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Dokumentenidentifikation DE10149178B4 24.08.2006
Titel Multifunktionale Trägeranordnung für Kraftfahrzeugkühlereinrichtungen
Anmelder Ford Global Technologies, LLC (n.d.Ges.d. Staates Delaware), Dearborn, Mich., US
Erfinder Balzer, Jason Scott, Canton, Mich., US;
Maj, Michael Hanry, Livonia, Mich., US;
Dellock, Paul Kenneth, Northville, Mich., US;
Edmunds, William P., Monroe, Mich., US
Vertreter Bonsmann & Bonsmann Patentanwälte, 41063 Mönchengladbach
DE-Anmeldedatum 04.10.2001
DE-Aktenzeichen 10149178
Offenlegungstag 02.05.2002
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 24.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.08.2006
IPC-Hauptklasse B60K 11/04(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B62D 25/08(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine multifunktionale Trägeranordnung für Kühlereinrichtungen eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Kühlereinrichtungsträger für Kraftfahrzeuge sind allgemein bekannt. Üblicherweise sind Kühlereinrichtungsträger aus gepresstem Stahl hergestellt und weisen zudem separate, mit diesen verbundene Komponenten auf. Diese Komponenten sind beispielsweise eine Verankerung für die Verriegelung der Motorhaube, eine Verstärkung für die Öffnung in der Kühlerverkleidung (GOR= grille opening reinforcement), ein Träger für die GOR und eine mit dem Kühlereinrichtungsträger verbundene Abdeckung für eine Öffnung der Kühlereinrichtung.

Obwohl die bekannten Kühlereinrichtungsträger zufriedenstellend eingesetzt werden konnten, ist eine Frontstruktur für Kraftfahrzeuge wünschenswert, welche in einem Druckguss-, Spritzguss- oder Gussverfahren hergestellt ist. Die bekannten Kühlereinrichtungsträger sind demgegenüber nämlich relativ schwer, teuer in der Herstellung und benötigen viel Platz innerhalb der Frontstruktur des Kraftfahrzeuges.

Die DE 195 20 870 C2 offenbart eine multifunktionale Trägeranordnung für Kühlereinrichtungen eines Kraftfahrzeugs bestehend aus einem Querträger mit daran angeordneten Aufnahmen von frontseitigen Bauteilen wie insbesondere einem Kühler. Die Trägeranordnung ist einstückig und kann zum Beispiel aus einer Aluminium-Magnesium-Legierung bestehen sowie in Gusstechnik hergestellt sein.

Die DE 196 03 957 C2 betrifft einen oberen Querträger für eine Fahrzeugfront, welcher aus mehreren zusammensteckbaren Modulen besteht. Jedes Modul ist als Hohlprofil aus einer Aluminium- oder einer Magnesiumlegierung hergestellt. Die gewünschte Stabilität der Module wird durch eine entsprechende Anzahl von Versteifungsrippen erreicht.

Die DE 198 00 035 A1 betrifft ein Fügeverfahren für Magnesium-Kunststoff Materialkombinationen. Dabei wird im Falle der Verwendung von Nieten empfohlen, speziell beschichtete und/oder legierte Nieten zu verwenden, um Probleme durch Kontaktkorrosion zu vermeiden.

Die DE 196 11 933 C2 betrifft einen oberen Querträger eines Fahrzeug-Frontendteiles, an welchem Hohlkammern mit schlitzförmigen Öffnungen vorgesehen sind, wobei Gleitsteine zu Befestigungszwecken in die schlitzförmigen Öffnungen eingeführt werden können.

Aus der DE 196 11 934 C1 ist ein Frontmodul für Kraftfahrzeuge bekannt, welches einen unteren und einen oberen Querträger umfasst, die über Aufpralldämpfer mit Längsträgern der Karosserie gekoppelt sind.

Aus der DE 198 47 389 A1 ist die Befestigung eines Frontmoduls an der Fahrzeugkarosserie über Aufpralldämpfer mit flanschartigen Verbindungsanschlüssen bekannt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht dementsprechend darin, eine multifunktionale Trägeranordnung für Kühlereinrichtungen eines Kraftfahrzeuges zu schaffen, die sich durch kompakte Abmessungen, ein geringes Gewicht, gesenkte variable Kosten und einen verringerten Arbeitsaufwand bei der Produktion unter gleichzeitiger Verbesserung der Qualität und Verlängerung der Lebensdauer des Kraftfahrzeugs auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine multifunktionale Trägeranordnung für Kühlereinrichtungen eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Trägeranordnung für Kühlereinrichtungen eines Kraftfahrzeuges ist als multifunktionale Trägeranordnung ausgebildet. Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass mit dieser erstmals eine Druckguss-, Spritzguss- oder gegossene Frontstruktur für ein Kraftfahrzeug verwirklicht werden kann. Ein weiterer besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Trägeranordnung für Kühlereinrichtungen die Funktionen des Kühlereinrichtungsträgers, der Trägereinrichtung für die Motorhaubenverriegelung, der Verstärkung für die Öffnung der Kühlerverkleidung (GOR) sowie zahlreicher Trägereinrichtungen zur Befestigung und Verstärkung innerhalb eines einzelnen Druckguss-, Spritzguss-, oder Guss- Bauteils vereint. In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann bei der multifunktionalen Trägeranordnung für Kühlereinrichtungen Druckguss-Magnesium als Material zur Herstellung der Struktur verwendet werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass durch die multifunktionale Trägeranordnung für Kühlereinrichtungen eine erhöhte räumliche Kontrolle, eine Reduzierung von Elementen mit bearbeiteten Flächen, eine Gewichtsreduktion von 50 bis 70 % sowie eine Absenkung der variablen Kosten und des Arbeitsaufwandes bei der Produktion ermöglicht wird. Darüber hinaus wird das Verhalten hinsichtlich lateraler bzw. Torsionsbiegemodi verbessert sowie eine Zunahme von 100 % hinsichtlich Festigkeit und Lebensdauer des Kraftfahrzeugs erzielt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht schließlich darin, dass die multifunktionale Trägeranordnung für Kühlereinrichtungen einen geringeren Raumbedarf beim Einbau aufweist, wodurch die Überhänge an der Front reduziert und variable Gestaltungsanforderungen unterstützt werden und ein hohes Maß an Gewicht eingespart wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen

1 eine perspektivische Vorderansicht einer multifunktionalen Trägeranordnung für Kühlereinrichtungen gemäß der Erfindung in funktionsfähiger Anordnung innerhalb eines Kraftfahrzeuges,

2 eine perspektivische Rückansicht eines Teils der multifunktionalen Trägeranordnung für Kühlereinrichtungen gemäß 1 und

3 eine perspektivische Rückansicht eines weiteren Teils der multifunktionalen Trägeranordnung für Kühlereinrichtungen gemäß 1.

In den Figuren und insbesondere in 1 ist eine Ausführungsform einer multifunktionalen Trägeranordnung 10 für Kühlereinrichtungen funktionsfähig innerhalb eines Kraftfahrzeugs 12 dargestellt. Die Trägeranordnung 10 für Kühlereinrichtungen befindet sich am vorderen Ende oder in der Front einer Karosserie 14 des Kraftfahrzeuges 12. Die Trägeranordnung 10 für Kühlereinrichtungen dient der Halterung eines nicht dargestellten Kühlers, eines nicht dargestellten Kondensators und/oder ebenfalls nicht dargestellter zusätzlicher Kühlereinrichtungen. Das Kraftfahrzeug 12 ist – mit Ausnahme der multifunktionalen Trägeranordnung 10 für Kühlereinrichtungen – im Übrigen herkömmlich ausgebildet und aus dem Stand der Technik bekannt.

Wie aus den 1 bis 3 ersichtlich, umfasst die multifunktionale Trägeranordnung 10 für Kühlereinrichtungen einen sich im Wesentlichen vertikal und seitlich ausdehnenden Kühlereinrichtungsträger 16, welcher eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweist. Der Kühlereinrichtungsträger 16 weist ein Frontteil 17 und eine sich longitudinal durch das Frontteil 17 erstreckende Öffnung 18 auf. Die Öffnung 18 ist ebenfalls im Wesentlichen rechteckig ausgebildet. Das Frontteil 17 kann beispielsweise zumindest ein, vorzugsweise eine Vielzahl von Rippenelementen 19 aufweisen, welche ihm Steifheit und Festigkeit verleihen.

Der Kühlereinrichtungsträger 16 umfasst ferner ein Halterungselement 20 für eine Motorhaubenverriegelung, welches sich longitudinal von einer Vorderseite 21 des Frontteils 17 nach vorne zum Halten einer hier nicht dargestellten Motorhaubenverriegelung erstreckt. Das Halterungselement 20 weist eine im Wesentlichen rechteckige Form auf. Das Halterungselement 20 umfasst ferner seitlich beabstandete Seitenwände 22, welche sich longitudinal und abgewinkelt nach unten erstrecken. Das Halterungselement 20 weist darüber hinaus eine sich im Wesentlichen seitlich und horizontal zwischen den Seitenwänden 22 erstreckende Querwand 24 auf. Das Halterungselement 20 umfasst weiterhin am vorderen Ende der Seitenwände 22 und der Querwand 24 eine Vorderwand 26, deren Funktion nachstehend noch beschrieben wird. In besonderer Ausgestaltung der Erfindung kann sich zwischen dem Halterungselement 20 und dem Frontteil 17 ein Stützelement 27 über die Öffnung 18 erstrecken. Das Stützelement 27 kann dabei entweder in den Kühlereinrichtungsträger 16 eingegossen oder an diesem mittels geeigneter Mittel, wie beispielsweise mittels nicht dargestellter Befestigungselemente, befestigt sein.

Der Kühlereinrichtungsträger 16 weist ein Paar Armteile 28 auf, welche sich seitlich und auswärts gerichtet vom Frontteil 17 erstrecken. Die Armteile 28 weisen eine im Wesentlichen rechteckige Form auf und gehen jeweils von den oberen Enden zu beiden Seiten des Frontteils 17 aus.

Der Kühlereinrichtungsträger 16 kann eine Querstrebe 30 aufweisen, welche sich jeweils diagonal zwischen dem jeweiligen Armteil 28 und dem Frontteil 17 erstreckt.

Am Kühlereinrichtungsträger 16 ist darüber hinaus ein Befestigungsabschnitt 32 vorgesehen, welcher sich longitudinal jeweils von den Armteilen 28 nach hinten erstreckt und der Befestigung an der Karosserie 14 des Kraftfahrzeugs 12 dient. Auch die Befestigungsabschnitte 32 sind jeweils im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildet. Der Befestigungsabschnitt 32 kann auch zumindest ein, vorzugsweise eine Vielzahl von Rippenelementen 34 zur Verleihung von Steifheit und Festigkeit aufweisen.

Der Kühlereinrichtungsträger 16 weist ferner ein Paar von Beinteilen 36 auf, welche sich im Wesentlichen vertikal auf beiden Seiten des Frontteils 17 erstrecken. Die Beinteile 36 sind im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildet und an jeder Seite des Frontteils 17 angeordnet. Das Beinteil 36 kann zumindest ein, vorzugsweise eine Vielzahl von Rippenelementen 38 aufweisen, die diesem Steifheit und Festigkeit verleihen. Das Beinteil 36 kann an seinem unteren Ende ein Rahmenmontageteil 40 aufweisen, welches seinerseits eine untere Wand 42 und eine seitlich von der unteren Wand 42 beabstandete obere Wand 44 aufweist. Das Rahmenmontageteil 40 weist ferner äußere Wände 46 auf, welche sich zwischen den unteren und den oberen Wänden 42, 44 erstrecken. Das Rahmenmontageteil 40 kann zusätzlich ein Paar innerer Wände 48 aufweisen, die seitlich von den äußeren Wänden 46 sowie voneinander beabstandet sind und sich vertikal zwischen den unteren und oberen Wänden 42, 44 erstrecken. Das Rahmenmontageteil 40 weist schließlich noch fluchtende Bohrungen 50 auf, welche sich durch die unteren und oberen Wände 42, 44 durchgehend erstrecken, wobei auf ihre Funktion nachstehend näher eingegangen wird. Es ist in diesem Zusammenhang anzumerken, dass das Rahmenmontageteil 40 einen doppelten Kastenquerschnitt aufweisen kann.

Der Kühlereinrichtungsträger 16 wird in Form einer einzelnen Struktur aus Druckguss-Magnesium hergestellt und weist eine in sich geschlossene, einheitliche und einstückige monolithische Struktur auf. Der Kühlereinrichtungsträger 16 kann beispielsweise annähernd 6 kg wiegen.

Wie in 3 dargestellt, umfasst die multifunktionale Trägeranordnung 10 für Kühlereinrichtungen ein Befestigungselement 52 zur jeweiligen Befestigung der Beinteile 36 an einer Trägerschiene 54 eines hier nicht dargestellten Rahmens des Fahrzeugs. Das massige Befestigungselement 52 besteht aus einem Kopf 56 und einem Gewindeschaft 58 und erstreckt sich durch eine hier nicht dargestellte Öffnung in der Trägerschiene 54 und durch die fluchtenden Bohrungen 50 im Rahmenmontageteil 40. Das Befestigungselement 52 weist ferner eine Schraubenmutter 60 auf, um den Gewindeschaft 58 zu verschrauben und einen Anschlag an der oberen Wand 44 zu bilden. Das Befestigungselement 52 besteht aus einem metallischen Material, wie beispielsweise Stahl. Das Befestigungselement 52 ist aus dem Stand der Technik bekannt und herkömmlich ausgebildet.

Wie aus 3 ersichtlich, umfasst die multifunktionale Trägeranordnung 10 für Kühlereinrichtungen Abstandhalter 62 zwischen dem Befestigungselement 52, der Trägerschiene 54 und dem Kühlereinrichtungsträger 16, um eine galvanische Korrosion zwischen dem Stahl und dem Magnesium zu verhindern. In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Abstandhalter 62 eine zwischen der Schraubenmutter 60 und der oberen Wand 44 angeordnete Unterlegscheibe sein. Der Abstandhalter 62 ist aus einem metallischen Material, wie beispielsweise Aluminium, oder einem Kunststoffmaterial hergestellt. In einer weiteren Ausführungsform kann der Abstandhalter 62 auch eine zwischen der Trägerschiene 54 und der unteren Wand 42 angeordnete Platte sein.

Die 1 bis 3 zeigen, dass die multifunktionale Trägeranordnung 10 für Kühlereinrichtungen ferner Brückenträger 64 zur jeweiligen Befestigung der Befestigungsabschnitte 32 der Armteile 28 an der Karosserie 14 des Kraftfahrzeugs 12 umfasst. Die Brückenträger 64 weisen eine Unterwand 66, eine seitlich von der Unterwand beabstandete Oberwand 68 und eine seitliche Wand 70 auf, welche sich zwischen der Unterwand 66 und der Oberwand 68 erstreckt, so dass ein im Wesentlichen U-förmiger Querschnitt entsteht. Die Brückenträger 64 weisen ferner einen Flansch 72 auf, der sich im Wesentlichen senkrecht und vertikal von der Oberwand 68 und der Unterwand 66 erstreckt. Die Brückenträger 64 weisen zumindest ein, vorzugsweise ein Paar von durch die seitliche Wand 70 verlaufenden Bohrungen 74 auf, wobei deren Funktion nachstehend noch beschrieben wird. Die Brückenträger 64 sind aus einem metallischen Material, wie beispielsweise Stahl, hergestellt. Es ist in diesem Zusammenhang anzumerken, dass die Flansche 72 an einem hier nicht dargestellten inneren Kotflügel der Karosserie 14 des Kraftfahrzeugs 12 durch geeignete Mittel, z.B. durch Schweißen, befestigt oder mit diesem anderweitig verbunden sind.

Die multifunktionale Trägeranordnung 10 für Kühlereinrichtungen umfasst ferner ein Befestigungselement 76 zur Befestigung der Brückenträger 64 jeweils an den Befestigungsabschnitten 32 des Kühlereinrichtungsträgers 16. Das massige Befestigungselement 76 weist einen Kopf 78 und einen Gewindeschaft 80 auf und erstreckt sich durch die Bohrung 74 in der seitlichen Wand 70 und eine Bohrung 82 im Befestigungsabschnitt 32. Das Befestigungselement 76 weist ferner eine Schraubenmutter 84 zum Verschrauben des Gewindeschaftes 80 angrenzend an die Wand des Befestigungsabschnitts 32 auf.

Das Befestigungselement 76 besteht aus einem metallischen Material, wie beispielsweise Stahl. Es ist im Übrigen herkömmlich ausgebildet und aus dem Stand der Technik bekannt.

Die multifunktionale Trägeranordnung 10 für Kühlereinrichtungen weist zwischen dem Befestigungselement 76, dem Brückenträger 64 und dem Kühlereinrichtungsträger 16 Abstandhalter 86 auf, um eine galvanische Korrosion zwischen dem Stahl und dem Magnesium zu verhindern. In einer Ausführungsform kann der Abstandhalter 86 eine hohle, rechteckige Hülse sein, welche an dem Befestigungsabschnitt 32 und zwischen der Oberwand 68, der Unterwand 66 und der seitlichen Wand 70 des Brückenträgers 64 angeordnet ist. Der Abstandhalter 86 weist zumindest eine, vorzugsweise eine Vielzahl von Bohrungen 88 auf, welche sich durch diesen hindurch erstrecken und mit den Bohrungen 74 und 82 im Brückenträger 64 und im Befestigungsabschnitt 32 jeweils fluchten. Der Abstandhalter 86 ist aus einem metallischen Material, beispielsweise Aluminium, hergestellt. Alternativ könnte der Abstandhalter 86 auch aus einem warmausgehärteten Kunststoff bestehen, welcher beim Lackieren der Trägeranordnung 10 für Kühlereinrichtungen geschmolzen werden kann und an dem Brückenträger 64 und den Befestigungsabschnitten 32 anhaftet, um eine galvanische Korrosion zu verhindern. Außer dem Schmelzen sind selbstverständlich auch weitere Formen des Auftragens des Kunststoffs möglich. Es ist schließlich anzumerken, dass die Schraubenmutter 84 an den Abstandhalter 86 anschlägt.

10Trägeranordnung 12Kraftfahrzeug 14Karosserie 16Kühlereinrichtungsträger 17Frontteil 18Öffnung 19Rippenelemente 20Halterungselement 21Vorderseite 22Seitenwand 24Querwand 26Vorderwand 27Stützelement 28Armteil 30Querstrebe 32Befestigungsabschnitt 34Rippenelemente 36Beinteil 38Rippenelemente 40Rahmenmontageteil 42untere Wand 44obere Wand 46äußere Wand 48innere Wand 50Bohrung 52Befestigungselement 54Trägerschiene 56Kopf 58Gewindeschaft 60Schraubenmutter 62Abstandhalter 64Brückenträger 66Unterwand 68Oberwand 70seitliche Wand 72Flansch 74Bohrung 76Befestigungselement 78Kopf 80Gewindeschaft 82Bohrung 84Schraubenmutter 86Abstandhalter 88Bohrung

Anspruch[de]
  1. Multifunktionale Trägeranordnung (10) für Kühlereinrichtungen eines Kraftfahrzeuges, bei welcher ein aus einem ersten druckgegossenen metallischen Material hergestellter Kühlereinrichtungsträger (16) zur Wirkverbindung mit dem vorderen Endbereich des Kraftfahrzeuges (12) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Abstandhalter (62, 86) vorgesehen ist, welcher aus einem zweiten metallischen und vom ersten metallischen Material unterschiedlichen Material hergestellt ist, und welcher zwischen dem Kühlereinrichtungsträger (16) und entweder der Karosserie (14) oder dem Rahmen des Kraftfahrzeuges (12) angeordnet ist, um eine galvanische Korrosion des Kühlereinrichtungsträgers (16) zu verhindern.
  2. Multifunktionale Trägeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste metallische Material Magnesium oder eine Magnesiumlegierung ist.
  3. Multifunktionale Trägeranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite metallische Material Aluminium oder eine Aluminiumlegierung ist.
  4. Multifunktionale Trägeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Brückenträger (64) zum Verschweißen mit einem Karosserieteil des Kraftfahrzeuges (12) vorgesehen ist, welcher an dem zumindest einen Abstandhalter (86) angeordnet und mit dem Kühlereinrichtungsträger (16) verbunden ist.
  5. Multifunktionale Trägeranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Brückenträger (64) aus Stahl hergestellt ist.
  6. Multifunktionale Trägeranordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Befestigungselement (76) zur Befestigung des wenigstens einen Brückenträgers (64) an dem Kühlereinrichtungsträger (16) vorgesehen ist.
  7. Multifunktionale Trägeranordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Brückenträger (64) eine Unterwand (66), eine von der Unterwand (66) beabstandete Oberwand (68) und eine seitliche Wand (70) aufweist, wobei sich die seitliche Wand (70) zwischen der Unterwand (66) und der Oberwand (68) erstreckt, so dass ein U-förmiger Querschnitt entsteht.
  8. Multifunktionale Trägeranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Brückenträger (64) einen Flansch (72) zur Befestigung an der Karosserie (14) des Kraftfahrzeuges (12) aufweist, welcher sich senkrecht von der Unterwand (66) und der Oberwand (68) erstreckt.
  9. Multifunktionale Trägeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Abstandhalter (62, 86) als hohle, rechteckige Hülse ausgebildet ist.
  10. Multifunktionale Trägeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Abstandhalter (62, 86) als Platte ausgebildet ist.
  11. Multifunktionale Trägeranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Abstandhalter (62, 86) als Unterlegscheibe ausgebildet ist.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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