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Die
Erfindung betrifft ein Montageträgersystem,
insbesondere ein Frontendmodul, mit einem Montageträgerrahmen,
in dem mindestens ein Wärmeübertrager
gehalten ist.
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Aus
der deutschen Offenlegungsschrift
DE 103 55 123 A1 ist eine Wärmeübertragereinheit
für ein
Kraftfahrzeug bekannt, die Rohre, Wärmeübertragungsrippen und mindestens
ein Seitenteil umfasst, das eine Grundplatte und mindestens eine
Verstärkungsrippe
umfasst.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Montageträgersystem gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 zu schaffen, durch das die Montage des Wärmeübertragers
in den Montageträgerrahmen
vereinfacht wird.
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Die
Aufgabe ist bei einem Montageträgersystem,
insbesondere bei einem Frontendmodul, mit einem Montageträgerrahmen,
in dem mindestens ein Wärmeübertrager
gehalten ist, dadurch gelöst,
dass zwischen dem Montageträgerrahmen
und dem Wärmeübertrager
mindestens ein Kombinationsprofilelement angeordnet ist, das einen
Formschlussbereich aufweist, durch den ein komplementär ausgebildeter Lagerbereich
des Wärmeübertragers
in dem Montageträgerrahmen
gelagert ist. Bei dem Kombinationsprofilelement handelt es sich
um ein endloses Halbzeug, das zum Beispiel im Extrusionsver fahren
oder im Strangpressverfahren aus Kunststoff und/oder Metall herstellbar
ist. Das Kombinationsprofilelement hat über seine Länge ein gleich bleibendes Querschnittsprofil.
Das einfach zu fertigende Profil erlaubt eine einfache Montage der
Wärmetauscher,
nimmt Toleranzen und thermische Dehnungen des Wärmeübertragers auf, entkoppelt
den Wärmeübertrager schwingungstechnisch
von einer Fahrzeugstruktur und dichtet den Wärmeübertrager gegenüber einem weiteren
Wärmeübertrager
und/oder nach außen
hin ab. Das Montageträgersystem
gehört
vorzugsweise zu einem Kraftfahrzeug. Vorzugsweise wird der Wärmeübertrager
in den Montageträgerrahmen
vormontiert. Das vormontierte Montageträgersystem wird dann in einer
Montagelinie an eine Kraftfahrzeugtragstruktur eines Kraftfahrzeugs
angebaut.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Montageträgersystems
ist dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Wärmeübertrager mit Hilfe eines Kombinationsprofilelements,
das oben, unten und/oder seitlich zwischen dem Montageträgerrahmen
und den Wärmeübertragern
angeordnet ist, in dem Montageträgerrahmen
gelagert sind. Dadurch wird die Montage der Wärmeübertrager in den Montageträgerrahmen
erheblich vereinfacht.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Montageträgersystems
ist dadurch gekennzeichnet, dass das Kombinationsprofilelement pro Wärmeübertrager
einen Formschlussbereich aufweist, durch den ein komplementär ausgebildeter
Lagerbereich des zugehörigen
Wärmeübertragers
in dem Montageträgerrahmen
gelagert ist. Dadurch wird eine stabile Lagerung von mehreren Wärmeübertragern
mit nur einem einzigen Kombinationsprofilelement ermöglicht,
das oben, unten oder seitlich zwischen den Wärmeübertragern und dem Montageträgerrahmen
angeordnet sein kann. Vorzugsweise ist jeweils ein Kombinationsprofilelement
oben und unten zwischen dem Montageträgerrahmen und den Wärmeübertragern
angeordnet. Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
ist seitlich jeweils ein Kombinationsprofilelement zwischen den
Wärmeübertragern
und dem Montageträgerrahmen
angeordnet.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Montageträgersystems
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlussbereiche so ausgebildet
und angeordnet sind, dass das Kombinationsprofilelement jeweils
zwischen zwei Wärmeübertragern einen
Distanzsteg aufweist. Durch den Distanzsteg werden jeweils zwei
benachbarte Wärmeübertrager in
Fahrzeuglängsrichtung
in einem definierten Abstand zueinander gehalten.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Montageträgersystems
ist dadurch gekennzeichnet, dass das Kombinationsprofilelement,
im Querschnitt betrachtet, mindestens einen Hohlraum aufweist. Der
Hohlraum dient dazu, die Elastizität des Kombinationsprofilelements
zu erhöhen.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Montageträgersystems
ist dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum auf der dem Wärmeübertrager
abgewandten Seite des Distanzstegs angeordnet ist. Vorzugsweise
ist auf der dem Wärmeübertrager
abgewandten Seite von jedem Distanzsteg ein Hohlraum angeordnet.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Montageträgersystems
ist dadurch gekennzeichnet, dass das Kombinationsprofilelement aus einem
elastischen Kunststoffmaterial gebildet ist. Das Kombinationsprofilelement
ist vorzugsweise aus einem elastomeren Kunststoffmaterial, insbesondere aus
Gummi, gebildet.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Montageträgersystems
ist dadurch gekennzeichnet, dass oben und/oder unten zwischen dem Montageträgerrahmen
und dem Wärmeübertrager ein
Kombinationsprofilelement angeordnet ist. Die Begriffe oben und
unten beziehen sich auf den eingebauten Zustand des Montageträgersystems
in einem Kraftfahrzeug.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Montageträgersystems
ist dadurch gekennzeichnet, dass seitlich zwischen dem Montageträgerrahmen
und dem Wärmeübertrager
ein Kombinationsprofilelement angeordnet ist. Seitlich bedeutet
im eingebauten Zustand des Montageträgersystems in einem Kraftfahrzeug
horizontal quer zur Fahrzeuglängsrichtung.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Montageträgersystems
ist dadurch gekennzeichnet, dass das Kombinationsprofilelement,
im Querschnitt betrachtet, eine im Wesentlichen rechteckige Vertiefung
aufweist, die den Formschlussbereich bildet. In der Vertiefung ist
ein Teil des Wärmeübertragers
aufgenommen.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Montageträgersystems
ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Vertiefung ein Einlegeteil
aus einem anderen Material angeordnet ist, das eine im Wesentlichen
rechteckige Vertiefung aufweist, die den Formschlussbereich bildet.
Durch das Einlegeteil kann die Gestalt der Vertiefung variiert werden. Durch
das Einlegeteil kann aber auch die Elastizität des Kombinationsprofilelements
gezielt beeinflusst werden.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Montageträgersystems
ist dadurch gekennzeichnet, dass von dem Einlegeteil mindestens
ein Steg ausgeht, der sich in das Kombinationsprofilelement hinein
erstreckt. Der Steg dient dazu, das Einlegeteil in dem Kombinationsprofilelement
zu verankern.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Montageträgersystems
ist dadurch gekennzeichnet, dass das Kombinationsprofilelement,
im Querschnitt betrachtet, mindestens einen Schlitz aufweist, der
den Formschlussbereich bildet. Der Schlitz dient zur Aufnahme eines
Stegs, der an dem Wärmeübertrager
ausgebildet ist.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Montageträgersystems
ist dadurch gekennzeichnet, dass das Kombinationsprofilelement,
im Querschnitt betrachtet, formschlüssig in dem Montageträgerrahmen
aufgenommen ist. Der Montageträgerrahmen
kann ein oder mehrteilig gestaltet sein.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung
verschiedene Ausführungsbeispiele
im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und
in der Beschreibung erwähnten Merkmale
jeweils einzeln für
sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es
zeigen:
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1 eine
vereinfachte Darstellung eines Montageträgersystems gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
mit einem oben angeordneten Kombinationsprofilelement;
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2 eine ähnliche
Darstellung wie in 1 mit einem oben und einem unten
angeordneten Kombinationsprofilelement;
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3 eine ähnliche
Darstellung wie in 1 mit zwei seitlich angeordneten
Kombinationsprofilelementen;
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4 vier
verschiedene Querschnittsprofile eines Kombinationsprofilelements;
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5 drei
weitere Kombinationsprofilelemente im Querschnitt;
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6 ein
Montageträgersystem
gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
mit einem oben angeordneten Kombinationsprofilelement im Längsschnitt
und
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7 ein
Montageträgersystem
gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
mit einem oben und einem unten angeordneten Kombinationsprofilelement
im Längsschnitt.
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In 1 ist
ein Montageträgersystem 1 eines Kraftfahrzeugs
vereinfacht dargestellt. Das Montageträgersystem 1 umfasst
zwei Befestigungselemente 2, 3, die dazu dienen,
das Montageträgersystem 1 nach
der Vormontage an einer (nicht dargestellten) Tragstruktur eines
Kraftfahrzeugs anzubringen. Die beiden Befestigungselements 2, 3 sind
außen
an einem Montageträgerrahmen 4 angebracht.
Im Inneren des Montageträgerrahmens 4 ist
ein Wärmeübertrager 6 angeordnet.
Der Wärmeübertrager 6 ist
mit Hilfe eines Kombinationsprofilelements 10 in dem Montageträgerrahmen 4 gelagert.
Der Wärmeübertrager 6 hat
im Wesentlichen die Gestalt eines Quaders, mit zwei langen Seiten
und zwei kurzen Seiten. Die beiden langen Seiten sind oben und unten
angeordnet. Das Kombinationsprofilelement 10 ist oben zwischen dem
oberen Randbereich des Wärmeübertragers 6 und
dem Montageträgerrahmen 4 eingeklemmt.
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In
den 2 und 3 sind ähnliche Montageträgersysteme
wie in 1 dargestellt. Zur Bezeichnung gleicher Teile
werden gleiche Bezugszeichen verwendet. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird
auf die vorangegangene Beschreibung der 1 verwiesen.
Im Folgenden wird nur auf die Unterschiede zwischen den einzelnen
Ausführungsbeispielen
eingegangen.
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Bei
dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist oben und
unten jeweils ein Kombinationsprofil 12, 13 zwischen
dem Wärmeübertrager 6 und dem
Montageträgerrahmen 4 eingeklemmt.
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Bei
dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist seitlich
zwischen dem Wärmeübertrager 6 und
dem Montageträgerrahmen 4 jeweils
ein Kombinationsprofilelement 16, 17 eingeklemmt.
Die Kombinationsprofile 10, 12, 13, 16, 17 haben
vorzugsweise jeweils einen U-förmigen
Querschnitt.
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In 4 ist
ein Kombinationsprofilelement 20 im Querschnitt dargestellt,
das im Wesentlichen U-förmig
ausgebildet ist. Das Kombinationsprofilelement 20 weist,
im Querschnitt betrachtet, eine rechteckige Vertiefung 21 auf.
Die rechteckige Vertiefung 21 dient zur formschlüssigen Aufnahme
eines Randbereichs eines Wärmeübertragers.
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Außerdem ist
in 4 ein Kombinationsprofilelement 23 im
Querschnitt dargestellt, das, im Querschnitt betrachtet, eine rechteckige
Vertiefung 24 aufweist, in der ein Einlegeteil 25 aus
einem anderen Material angeordnet ist. Das Einlegeteil 25 weist eine
rechteckförmige
Vertiefung 26 auf, die zur formschlüssigen Aufnahme eines Randbereichs
eines Wärmeübertragers
dient.
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Bei
einem rechts daneben dargestellten Ausführungsbeispiel geht von dem
Einlegeteil 25 ein Steg 28 aus, der dazu dient,
das Einlegeteil 25 in dem Kombinationsprofilelement 23 zu
verankern. Bei dem rechts daneben dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel
gehen von dem Einlegeteil 25 zwei Stege 31, 32 aus,
mit denen das Einlegeteil 25 in dem Kombinationsprofil 23 verankert
ist. Bei dem Kombinationsprofilelement 23 handelt es sich
um ein Zweikomponenten-Profil, das, ebenso wie das Kombinationsprofilelement 20,
vorzugsweise im Extrusionsverfahren aus Kunststoff hergestellt wird.
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In 5 sind
die Querschnittsgeometrien von verschiedenen Randbereichen von Wärmeübertragern
dargestellt. Die Randbereiche werden auch als Seitenteile bezeichnet.
Die Seitenteile können einstückig mit
dem Wärmeübertrager
verbunden sein. Bei den Seitenteilen kann es sich aber auch um separate
Teile handeln. Ein Seitenteil 35 weist einen U-förmigen Querschnitt
mit einer Basis auf, von der zwei Schenkel abgewinkelt sind. Im
eingebauten Zustand sind die abgewinkelten Schenkel des Seitenteils 35 formschlüssig in
Schlitzen 37, 38 eines Kombinationsprofilelements 36 aufgenommen.
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Ein
Seitenteil 40 weist einen L-förmigen Querschnitt mit einem
langen und einem kurzen Arm auf. Der kurze Arm des L-förmigen Querschnitts
des Seitenteils 40 ist im eingebauten Zustand in einem Schlitz 41 eines
Kombinationsprofilelements 42 angeordnet. Ein Seitenteil 44 weist
einen abgewinkelten Steg 45 auf, der im eingebauten Zustand
in einem Schlitz 49 eines Kombinationsprofilelements 48 angeordnet
ist.
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In 6 ist
ein Montageträgersystem 50 im Längsschnitt
dargestellt. Das Montageträgersystem 50 umfasst
einen Montageträgerrahmen 51,
der zweiteilig ausgebildet ist. Der Montageträgerrahmen 51 umfasst
einen O-förmigen Montageträger 53,
der durch einen Verbindungsträger 54 geschlossen
ist. Der Verbindungsträger 54 hat
einen L-förmigen Querschnitt
mit einem kurzen und einem langen Arm. Der kurze Arm bildet einen
Verbindungssteg 55, der die beiden freien Enden des U-förmigen Montageträgers 53 miteinander
verbindet. Der lange Arm des L-förmigen
Querschnitts des Verbindungsträgers 54 bildet
eine Rückwand 56 des
Montageträgersystems 50.
Die Rückwand 56 umfasst
eine Lüfterzarge
mit einem Lüfter
und gegebenenfalls weitere Einrichtungen, wie zum Beispiel Lüfterklappen.
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In
dem Montageträgerrahmen 51 sind
drei Wärmeübertrager 58, 59, 60 gelagert.
Die Wärmeübertrager 58 bis 60 haben
jeweils die Gestalt von Quadern. Der obere und der untere Randbereich
des Wärmeübertragers 58 hat
im Wesentlichen die Gestalt eines Rechtecks. Von den oberen und
den unteren Randbereichen der Wärmeübertrager 59, 60 geht jeweils
ein Steg 61 bis 64 aus. Der Steg 64 am
unteren Randbereich des Wärmeübertragers 59 ist
formschlüssig
in einem Schlitz 65 aufgenommen, der in dem Verbindungssteg 55 ausgespart
ist. Der Steg 62 am unteren Randbereich des Wärmeübertragers 60 ist
formschlüssig
in einem Schlitz 66 aufgenommen, der parallel zu dem Schlitz 65 in
dem Verbindungssteg 55 ausgespart ist.
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Der
von dem oberen Randbereich des Wärmeübertragers 59 ausgehende
Steg 63 ist formschlüssig
in einem Schlitz 68 aufgenommen, der in einem Kombinationsprofil 70 ausgespart
ist. Der von dem oberen Randbereich des Wärmeübertragers 60 ausgehende
Steg 61 ist formschlüssig
in einem Schlitz 69 aufgenommen, der ebenfalls in dem Kombinationsprofil 70,
das auch als Kombinationsprofilelement bezeichnet wird, ausgespart
ist. Die Schlitze 68, 69 sind nicht durchgehend,
aber länger
als die Stege 61, 63 ausgebildet.
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Das
Kombinationsprofil 70 weist ein zinnenförmiges Distanzelement 71 auf,
das teilweise zwischen der Rückwand 56 und
dem Steg 61 des Wärmeübertragers 60 angeordnet
ist. Des Weiteren weist das Kombinationsprofil 70 ein zinnenförmiges Distanzelement 72 auf,
das von den Schlitzen 68 und 69 begrenzt wird.
An dem zinnenförmigen
Distanzelement 72 liegen die Stege 61, 63 der
Wärmeübertrager 60, 59 an.
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Des
Weiteren weist das Kombinationsprofil 70 ein zinnenförmiges Distanzelement 72 auf,
an dem die dem Distanzelement 72 abgewandte Seite des Stegs 63 des
Wärmeübertragers 59 anliegt.
In dem zinnenförmigen
Distanzelement 73 ist ein T-förmiges Einlegeteil 74 angeordnet,
das genauso ausgebildet ist, wie das Einlegeteil 25 mit
dem Steg 28 in 4. Das Einlegeteil 74 weist,
im Querschnitt betrachtet, eine rechteckige Vertiefung auf, in der
der obere Randbereich des Wärmeübertragers 58 formschlüssig aufgenommen
ist. Im Bereich der zinnenförmigen
Distanzelemente 71 bis 73 weist das Kombinationsprofil 70 jeweils
einen Hohlraum 75, 76, 77 auf. Das Kombinationsprofil 70 ist
einstückig
mit den zinnenförmigen
Distanzelementen 71 bis 73 aus einem elastomeren
Kunststoff gebildet.
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In 7 ist
ein ähnliches
Montageträgersystem
wie in 6 dargestellt. Zur Bezeichnung gleicher Teile
werden gleiche Bezugszeichen verwendet. Um Wiederholungen zu vermeiden,
wird auf die vorangegangene Beschreibung der 6 verwiesen.
Im Folgenden wird nur auf die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsbeispielen
eingegangen.
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Bei
dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Verbindungsträger 54 einen
anders gestalteten Verbindungssteg 80 auf. Zwischen dem Verbindungssteg 80 und
den Wärmeübertragern 58 bis 60 ist
ein zweites Kombinationsprofil 90 angeordnet. Das Kombinationsprofil 90 ist
identisch zu dem Kombinationsprofil 70 ausgebildet. Die
Wärmeübertrager 58 bis 60 sind
zwischen den beiden Kombinationsprofile 70, 90 in
dem Montageträgerrahmensystem 50 gelagert.
Die Lagerung der Wärmeübertrager 58 bis 60 sowohl
oben als auch unten in jeweils einem Kombinationsprofil 70, 90 ermöglicht neben dem
Ausgleich von Toleranzen und dem Ausgleich von Thermodehnungen der
Wärmeübertrager
eine wirkungsvolle Körperschall-
und Rüttelentkopplung der
Wärmeübertrager
relativ zu der (nicht dargestellten) Fahrzeugtragstruktur.
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Das
erfindungsgemäße Montageträgersystem
ermöglicht
die Lagerung von vorzugsweise Ganzaluminium-Komponenten eines Kühlmoduls
im Frontendrahmen, ohne dass zusätzliche
Halteelemente an den Wärmeübertragern
angebracht werden müssen.
Durch die Kombinationsprofilelemente können Fertigungstoleranzen und
Thermodehnungen im Betrieb aufgenommen werden. Außerdem ermöglichen
die Kombinationsprofilelemente eine ausreichende Stabilität der Kühlmodulaufnahmen,
um die mechanischen Anforderungen bei Rüttelprüfungen zu erfüllen. Durch
die erfindungsgemäßen Kombinationsprofilelemente
können
die Wärmeübertrager,
die auch als Wärmetauscher
bezeichnet werden, so in dem Montageträgerrahmen befestigt werden, dass
kein Körperschall
von den Wärmeübertragern auf
die starre Fahrzeugtragstruktur übertragen
wird. Außerdem
gewährleisten
die erfindungs gemäßen Kombinationsprofilelemente
eine gute Abdichtung der Kühlkomponenten
gegen Kühlluftleckage.
Dadurch wird sichergestellt, dass die zur Kühlung benutzte Kühlluft nur
durch das wirksame Kühlnetz strömt.