befinden.
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Zur
Befestigung an der Lüfterzarge 4 weist das
in den 1 bis 4 dargestellte Elektronikmodul 2 zum
einen an seiner zur Steckeranschlussbuchse 10 entgegengesetzten
Schmalseite zwei starre überstehende
Haltezungen 24 auf, die sich jeweils in eine in der Nähe des inneren
Ringflanschs 20 an der Lüfterzarge 4 angeformte
Zungenaufnahme 26 einführen
lassen, und ist zum anderen an seinen entgegengesetzten Längsseiten
im Abstand von den Haltezungen 24 jeweils mit einem nach
unten (bezogen auf die in den Figuren dargestellte horizontale Ausrichtung
des Elektronikmoduls 2) überstehenden elastisch verformbaren
Schnapp- oder Rasthaken 28 versehen, der sich mit einer
hinterschnittenen Rastöffnung 30 in
einer an die Strebe 16 bzw. 18 angeformten Hakenaufnahme 32 in
Rasteingriff bringen lässt.
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Wie
am besten in den 1, 3 und 12 dargestellt,
weisen die Haltezungen 24 einen flachen S-förmigen Querschnitt
mit einem zum Gehäuse 6 des
Elektronikmoduls 2 benachbarten, konvex nach oben gekrümmten Abschnitt 34 und
einem konvex nach unten gekrümmten
Endabschnitt 36 auf, dessen freies Ende etwa parallel zur
ebenen Ober- und Unterseite des Gehäuses 6 ausgerichtet
ist und bei horizontaler Ausrichtung des Elektronikmoduls 2 etwas
unterhalb des konvex nach oben gekrümmten Abschnitts 34 liegt.
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Wie
am besten in 3 und 12 dargestellt,
weisen die beiden Zungenaufnahmen 26 jeweils in ihrer dem
Elektronikmodul 2 zugewandten Oberseite eine rechteckige Öffnung 38 auf,
durch die das freie Ende der zugehörigen Haltezunge 24 in
die Aufnahme 26 eingeführt
werden kann. Wie am besten in 12 dargestellt,
wird die Aufnahme 26 radial einwärts (bezogen auf die Drehachse
des Lüfterrades)
von der Öffnung 38 nach
oben zu von einem Sims 40 begrenzt, der in Richtung der Öffnung 38 über eine
benachbarte innere Begrenzungswand 42 der Aufnahme 26 übersteht
und mit seiner Unterseite als Anschlag für das freie Ende des konkaven
Endabschnitts 36 der Haltezunge 24 dient, wenn
in der Montagestellung des Elektronikmoduls 2 (vgl. 4) der
konvexe Abschnitt 34 auf einer äußeren Begrenzungswand 44 der
Aufnahme 26 aufliegt (vgl. 12) und
die beiden Schnapphaken 28 in die Hakenaufnahmen 32 eingerastet
sind. Die Breite der Öffnung 38 und
der Abstand zwischen den beiden Begrenzungswänden 42 und 44 ist
so gewählt,
dass sich das Elektronikmodul 2 nach dem Einführen der Haltezungen 24 in
die Zungenaufnahmen 26 um eine quer zu den Haltezungen 24 durch
die Zungenaufnahmen 26 verlaufende Montagedrehachse verschwenken
lässt,
um die Schnapphaken 28 mit den Hakenaufnahmen 32 in
Rasteingriff zu bringen.
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An
Stelle von zwei im Abstand nebeneinander angeordneten Haltezungen 24,
wie in den 1 und 3 dargestellt,
kann auch eine einzige Haltezunge (nicht dargestellt) vorgesehen
sein, die sich in eine entsprechende einzelne Zungenaufnahme in der
Lüfterzarge
einführen
lässt.
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Wie
am besten in den 1 und 2 dargestellt,
weisen die beiden aus Stahlblech gebogenen oder aus elastischem
Kunststoff geform ten Schnapphaken 28 jeweils einen S-förmigen Querschnitt
auf, der sich aus einem dem Gehäuse 6 zugewandten
konvex nach oben gekrümmten
Abschnitt 46 und einem konvex nach unten gekrümmten Endabschnitt 48 zusammensetzt.
Der Abschnitt 46 ist an seinem gehäuseseitigen Ende mit einen
ins Innere des Gehäuses 6 ragenden
Verankerungsteil 50 versehen und weist zwei beiderseits
des Verankerungsteils 50 nach unten überstehende Verlängerungsfortsätze 52 auf,
deren voneinander abgewandten Außenseiten als geneigte Einführschrägen 54 ausgebildet
sind. Die Einführschrägen 54 erleichtern das
Einführen
der Schnapphaken 28 in die Hakenaufnahmen 32 und
dienen in den Hakenaufnahmen 32 als Längsanschläge, die eine Bewegung parallel zu
den Längsseiten
des Elektronikmoduls 2 auf ein gewünschtes Maß oder Spiel begrenzen. Oberhalb der
beiden Verlängerungsfortsätze 52 ist
der Abschnitt 46 etwas verbreitert, wobei die ebenen Unterseiten
von zwei beiderseits der Verlängerungsfortsätze 52 gebildeten
Schultern 56 links und rechts der Fortsätze 52 jeweils feste
Anschläge
bilden, die zur Wegbegrenzung beim Einführen des jeweiligen Schnapphakens 28 in
die zugehörige
Hakenaufnahme 32 dienen und dazu gegen die Oberseite von
benachbarten seitlichen Begrenzungsrändern der Rastöffnung 30 anschlagen.
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Wenn
die Schnapphaken 28 beim Verschwenken des Elektronikmoduls 2 um
die Montagedrehachse von oben in die rechteckigen Rastöffnungen 30 in
den Oberseiten der Hakenaufnahmen 32 eindringen, bewegen
sich die nach oben weisenden Schenkel 58 ihrer Endabschnitte 48 an
den vom Gehäuse 6 des
Elektronikmoduls 2 abgewandten Begrenzungsrändern 60 der
Rastöffnungen 30 entlang in
die Hakenaufnahmen 32 hinein. Dabei werden die Schnapphaken 28 elastisch
verformt und auf das Gehäuse 6 zu
zusammengedrückt,
bis die freien Enden der Schenkel 58 unter die hinterschnittenen
Begrenzungsränder 60 der
Rastöffnungen 30 gelangen
und dort einrasten. Beim Einrasten untergreifen die freien Enden
der Schenkel 58 den benachbarten äußeren Begrenzungsrand 60 der
Rastöffnungen 30,
wobei sie unterhalb der Rastöffnungen 30 mit
ihren Außenseiten
unter einer gewissen Restspannung gegen äußere Begrenzungswände der
Hakenaufnahmen 32 anliegen und dadurch das Elektronikmodul 2 in
einer Richtung quer zu seinen Längsseiten
mit Spielpassung an der Lüfterzarge 4 festhalten.
Wegen des Spiels zwischen den Einsführschrägen und den benachbarten seitlichen
Begrenzungsrändern
der Hakenaufnahmen 32 bzw. Rastöffnungen 30 und wegen eines
axialen Spiels der Haltezungen 24 in die Zungenaufnahmen 26 kann
sich das Elektronikmodul 2 auch in Richtung seiner Längsseiten
um ein gewisses Maß verschieben,
so dass in beiden Richtungen ein Toleranzausgleich möglich ist.
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Die 5 und 6 zeigen
ein weiteres Elektronikmodul 2, bei dem die beiden Haltezungen 24 an
der zum Temperaturfühler 8 entgegengesetzten
Längsseite
des Elektronikmoduls 2 angebracht sind, während neben
dem Temperaturfühler 8 ein
einziger Schnapphaken 28 angeordnet ist, der sich mit einer
Rastöffnung 30 einer
Hakenaufnahme 32 der Lüfterzarge 4 in
Eingriff bringen lässt.
Dabei zeigt 6 den Zustand nach dem Einführen der
Haltezungen 24 in die nebeneinander liegenden Zungenaufnahmen 26 der
Lüfterzarge 4,
wenn das Elektronikmodul 2, wie durch den Pfeil angezeigt,
um die in diesem Bereich gelegene Montagedrehachse verschwenkt wird,
um den Schnapphaken 28 in die Rastöffnung 30 einzuführen und
mit der Hakenaufnahme 32 zu verrasten.
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Um
das Lösen
des Schnapphakens für
eine eventuelle Demontage des Elektronikmoduls 8 zu erleichtern,
weist der Schnapphaken 28 des Elektronikmoduls aus den 5 und 6 einen über das freie
Ende des Endabschnitts 48 bzw. des Schenkels 58 überstehenden
schmalen Verlängerungsteil 62 auf,
der durch die Rastöffnung 30 nach
oben ragt und mit einer Kraft beaufschlagt werden kann, um den Schnapphaken 28 manuell
zusammenzudrücken.
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Das
in den 7 bis 10 dargestellte Elektronikmodul 2 weist
an Stelle der Haltezungen 24 und der Schnapphaken 28 zwei
im Abstand voneinander einseitig über ein Befestigungselement 64 des Elektronikmoduls 2 überstehende
Hakenfortsätze 66 und
eine zwischen den beiden Hakenfortsätzen 66 angeordnete
elastisch verformbare Rastzunge 68 auf.
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Das
zum Teil in das Gehäuse 6 des
Elektronikmoduls 2 eingebettete Befestigungselement 64 weist
einen zur Verbesserung der Kühlung über eine Breitseite
des Gehäuses 6 überstehenden
Randteil 70 mit einer ebenen Anlagefläche 72 auf, der sich
mit einer benachbarten ebenen Breitseitenfläche 74 der Lüfterzarge 4 zur
Anlage bringen lässt,
nachdem die beiden Hakenfortsätze 66 mit
ihren parallel zur Anlagefläche 72 abgebogenen
Enden 76 durch komplementäre Verriegelungsöffnungen 78 mit
einem geringfügig
größeren Öffnungsquerschnitt
in der Lüfterzarge 4 hindurch
bewegt worden sind, wie in 8 dargestellt.
Anschließend
wird das Elektronikmodul 2 parallel zur Breitseitenfläche 74 der
Lüfterzarge 4 verschoben
oder um eine zur Breitseitenfläche 74 der Lüfterzarge 4 senkrechte
Drehachse verdreht, wie durch die Pfeile in 9 dargestellt,
um die einseitig überstehenden
freien Enden 76 der Hakenfortsätze 66 unter die vom
Elektronikmodul 2 abgewandte Breitseitenfläche 80 der
Lüfterzarge 4 zu
bewegen. Dabei bewegt sich die Rastzunge 68 unter elastischer
Verformung über
einen Vorsprung 82 auf der Breitseitenfläche 74 der
Lüfterzarge 4 hinweg
und rastet hinter dem Vorsprung 82 ein, wenn die zur Breitseitenfläche 74 der
Lüfterzarge 4 senkrechten Teile 84 der
Hakenfortsätze 66 oberhalb
von ihren abgebogenen freien Enden 76 gegen einen benachbarten
Begrenzungsrand 86 der Verriegelungsöffnungen 78 anschlagen,
wie in 10 dargestellt.
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Nach
dem Einrasten hinter dem Vorsprung 82 verhindert die in
das Befestigungselement 64 integrierte biegeelastische
Rastzunge 68 eine ungewollte Verschiebung oder Demontage
des Elektronikmoduls 2 infolge von fahrtbedingten Vibrationen.
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11 zeigt
eine Modifikation der in 10 dargestellten
Lüfterzarge 4,
bei der an Stelle des Vorsprungs 82 auf der Breitseitenfläche 74 der
Lüfterzarge 4 eine
Rastöffnung 88 in
der Lüfterzarge 4 ausgespart
ist, mit der die Rastzunge 68 in der Montagestellung des
Elektronikmoduls 2 in Rasteingriff tritt.
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Das
in 12 dargestellte Elektronikmodul 2 ist
an einer Seite mit einer oder mehreren Haltezungen 24 versehen,
deren Ausbildung derjenigen der Haltezungen 24 des Elektronikmoduls 2 in
den 1 bis 6 entspricht und ebenso wie
die Hakenaufnahmen 26 in Verbindung mit diesem bereits
beschrieben worden ist. Zur Befestigung des Elektronikmoduls 2 an
der Lüfterzarge 4 wird
dort an Stelle von Schnapphaken 28 oder Rastzungen 68 jedoch das
vom Elektronikmodul 8 zum Bordnetz des Kraftfahrzeugs führende Kabel 12 benutzt,
dessen eines Ende fest mit dem Elektronikmodul 2 verbunden
ist. Zur Befestigung des Elektronikmoduls 2 wird das Kabel 12 unter
teilelastischer Verformung mit einer an der Lüfterzarge 4 angeform ten
Kabelaufnahme 90 in Eingriff gebracht. Die Kabelaufnahme 90 umfasst zwei über eine
Breitseitenfläche 92 der
Lüfterzarge 4 überstehende,
an die Lüfterzarge 4 angeformte
hakenförmige
Kabelführungselemente 94,
unter denen das Kabel 12 hindurchgeführt wird, sowie ein zwischen
den Elementen 94 angeordnetes stegförmiges Kabelführungselement 96, über welches
das Kabel 12 hinweg geführt
wird. Jedoch sind auch andere Ausführungen denkbar.