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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Haltern eines quer zur Fahrzeuglängsrichtung angeordneten Aggregats
in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einem Personenkraftwagen.
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Bei einem Frontaufprall besteht zum
einen die Forderung, durch Verkürzung
des Vorderwagens in möglichst
hohem Maße
die kinetische Energie in Verformungsarbeit umzuwandeln und dadurch
eine gezielte begrenzte Verzögerung
zu erreichen, zum anderen sollen gerade bei leichteren Unfällen die Kosten
für Reparaturen
am Fahrzeug möglichst
gering bleiben. Besonders die Beschädigung von im Vorderwagen untergebrachten
Aggregaten ist daher zu vermeiden bzw. zu minimieren.
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Aus der
DE 101 61 432 A1 ist eine
Haltevorrichtung für
ein an der Frontseite eines Kraftfahrzeugs angeordnetes Kühlmodul
bekannt, welches an seinem Oberende schwenkbar angeordnet ist und
an dessen unterem Bereich Halteglieder befestigt werden können. Diese
Halteglieder werden an mit der Karosserie befestigten Bauteilen
so gehalten, dass bei einem frontalen Stoß das Kühlmodul mit seinem unteren
Bereich nach hinten hin ausweichen kann. Um das Kühlmodul
bzw. den das Kühlmodul
aufnehmenden Montageträger
an einem bei einem Crash verformbaren Bauteil zu fixieren, sofern
diese als übliche
Deformationselemente vorgesehen werden, ist zugleich daran das Halteglied
so angeordnet, dass es auch eine Stauchung des Deformationselementes,
wie einer Crashbox, übersteht.
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Aus der
DE 43 18 254 A1 ist eine
Aggregatlagerung in einem Kraftfahrzeug mit Stützlagern und Gelenklagern bekannt.
Die Aggregatlagerung enthält für das Aggregat
Stützlager
sowie Gelenklager in solcher Anordnung bezüglich des Aggregatschwerpunkts,
dass sie eine Drehmomentenabstützung
bilden. Diese Gelenklager sind so angeordnet und ausgerichtet, dass
sie nach crashbedingter Zerstörung der
Stützlager
und Verkürzung
des das Aggregat enthaltenden Vorderwagens eine Führung des
Aggregats sowohl an seiner Vorder- als auch an seiner Hinterseite
in Richtung nach unten bewirken. Die Stützlager sind dabei in horizontaler
Richtung nur schwach ausgelegt da sie im Wesentlichen nur vertikale
Gewichtskräfte
des Antriebsaggregats aufzunehmen brauchen und bei in Längsrichtung
auftretenden Kräften
bewusst nachgeben sollen. Hierdurch wird zum einen der vorhandene
Deformationsweg vergrößert und
zum anderen werden die Reparaturkosten gesenkt.
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Aus der
DE 198 50 590 A1 ist ein
Vorbaubereich für
ein Kraftfahrzeug bekannt. Der Vorbaubereich mit einer Wärmeübertrageranordnung,
die an wenigstens zwei Lagerpunkten mit einer Vorbautragstruktur
verbunden ist, wird derart ausgeführt, dass bei einer aufprallbedingten
Deformation der Vorderbautragstruktur eine kraftübertragende und kraftaufnehmende
Einbindung der Wärmeübertrageranordnung
in die Deformationscharakteristik des Vorbaubereichs erzielt wird.
Der Einsatzbereich ist hierbei ein Frontmodul eines Personenkraftwagens.
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Aus der
DE 43 35 813 C1 ist eine
Vorrichtung zur Halterung eines Aggregats an einer Struktur, insbesondere
eines Wärmetauschers
an einem Fahrzeugaufbau bekannt, welche eine Konsole mit einem strukturseitigen
Anschlagbügel
und einem an diesem schwenkbeweglich angeordneten Verbindungsbügel zwischen
Struktur und Aggregat umfasst. Zur Erzielung einer steifen Halte rung
durch eine kurze Baulänge
der halternden Konsole weist diese einen am Verbindungsstück angeordneten
Sperrzahn auf, wobei der Verbindungsbügel zur Halterung mehrerer
Aggregate mit begrenzt winkelbeweglichen Eingriffselementen ausgerüstet ist.
Die
DE 43 35 813 C1 beschreibt
zwar eine Vorrichtung zur Halterung eines Aggregats an einer Struktur,
sie offenbart jedoch nichts über
eine Funktion der Halterung bei einem crashbedingten Frontaufprall.
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Die Erfindung beschäftigt sich
mit dem Problem, eine Vorrichtung zum Haltern eines stehend positionierten
Aggregats in einem Kraftfahrzeug bereitzustellen, die im Falle eines
längsgerichteten
Aufpralls des Kraftfahrzeugs auf ein Hindernis das Aggregat aus
dem Schadensbereich bewegt, um die Schadenskosten zu reduzieren.
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Dieses Problem wird durch den Gegenstand des
unabhängigen
Anspruchs gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen
sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken,
ein Aggregat, wie z.B. eine Kühler- und/oder
Wärmeübertrageranordnung,
in einem Kraftfahrzeug mit zwei Halterungselementen, die jeweils
seitlich am Aggregat bzw. an der Kühler- und/oder Wärmeübertrageranordnung
und zwischen zwei Crashboxteilen angeordnet sind, so zu haltern, dass
das Aggregat bzw. die Kühler- und/oder Wärmeübertrageranordnung
im Falle eines Frontalaufpralls in Richtung des Fahrzeughecks gezogen
und dabei abgesenkt wird. Dadurch lassen sich einerseits Vorteile
hinsichtlich der Schadenshöhe
erzielen und andererseits lässt
die Kinematik der Halterungsvorrichtung eine ungehinderte Deformation
der Crashboxteile zu.
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Erreicht wird dies durch eine Ausbildung
jedes Halterungselements mit einer in Fahrtrichtung vorderen und
einer hinteren Strebe, welche zusammen eine V-förmige Anordnung bilden und
mit ihrem jeweils einen Ende über
eine Lageranordnung miteinander verbunden sind. Mit dem jeweils
anderen Ende ist die vordere Strebe über ein erstes Lager und die
hintere Strebe über
ein zweites Lager am jeweiligen Crashboxteil drehverschwenkbar gelagert.
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Durch diese Anordnung erfolgt eine
optimale Aufnahme der einwirkenden Gewichtskräfte des jeweiligen Aggregats,
z.B. der Kühler-
und/oder Wärmeübertrageranordnung,
und zugleich wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Halterungsvorrichtung
eine Zwangskinematik im Crashfall erreicht.
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Hierbei bewegen sich das erste Lager
und das zweite Lager, die jeweils am Crashboxteil angeordnet sind,
aufeinander zu, wodurch eine Bewegung des Aggregats in Richtung
des Fahrzeughecks bzw. in einer dem Aufprall entgegengesetzten Richtung sowie
nach unten, also in der Regel in Richtung der Fahrbahn erfolgt.
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Bei herkömmlichen Fahrzeugen erfolgt
die Ausbildung einer Trennstelle zwischen einem Längsträger und
des Crashboxteils meist in geschraubter Form. Die Schraubstelle
wird gleichzeitig oftmals auch für
die Befestigung andere Aggregate, wie z.B. des Kühlers, genutzt. Halterungsvorrichtungen
in Verbindung mit einer Schraubverbindung beeinflussen jedoch das
Deformationsverhalten der Crashboxteile und bewirken zudem eine
relativ steife Verbindung zwischen dem angebrachten Aggregat und den
Crashboxteilen, was im Crashfall zur höheren Reparaturkosten führt.
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Die Erfindung bietet weiter den Vorteil;
dass die Halterungsvorrichtung für
das Aggregat, z.B. für eine
Kühler-
und/oder Wärmeübertrageranordnung, lediglich
zwei gewichtsminimierte Streben aufweist, wodurch eine Reduzierung
des Gewichts und damit verbunden eine Reduzierung des Energieverbrauchs erreicht
wird.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der
erfindungsgemäßen Lösung ist
dadurch gekennzeichnet, dass die Streben der Halterungsvorrichtung jeweils
einen als Aufnahmefläche
ausgebildeten Abschnitt zum Abstützen
des Aggregats aufweisen. Dadurch ist es möglich, herkömmliche Kühler- und/oder Wärmeübertrageranordnungen
ohne Umbau mittels den erfindungsgemäßen Halterungselementen an den
jeweiligen Crashboxteilen anzuordnen. Die Realisierung bedarf somit
keinerlei konstruktiver Änderungen
am jeweiligen Aggregat, wodurch der Produktionsprozess unverändert bleiben
kann und Kosten gespart werden.
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Eine besonders günstige Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist
gekennzeichnet durch ein Pufferelement, das an der Verbindung zwischen
einem Aufnahmeteil und den jeweiligen Streben angeordnet ist und/oder
weitere Pufferelemente, welche das Aggregat an den beiden Crashboxteilen jeweils
seitlich abstützen.
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Die Pufferelemente sind dabei aus
Gummi oder einem ähnlichen
schwingungsdämpfenden
Material ausgebildet. Durch die Pufferelemente wird eine Übertragung
von eventuell auftretenden Schwingungsgeräuschen, erzeugt durch Relativbewegungen,
zwischen dem Aggregat und den Streben unterbunden, wodurch allgemein
ein geräuschärmerer Betrieb
des Fahrzeugs und somit eine Erhöhung des
Fahrkomforts erreicht wird. Gleichzeitig ist das der Verbindung
zugeordnete Pufferelement so ausgestaltet, dass es ein selbsttätiges Lösen der
Verbindung zwischen dem Aufnahmeteil und den Streben verhindert
und somit zur Erhöhung
der Fahrsicherheit beiträgt.
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Zweckmäßig kann vorgesehen sein, dass die
beiden Crashboxteile eine Frontstoßfängeranordnung oder eine Heckstoßfängeranordnung
des Kraftfahrzeugs an einem Fahrzeugchassis haltern. Die Halterungsvorrichtung
lässt sich
sowohl in einem Frontbereich als auch in einem Heckbereich eines Kraftfahrzeugs
einsetzen, wodurch eine Erhöhung der
Flexibilität
beim Produktionsprozess sowie ein Einsatz von im Prinzip gleichen
Halterungsvorrichtungen für
unterschiedliche Kraftfahrzeugtypen möglich ist.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung ist
dadurch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung ein einziges Lager
aufweist, an dem die vordere und die hintere Strebe mit ihrem jeweils
einen Ende gemeinsam gelagert sind oder dass die Lageranordnung
ein drittes und ein davon beabstandetes viertes Lager aufweist,
wobei die vordere Strebe am dritten und die hintere Strebe am vierten
Lager, jeweils mit ihrem einen Ende, gelagert ist.
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Durch die beiden Ausführungsvarianten
wird die hohe Flexibilität
der Erfindung veranschaulicht. Die Ausgestaltung der Halterungsvorrichtung
kann dabei an verschiedene Produktionslinien und/oder Fahrzeugtypen
angepasst werden, ohne die Funktionalität der Erfindung zu beeinträchtigen.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen,
aus den Zeichnungen und aus den zugehörigen Figurenbeschreibungen
anhand der Zeichnungen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden
Be schreibung näher
erläutert,
wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Die Figuren zeigen schematisch:
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1 eine
Ansicht einer erfindungsgemäßen Halterungsvorrichtung,
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2 eine
Ansicht wie in 1, jedoch
mit einer anderen Lageranordnung,
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3 eine
Ansicht der erfindungsgemäßen Halterungsvorrichtung
mit einer Strebe mit einer Aufnahmefläche,
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4 eine
Ansicht wie in 3, jedoch
zusätzlich
mit einer Kühler-
und/oder wärmeübertrageranordnung,
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5 eine
Ansicht der erfindungsgemäßen Halterungsvorrichtung
mit einer an der Kühler- und/oder
Wärmeübertrageranordnung
angeordneten Aufnahmefläche,
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6 eine
Ansicht wie in 5, jedoch
aus einer anderen Perspektive.
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Entsprechend 1 zeigt eine erfindungsgemäße Halterungsvorrichtung 1 an
jeder Fahrzeugseite ein Halterungselement 19 zur beidseitigen
Halterung eines Aggregats (vgl. Pos. 13 in 3, 4, 6) zwischen bzw. an zwei
Crashboxteilen 2. Jedes Halterungselement 19 weist
eine vordere Strebe 3, eine hintere Strebe 4 sowie
eine Lageranordnung 11 auf, welche im Beispiel von 1 als ein gemeinsames drittes
Lager 9 ausgebildet ist. An dem jeweils einen, hier unteren
Ende der vorderen Strebe 3 und der hinteren Strebe 4 sind
diese über
die La geranordnung 11 bzw. über das gemeinsame Lager 9 drehbar
miteinander verbundenen. An dem anderen, hier oberen Ende der vorderen
Strebe 3 ist diese über
ein erstes Lager 7 drehverschwenkbar am Crashboxteil 2 angeordnet,
wogegen die hintere Strebe 4 mit ihrem anderen Ende über ein
zweites Lager 8, welches im wesentlichen horizontal von
dem ersten Lager 7 beabstandet ist, am Crashboxteil 2 angeordnet
ist. Die Lageranordnung 11 ist vorzugsweise unterhalb des
ersten Lagers 7 und des zweiten Lagers 8 positioniert.
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Das Crashboxteil 2 dient
zur Halterung einer in 1 nicht
dargestellten Stoßfängeranordnung 18 (vgl. 5) an einem Fahrzeugchassis
und ist jeweils in Verlängerung
an einen Fahrzeuglängsträger 16 (vgl. 3 und 5) in einem vorderen oder einem hinteren
Bereich eines Kraftfahrzeugs angeordnet. Im Folgenden wird nur die
Ausbildung der erfindungsgemäßen Halterungsvorrichtung 1 in
einem vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs beschrieben. Für den hinteren
Bereich gilt jedoch sinngemäß dasselbe.
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Die an den beiden Crashboxteilen 2 angeordnete
Halterungsvorrichtung 1 haltert an jeder Fahrzeugseite
mit ihren Halterungselementen 19 über ein Aufnahmeteil 5 ein
Aggregat 13 am Fahrzeug. Bei der hier bevorzugten Anwendung ist
das Aggregat eine stehend positionierte und im wesentlichen quer
zur Fahrzeuglängsrichtung
angeordnete Kühler-
und oder Wärmeübertrageranordnung 13. Das
Aufnahmeteil 5 ist dabei als herkömmliches Winkelprofil ausgebildet,
welches an einem ersten Schenkel eine Aussparung 14 aufweist
und an einem dazu orthogonalen zweiten Schenkel über die Lageranordnung 11 mit
den beiden Streben 3, 4 verbunden ist.
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Bei einem Frontaufprall in Richtung
einer Aufprallrichtung 17 wird das Crashboxteil 2 gemäß 1 in im wesentlichen horizontaler
Richtung gestaucht, wodurch sich das erste Lager 7 und
das zweite Lager 8, welche beide an dem Crashboxteil 2 angeordnet
sind, aufeinander zu bewegen. Durch die Verkürzung des Abstandes zwischen
dem ersten Lager 7 und dem zweiten Lager 8 erfolgt
eine Absenkung des Aufnahmeteils 5 und damit der Kühler- und/oder
Wärmeübertrageranordnung 13.
Dies bewirkt, dass diese aus einem Gefahrenbereich weg bewegt wird
und dadurch geringere Beschädigungen erfährt, wodurch
nachfolgende Reparaturkosten gesenkt werden. Gleichzeitig wird die
Deformationscharakteristik der Crashboxteile 2 durch die
Halterungsvorrichtung 1 nicht beeinträchtigt.
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Gemäß 2 weist die Lageranordnung 11 zwei
im wesentlichen horizontal voneinander beabstandete Lager, nämlich das
dritte Lager 9'' und ein viertes
Lager 10 auf. Die vordere Strebe 3 und die hintere
Strebe 4 sind dabei an ihrem einen Ende, entgegen 1, voneinander getrennt
und jeweils separat gelagert an dem Aufnahmeteil 5 angeordnet, wohingegen
sie an ihrem jeweils anderen Ende, wie in 1, an dem Crashboxteil 2 angeordnet
sind. Die Funktionsweise der Halterungsvorrichtung 1 bleibt dabei
von der in 1 bzw. 2 unterschiedlichen Lageranordnung
unberührt.
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In 3 ist
das Aufnahmeteil 5 als Bestandteil des Aggregats 13,
also hier der Kühler-
und/oder Wärmeübertrageranordnung 13 ausgebildet,
wobei jedoch auch denkbar ist, dass das Aufnahmeteil 5 daran
lösbar
befestigt ist.
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Die beiden Streben 3, 4 sind
gemäß 4 an ihrem einen Ende über das
gemeinsame dritte Lager 9 an dem Aufnahmeteil 5 angeordnet.
Zur Vermeidung unerwünschter
Relativbewegungen zwi schen dem Aufnahmeteil 5 und den beiden
Streben 3, 4 ist ein Pufferelement 6', welches zum
Beispiel als Gummiüberzug
ausgebildet ist, an dem dritten Lager 9 angebracht.
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Die Kühler- und/oder Wärmeübertrageranordnung 13 ist
an den beiden Crashboxteilen 2 jeweils über ein weiteres Pufferelement 6 seitlich
abgestützt.
Das weitere Pufferelement 6 bewirkt dabei eine Fixierung
der Kühler-
und/oder Wärmeübertrageranordnung 13 in
Fahrzeugquerrichtung und wirkt zudem schwingungs- und geräuschdämpfend.
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Gemäß 5 und 6.
ist eine spezielle Ausführungsform
der Halterungsvorrichtung 1 gezeigt. Hierbei ist die hintere
Strebe 4 als L-förmige Strebe 12 ausgebildet,
wobei das Aufnahmeteil 5 einen unteren Abschnitt der L-förmigen Strebe 12 bildet.
Die vordere Strebe 3 ist über das dritte Lager 9 mit
der L-förmigen
Strebe 12 verbunden. Die Anordnung der beiden Streben 3, 12 entspricht
dabei der Anordnung in 1 bis 4. Die Kühler- und/oder Wärmeübertrageranordnung 13 ist
entsprechend 6 mit einem
Befestigungsmittel 15 an der L-förmigen
Strebe 12 befestigt. Zur Aufnahme des Befestigungsmittels 15 ist
dabei an dem quer zur Strebenlängsachse
verlaufenden unteren Abschnitt der Strebe 12, ähnlich dem
Aufnahmeteil 5, eine Aussparung 14 angeordnet.
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Bei einem frontalen Aufprall in Aufprallrichtung 17 wird
das Crashboxteil 2 gestaucht und damit der Abstand zwischen
dem ersten Lager 7 und dem zweiten Lager 8 verkürzt. Diese
Verkürzung
bewirkt eine Verdrehung und/oder Absenkung der an der Strebe 12 angeordneten
Kühler-
und/oder Wärmeübertrageranordnung 13,
wodurch diese aus einem Gefahrenbereich heraus bewegt wird.
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Zusammenfassend lässt sich die Erfindung durch
folgende Punkte charakterisieren:
Die Halterungsvorrichtung 1 haltert
die Kühler- und/oder
Wärmeübertrageranordnung 13 mit
zwei Streben 3, 4 bzw. 3, 12,
die jeweils seitlich an der Kühler-
und/oder Wärmeübertrageranordnung 13 angeordnet
sind. Sie bewirkt, dass diese im Falle eines Frontalaufpralls in
Richtung des Fahrzeughecks bewegt und dabei abgesenkt wird, wodurch
sich einerseits Vorteile hinsichtlich der Schadenshöhe ergeben und
andererseits die ungehinderte Deformation der Crashboxteile 2 verbessert
wird. Die Erfindung bietet zudem den Vorteil, dass die Halterungsvorrichtung 1 lediglich
zwei gewichtsminimierte Streben 3,4 bzw. 3, 12 aufweist,
wodurch eine Reduzierung des Gewichts und damit verbunden eine Reduzierung
des Energieverbrauchs erreicht wird.
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An der Verbindung zwischen dem Aufnahmeteil 5 und
der jeweiligen Strebe 3, 4 ist ein Pufferelement 6' angeordnet
und bewirkt, dass eine Übertragung
von eventuell auftretenden Schwingungsgeräuschen, erzeugt durch Relativbewegungen,
zwischen der Kühler-
und oder Wärmeübertrageranordnung
und den Streben 3, 4 unterbunden wird.