-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung für die befestigende Positionierung eines Bauteils in Form eines Ladeluftkühlers und wenigstens eines weiteren Bauteils relativ zueinander sowie ein entsprechendes Montagemodul.
-
Es ist bekannt, dass ein Ladeluftkühler für Turbofahrzeuge notwendig ist. Dieser Ladeluftkühler muss innerhalb des Fahrzeugs definiert befestigt und positioniert werden. Üblicherweise wird hierfür der Ladeluftkühler mit einem Gehäuse versehen, welches mit entsprechenden Befestigungsschnittstellen direkt an der Karosserie verschraubt werden kann. Auch andere Bauteile, wie zum Beispiel Luftführungselemente, Ladeluftschläuche oder Verkabelungen wie Druckschläuche und Pneumatikschläuche sind bei bekannten Fahrzeugen an der Karosserie zu befestigen. Üblicherweise werden hierfür separate Haltevorrichtungen bzw. direkt Befestigungsschnittstellen an der Karosserie des Fahrzeugs vorgesehen.
-
Nachteilhaft bei den bekannten Lösungen ist es, dass ein hoher Einzelaufwand hinsichtlich der Montage notwendig ist. So muss jedes einzelne Bauteil nicht nur montiert und befestigt werden, sondern darüber hinaus auch noch die richtige Ausrichtung aufweisen. Insbesondere bei Bauteilen, welche von der Außenseite des Fahrzeugs sichtbar sind oder zum Teil sichtbar sind, ist die exakte Ausrichtung zur Erzielung von definierten und vor allem parallel ausgerichteten Spaltmaßen von grundsätzlicher Bedeutung. Bei bekannten Montagemöglichkeiten führt dies zu relativ hohem Montageaufwand, um dem hohen Qualitätsanspruch gerecht zu werden.
-
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise die Montage zu vereinfachen und insbesondere auch die Kosten der Herstellung zu reduzieren.
-
Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Befestigungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Montagemodul mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Montagemodul und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
-
Eine erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung dient der befestigenden Positionierung eines Bauteils in Form eines Ladeluftkühlers und wenigstens eines weiteren Bauteils relativ zueinander. Hierfür weist die Befestigungsvorrichtung wenigstens eine Montageschnittstelle für die Befestigung im Heckbereich eines Fahrzeugs auf. Weiter weist die Befestigungsvorrichtung zumindest eine Befestigungsschnittstelle für die Befestigung jeweils eines Bauteils auf, wobei die Montageschnittstelle und die Befestigungsschnittstellen einstückig ausgebildet sind.
-
Erfindungsgemäß wird nun also ein zusätzliches Bauteil in Form der Befestigungsvorrichtung zur Verfügung gestellt. Dies dient dazu, eine definierte mechanische Struktur hinsichtlich einer mechanischen Stabilisierung zur Verfügung zu stellen. Hierfür kann eine rahmenartige Ausbildung vorgesehen sein. Die Befestigungsvorrichtung kann dabei vorzugsweise aus einem einheitlichen Material, zum Beispiel aus Kunststoff, Metall oder anderen Materialien hergestellt sein. Ein separates Bauteil in Form der Befestigungsvorrichtung bringt mehrere Vorteile mit sich, wie sie nachfolgend erläutert werden.
-
Während bisher jedes einzelne Bauteil an der Karosserie befestigt werden musste, wurde bisher dementsprechend eine aufwendige Ausrichtung jedes einzelnen Bauteils zur Karosserie und relativ zu anderen Bauteilen notwendig. Dem entgegengesetzt bildet nun die Befestigungsvorrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung eine definierte Rahmenstruktur, welche die Positionierung der einzelnen Bauteile relativ zueinander und über die Befestigungsvorrichtung auch zum Fahrzeug bzw. zur Karosserie des Fahrzeugs in eindeutiger Weise festlegt. Dies führt dazu, dass die Referenzierung im Wesentlichen ausschließlich über die Befestigungsvorrichtung erfolgen kann. Toleranzgenauigkeiten hinsichtlich der Relativpositionierung können durch eine entsprechende Fertigungsgenauigkeit der Befestigungsschnittstellen und der Montageschnittstelle durch die Befestigungsvorrichtung erreicht werden. Anschließend kann durch einfache und im Wesentlichen schnelle und unkomplizierte Montage der einzelnen Bauteile an der Befestigungsvorrichtung sozusagen automatisch die referenzierte und exakte Relativposition jedes Bauteils eingenommen werden.
-
Im Heckbereich eines Fahrzeugs ist insbesondere bei Fahrzeugen mit Mittelmotoren auch der Ladeluftkühler anzuordnen. Sind Fahrzeuge mit der Anforderung eines Ladeluftkühlers in anderen Bereichen des Fahrzeugs vorgesehen, kann eine erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung selbstverständlich auch dort zum Einsatz kommen.
-
Durch das erfindungsgemäße Ausbilden der Montageschnittstelle und der Befestigungsschnittstellen in einstückiger Weise wird der Aufwand für das separate Bauteil der Befestigungsvorrichtung auf ein Minimum reduziert. Unter einem einstückigen Herstellen ist dabei insbesondere ein integrales Herstellen bzw. ein monolithisches Herstellen der Schnittstellen miteinander zu verstehen. So kann beispielsweise durch ein Spritzgussverfahren eine kombinierte Herstellung aller Schnittstellen zu einem einzigen monolithischen Bauteil für die Befestigungsvorrichtung erzielt werden. Die Befestigung über die Montageschnittstelle und die Befestigungsschnittstellen kann dabei in unterschiedlichster Weise erfolgen. Insbesondere werden klassische Befestigungsmöglichkeiten in Form von Schrauben oder Nieten bzw. Schnapp-Rast-Verbindungen eingesetzt. Auch sind andere Befestigungsmittel, wie Klebeverbindungen oder Schweißverbindungen, grundsätzlich im Sinne der vorliegenden Erfindung denkbar.
-
Ein entscheidender Vorteil ist es nun, dass in kostengünstiger und vor allem schneller und einfacher Weise jedes Bauteil an der Befestigungsvorrichtung und nicht mehr direkt an der Karosserie des Fahrzeugs befestigt wird. Durch die Referenzgenauigkeit und die einstückige Ausbildung aller Schnittstellen miteinander wird damit sozusagen automatisch und entsprechend kostengünstig und einfach die definierte Relativpositionierung der Bauteile zueinander möglich. Auf diese Weise kann die Befestigungsvorrichtung einen Modulrahmen zur Verfügung stellen, um nach Anordnung aller Bauteile und Befestigung derselben an den Befestigungsschnittstellen, dieses Montagemodul in eindeutiger definierter Weise innerhalb der Karosserie über die Montageschnittstelle zu befestigen. Durch die definierte Relativpositionierung der einzelnen Bauteile zueinander und zur Befestigungsvorrichtung führt dieser eine Montageschritt damit automatisch auch zur definierten und exakten Ausrichtung aller bereits befestigten Bauteile relativ zur Karosserie des Fahrzeugs. Damit kann neben der Verbesserung des Handlings bei der Montage eine Verbesserung der optisch sichtbaren Spaltmaße erzielt werden. Darüber hinaus werden notwendige Toleranzgenauigkeiten und damit einhergehende Erhöhungen der Fertigungskosten auf ein einziges Bauteil, nämlich die Befestigungsvorrichtung ausgelagert.
-
Es kann vorteilhaft sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung die Montageschnittstelle und die Befestigungsschnittstellen, insbesondere die gesamte Befestigungsvorrichtung, aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet ist. Insbesondere handelt es sich dabei um ein thermoplastisches Kunststoffmaterial. So ist es möglich, die gesamte Befestigungsvorrichtung in einem Spritzgussverfahren kostengünstig und einfach herzustellen. Insbesondere kann mithilfe eines Kunststoffmaterials in einfacher und kostengünstiger Weise eine entsprechende Referenzgenauigkeit erzielt werden, welche die bereits beschriebenen Vorteile der exakten und definierten Relativpositionierung einfach erfüllt.
-
Vorteilhaft ist es weiter, wenn bei einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung zumindest eine Befestigungsschnittstelle für wenigstens eines der folgenden weiteren Bauteile vorgesehen ist:
- – Radhausschale
- – Hitzeschutzschild
- – Luftführungsschlauch
- – Abluftführung
- – Halteschiene
- – Leuchtmodul
- – Sensoren, insbesondere Radarsensoren
-
Bei der voranstehenden Aufzählung handelt es sich um eine nicht abschließende Liste. Dabei können selbstverständlich auch zwei, mehr oder sämtliche dieser Bauteile an der Befestigungsvorrichtung über eine jeweils einzelne und spezifisch zugeordnete Befestigungsschnittstelle befestigt sein. Die Radhausschale kann dabei die Abgrenzung zu dem Radhaus und der Radaufhängung sein. Ein Hitzeschutzschild ist insbesondere notwendig, um die entsprechenden Bauteile an der Befestigungsvorrichtung gegen Hitzeeinwirkung von einer Brennkraftmaschine zu schützen. Luftführungsschläuche können dazu dienen, den Ladeluftkühler mit Luft zu beaufschlagen bzw. vom Ladeluftkühler die gekühlte Luft weiterzufördern. Auch sind Abluftführungen denkbar, welche von einer Kühlvorrichtung in großer Luftvolumenstrommenge die Abluft wieder abtransportieren. Auch Leuchtmodule wie die Heckleuchten oder Halteschienen sind im Sinne der vorliegenden Erfindung als Bauteile denkbar, welche an der Befestigungsvorrichtung mit spezifischen Befestigungsschnittstellen befestigbar sind. Gleiches gilt für Bauteile in Form von Sensoren, insbesondere Radarsensoren, für Spurwechsel-, Abstands-, Spurhalteassistenten o. ä. Ein entscheidender Vorteil ist es, dass für jedes der zu befestigenden Bauteile eine eigene und damit definierte Befestigungsschnittstelle vorgesehen werden kann bzw. vorgesehen ist. Jede Befestigungsschnittstelle weist dabei vorzugsweise nicht nur die Befestigungsmöglichkeit auf, sondern vielmehr auch eine Ausrichtmöglichkeit in Form eines Ausrichtabschnitts, wie er später noch in Form einer Positionierfläche näher erläutert wird.
-
Ein weiterer Vorteil ist erzielbar, wenn bei einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung wenigstens ein Bauteildurchlass in der Befestigungsvorrichtung für ein Hindurchragen eines Bauteiles ausgebildet ist. Ein solcher Bauteildurchlass wird insbesondere durch eine rahmenförmige Struktur der Befestigungsvorrichtung ausgebildet. Einzelne Bauteile können nun, zum Beispiel in Form von Luftführungsschläuchen und/oder Abluftführungen, die Befestigungsvorrichtung durchdringen. Die Befestigungsvorrichtung selbst dient damit weiterhin dazu, eine mechanische Stabilisierung zur Verfügung zu stellen, ohne jedoch den freien Erstreckungsverlauf der einzelnen Bauteile, insbesondere schlauchförmiger Bauteile, zu verhindern. Mit anderen Worten können die Bauteildurchlässe je nach Anforderung der Ausrichtung der einzelnen Bauteile entsprechend ausgerichtet und ausgebildet sein. Dabei können diese Bauteildurchlässe auch einen berührenden Kontakt mit dem jeweiligen Bauteil aufweisen, um zusätzlich eine mechanische Unterstützung zur Verfügung zu stellen. Insbesondere sind dabei die Konturen der Bauteildurchlässe an die entsprechende Außenkontur des hindurchragenden Bauteils in dessen Durchrageabschnitt angepasst.
-
Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn bei einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung die Montageschnittstelle und die Befestigungsschnittstellen bezogen auf die Abmessungen ihrer Relativpositionen eine Referenztoleranz unterschreiten. Unter einer Referenztoleranz ist zu verstehen, dass eine definierte Toleranzgenauigkeit vorgegeben wird, welche hinsichtlich der Relativpositionierung bei der Befestigung der einzelnen Bauteile erreicht werden muss. Diese Referenztoleranz ist angebbar für die gesamte Befestigungsvorrichtung. Somit wird die Befestigungsvorrichtung als Referenzbauteil ausgebildet, welches mit genauen Toleranzabmessungen gefertigt wird. Die Referenztoleranz ist dabei hinsichtlich der Positionierung auf das kritischste Bauteil anzupassen. So sind beispielsweise Bauteile, welche relevant sind für die von außen sichtbaren Spaltmaße an einem Fahrzeug, also zum Beispiel eine Heckleuchte oder ein Abluftkanal, von entscheidender und damit ausschlaggebender Bedeutung für die Referenztoleranz. An dieser kritischsten Toleranzschwelle wird die Referenztoleranz dementsprechend ausgerichtet. Der notwendige Aufwand für die Referenzierung reduziert sich dabei von der Vielzahl der zu befestigenden Bauteile auf das separate und einzelne neue Bauteil der Befestigungsvorrichtung. Damit können die bereits mehrfach beschriebenen Vorteile der Montagevereinfachung und der Reduktion der Komplexität des Gesamtsystems erzielt werden.
-
Vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn bei einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung die Umhüllende der Befestigungsvorrichtung wenigstens abschnittsweise kleiner ist als die Kontur der Außenhaut des Fahrzeugs, insbesondere der Kontur der Außenhaut des Fahrzeugs folgt. Die Außenhaut des Fahrzeugs wird üblicherweise gebildet durch ein Blechkleid oder eine Kunststoffverkleidung, welches eine optische und aerodynamische Funktion erfüllt. Eine Umhüllende der Befestigungsvorrichtung ist zu verstehen, als eine Oberfläche in virtuellem Verständnis, innerhalb der sämtliche Bauteile und die gesamte Befestigungsvorrichtung liegen. Diese Umhüllende ist also kleiner als die Kontur der Außenhaut. Vorzugsweise ist dementsprechend zusätzlich eine Umhüllende zu definieren hinsichtlich weiterer Bauteile im Innenraum des Fahrzeugs, so dass mit verbesserter Platzanpassung sowohl nach außen, als auch nach innen die Befestigungsvorrichtung unter der Außenhaut des Fahrzeugs platzierbar ist.
-
Es kann weiter von Vorteil sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung die Montageschnittstelle und/oder die Befestigungsschnittstellen zumindest eine Positionierfläche aufweisen, welche in flächig berührenden Kontakt mit dem jeweiligen Bauteil bringbar sind für eine definierte Relativpositionierung. Jede dieser Positionierflächen ist dementsprechend in korrespondierender Weise zu einer zugehörigen Positionierfläche mit der Ausrichtung des jeweiligen Bauteils angepasst. So kann für jede Positionierfläche eine ausrichtungsspezifische Ausführung zur Verfügung gestellt werden, welche nicht nur die Relativpositionierung, sondern auch die Relativausrichtung zur Verfügung stellt. Dabei sind gekrümmte, gestufte oder auch ebene Flächen als Positionierflächen im Sinne der vorliegenden Erfindung denkbar. Ein entscheidender Vorteil dieser Ausführungsform ist es, dass die Montage noch weiter vereinfacht und beschleunigt wird. So wird bereits durch das Befestigen und das Kontaktieren der Positionierflächen miteinander automatisch und mit höchster Sicherheit die notwendige und gewünschte Relativposition eingenommen. Die Sicherheit und die Geschwindigkeit führen zu reduziertem Ausschuss und reduzierten Herstellkosten.
-
Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn bei einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung für wenigstens ein Bauteil zumindest eine Halteschnittstelle vorgesehen ist für ein positionsfreies Halten des Bauteils. Neben den bereits erläuterten Montageschnittstellen und Befestigungsschnittstellen ist die Halteschnittstelle in einfachster Ausführungsform vorgesehen. Sie dient nicht für ein definiertes Positionieren, sondern ausschließlich für eine undefinierte Halterung. So ist hier zwar das Festlegen und zum Beispiel Vermeiden von Klappern, Vibrieren oder Abfallen einzelner Bauteile notwendig, jedoch ist die tatsächliche Positionierung für die Halteschnittstelle irrelevant. Damit kann in einfacher und kostengünstiger Weise die entsprechende weitere Verbesserung der Befestigung der einzelnen Bauteile zur Verfügung gestellt werden. Durch die geringe Funktionsnotwendigkeit der Halteschnittstellen können diese auch nachträglich, zum Beispiel durch spanende Bearbeitung, erzeugt werden.
-
Vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn bei einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung wenigstens eine Verstärkungsstruktur für eine Erhöhung der Verwindungssteifigkeit der Befestigungsvorrichtung vorgesehen ist. Dabei können zum Beispiel Materialverstärkungen oder Verstärkungsrippen vorgesehen sein, welche ebenfalls in integraler Ausbildung mit der Befestigungsvorrichtung zur Verfügung gestellt werden. Das Versteifen von definierten Befestigungsschnittstellen dient dazu, die Relativpositionierung noch weiter zu verbessern und insbesondere auch unter mechanischer Beeinflussung innerhalb des Einsatzes aufrechtzuerhalten.
-
Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Montagemodul für eine Befestigung im Heckbereich eines Fahrzeugs, aufweisend eine erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung, einen an einer Befestigungsschnittstelle der Befestigungsvorrichtung befestigten Ladeluftkühler und wenigstens ein weiteres Bauteil, welches an einer weiteren Befestigungsschnittstelle in definierter Position befestigt ist. Damit bringt ein erfindungsgemäßes Montagemodul die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung erläutert worden sind. Ein Montagemodul ist insbesondere vormontierbar, so dass es als separates Modul mit fertiggestellter tiefer Ausrichtung der einzelnen positionsgenauen Bauteile als ein einziger Montageschritt im Fahrzeug angeordnet und über die Montageschnittstelle befestigt werden kann. Hier zeigt sich nochmals besonders deutlich, wie eine erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung nicht nur in der Herstellung und in der Genauigkeit der Herstellung, sondern auch hinsichtlich der Kostenreduktion im Montageaufwand positiv wirken kann.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung 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 schematisch:
-
1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung in einem Fahrzeug,
-
2 die Ausführungsform der 1 in einer Teildarstellung der Montageschnittstelle,
-
3 die Ausführungsform der 1 und 2 in einer Unteransicht,
-
4 die Ausführungsform der 1 bis 3 in einer weiteren Unteransicht,
-
5 die Ausführungsform der 1 bis 4 in einer separaten Darstellung in Bezug auf ein Montagemodul,
-
6 das Montagemodul der 5 in anderer Ansicht und
-
7 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung.
-
In 1 ist dargestellt, wie eine Befestigungsvorrichtung 10 in einem Fahrzeug 100 wirken kann. Diese Befestigungsvorrichtung 10 ist in Form einer rahmenförmigen Struktur ausgebildet, wie sie die 7 zeigt. Sie ist mit einer Montageschnittstelle 12 oben links versehen, welche in Form einer Halteschiene eine definierte Schnittstelle zur Montage und Befestigung an der Karosserie des Fahrzeugs 100 zur Verfügung stellen. Weitere Schnittstellen in Form von Befestigungsschnittstellen 14 erlauben die Befestigung einer Vielzahl unterschiedlicher Bauteile, wie sie insbesondere die 1, 3, 4, 5 und 6 zeigen. Dabei handelt es sich zum Beispiel um ein Bauteil 20 in Form eines Abluftkanals, welches am unteren Ende mit einer Öffnung von außen am Fahrzeug 100 sichtbar ist. Auch sind Ladeluftschläuche und weitere Luftführungen über separate Befestigungsschnittstellen 14 an der Befestigungsstruktur 10 befestigt. Nicht zuletzt ist dementsprechend auch ein Bauteil 20 in Form eines Ladeluftkühlers 22 über eine entsprechende Befestigungsschnittstelle 14 an der Befestigungsvorrichtung 10 befestigt. Auch können an diesen Befestigungsschnittstellen 14 Sensoren, insbesondere Radarsensoren, als Bauteile 20 befestigt werden.
-
In 3 ist zu erkennen, dass ein Hitzeschutzschild als Bauteil 20 an der entsprechenden Befestigungsvorrichtung 10 befestigt sein kann. 4 zeigt ein Bauteil 20 in Form eines Radhausschildes.
-
Allen Ausführungsformen dieser Abbildungen ist es gemeinsam, dass für jedes Bauteil 20 eine eigene oder eine Mehrzahl eigener Befestigungsschnittstellen 14 vorgesehen sind.
-
Einzelne in der Rahmenstruktur vorgesehene Bauteildurchlässe 16 können dazu dienen, die Bauteile mit einer Erstreckung durch die Befestigungsstruktur 10 zu versehen. Dabei können auf diese Weise auch Halteschnittstellen 19 zur Verfügung gestellt werden, welche ohne eine definierte Positionierung ausschließlich ein entsprechendes Halten ermöglichen.
-
Die 5 und 6 zeigen eine vormontierte Möglichkeit eines Montagemoduls 200. An sämtlichen Befestigungsschnittstellen 14 sind die einzelnen Bauteile 20 in definierter Relativpositionierung zueinander befestigt. Über die Montageschnittstelle 12 kann nun in definierter Relativpositionierung nicht nur die Befestigungsvorrichtung 10, sondern in Kettenpositionierungsmöglichkeit sämtliche Bauteile 20 an der Karosserie des Fahrzeugs 100 festgelegt und damit relativ eindeutig und definiert positioniert werden.
-
Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
