DE102019210321A1

DE102019210321A1 - Haltevorrichtung für eine Komponente eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102019210321A1
Application number: DE102019210321.9A
Authority: DE
Inventors: Stephan Klunker; Uwe Glaeser
Original assignee: PSA Automobiles SA
Current assignee: STELLANTIS AUTO SAS, FR
Priority date: 2019-07-12
Filing date: 2019-07-12
Publication date: 2021-01-14
Anticipated expiration: 2039-07-13
Also published as: DE102019210321B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung (2) für eine Komponente (4) eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einem ersten Halteelement (6), das einerseits an der Komponente (4) und andererseits an einer Tragstruktur des Kraftfahrzeugs festlegbar oder festgelegt ist, mit mindestens einem zweiten Halteelement (8), das einerseits an der Komponente (4) und andererseits an der Tragstruktur oder einer weiteren Tragstruktur des Kraftfahrzeugs festlegbar oder festgelegt ist, und mit mindestens einem Verbindungselement (10), durch das das erste Halteelement (6) und das zweite Halteelement (8) aneinander festlegbar sind und das mindestens einen Verformungsabschnitt (12) aufweist, der elastisch oder dauerhaft plastisch und insbesondere ermüdungsfrei verformbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für eine Komponente eines Kraftfahrzeugs.
Haltevorrichtungen für Komponenten von Kraftfahrzeugen sind beispielsweise in Form von Haltern bekannt, mit denen Katalysatoren an Verbrennungsmotoren befestigt werden. Hierbei wird der Katalysator über mindestens einen Halter an dem Verbrennungsmotor festgelegt.
Beim Betrieb des Kraftfahrzeugs treten hohe Temperaturunterschiede auf. Die Verbrennungsmotoren und die mit diesen verbundenen Bauteile können sich dann von Umgebungstemperatur bis auf 1000°C erwärmen.
Darüber hinaus müssen die bekannten Haltevorrichtungen Vibrationen zwischen der Komponente des Kraftfahrzeugs und der Tragstruktur aufnehmen und weiterleiten.
Durch die zuvor genannten thermischen und mechanischen Beanspruchungen der bekannten Haltevorrichtungen kann es zu einer frühzeitigen Materialermüdung und zu einem Brechen der Haltevorrichtung kommen.
Eine Aufgabe eines Ausführungsbeispiels der Erfindung ist, eine Haltevorrichtung für eine Komponente eines Kraftfahrzeugs vorzuschlagen, bei der die Lebensdauer erhöht ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Haltevorrichtung für eine Komponente eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einem ersten Halteelement, das einerseits an der Komponente und andererseits an einer Tragstruktur des Kraftfahrzeugs festlegbar oder festgelegt ist, mit mindestens einem zweiten Halteelement, das einerseits an der Komponente und andererseits an der Tragstruktur oder einer weiteren Tragstruktur des Kraftfahrzeugs festlegbar oder festgelegt ist, und mit mindestens einem Verbindungselement, durch das das erste Halteelement und das zweite Halteelement aneinander festlegbar sind und das mindestens einen Verformungsabschnitt aufweist, der elastisch oder dauerhaft plastisch und insbesondere ermüdungsfrei verformbar ist.
Dadurch, dass das Verbindungselement mindestens einen Verformungsabschnitt aufweist, der elastisch oder dauerhaft plastisch und insbesondere ermüdungsfrei verformbar ist, kann durch die Haltevorrichtung eine Verformung aufgrund von Bauteiltoleranzen sowie Verformungen und Belastungen aufgrund hoher Temperaturen oder einer hohen Zahl von Lastwechsel aufgrund von Vibrationen dauerhaft aufgenommen werden, ohne dass Ermüdungseffekte auftreten oder dass diese zumindest reduziert sind. Hierdurch ist die Lebensdauer der Haltevorrichtung erhöht.
Darüber hinaus erweist es sich als vorteilhaft, dass durch den elastisch oder dauerhaft plastisch und insbesondere ermüdungsfrei verformbaren Verformungsabschnitt die Haltevorrichtung bei der Montage an die Komponente, an die Tragstruktur und/oder an die weitere Tragstruktur auf einfache Weise angepasst werden kann. Hierdurch können Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden.
Die Komponente kann beispielsweise einen Turbolader oder Katalysator umfassen. Die Tragstruktur kann einen Karosserierahmen oder einen Verbrennungsmotor umfassen.
Der Verformungsabschnitt kann grundsätzlich beliebig ausgebildet sein, sofern er der technischen Funktion nachkommt, Formveränderungen und Lastwechsel aufzunehmen. Bei einer Ausführungsform der Haltevorrichtung ist vorgesehen, dass der Verformungsabschnitt des Verbindungselements durch ein elastisch oder dauerhaft plastisch und, insbesondere ermüdungsfrei, verformbares Material und/oder durch eine Materialschwächung gebildet ist.
Das plastisch verformbare Material kann ermüdungsfrei ausgebildet sein. Unter ermüdungsfrei wird verstanden, dass das Material über seine Einsatzdauer betrachtet nicht bricht.
Darüber hinaus kann das plastisch verformbare Material auch einer Ermüdung unterliegend gewählt werden, sofern es zumindest beim Fügen der Haltevorrichtung nicht bricht. Dadurch dass das erste Halteelement und das zweite Halteelement durch den Verformungsabschnitt des Verbindungselements zum Fügen mit der Tragstruktur bzw. der Komponente relativ zueinander ausgerichtet sind, ist das weitere Schicksal des Verformungsabschnitts der Haltevorrichtung nach dem Fügen unerheblich.
Wenn der Verformungsabschnitt des Verbindungselements durch ein elastisch oder dauerhaft plastisch und, insbesondere ermüdungsfrei, verformbares Material gebildet ist, kann sich dieses beispielsweise von dem Material des ersten Halteelements und des zweiten Halteelements unterscheiden. Solchenfalls kann der Verformungsabschnitt beispielsweise einen elastischen Kunststoff oder ein Metall umfassen.
Wenn der Verformungsabschnitt des Verbindungselements durch eine Materialschwächung gebildet ist, können Kräfte- und Spannungsverläufe innerhalb der Haltevorrichtung derart angepasst werden, dass die Gefahr von Rissen oder Ermüdungsbrüchen zumindest reduziert wird.
Der durch die Materialschwächung gebildete Verformungsabschnitt des Verbindungselements lässt sich einfach und kostengünstig ausbilden, wenn der durch die Materialschwächung gebildete Verformungsabschnitt des Verbindungselements einen bezüglich des restlichen Verbindungselements verschmälerten Bereich umfasst.
Hierdurch ist auf einfache Weise die Flexibilität des Verbindungselements im Bereich des Verformungsabschnitts gewährleistet.
Der Verformungsabschnitt des Verbindungselements kann eine beliebige Kontur oder einen beliebigen Querschnitt umfassen. Beispielsweise kann der Querschnitt des Verformungsabschnitts verrundet, insbesondere elliptisch, rund oder polygon, oder n-eckig sein, insbesondere viereckig, wie quadratisch oder rechteckig.
Ferner ist bei einer Ausführungsform der Haltevorrichtung vorgesehen, dass der Verformungsabschnitt des Verbindungselements band- oder streifenförmig, insbesondere flachbandartig, ausgebildet ist.
Durch das Ausbilden des Verformungsabschnitts z.B. band- oder streifenförmig, ist eine erhöhte Flexibilität des Verformungsabschnitts gewährleistet. Insbesondere in Verbindung mit dem Ausbilden des Verformungsabschnitts durch einen verschmälerten Bereich, kann hierdurch auf einfache Weise eine elastische oder dauerhaft plastische und ermüdungsfreie Verformung gewährleistet werden.
Darüber hinaus erweist es sich als vorteilhaft, wenn das erste Halteelement mindestens einen ersten Koppelabschnitt zum lösbaren oder unlösbaren Festlegen an der Tragstruktur und mindestens einen ersten Aufnahmeabschnitt zum lösbaren oder unlösbaren Festlegen der Komponente umfasst und/oder wenn das zweite Halteelement mindestens einen zweiten Koppelabschnitt zum lösbaren oder unlösbaren Festlegen an der Tragstruktur oder der weiteren Tragstruktur und mindestens einen zweiten Aufnahmeabschnitt zum lösbaren oder unlösbaren Festlegen der Komponente umfasst.
Hierdurch ist die Montage der Haltevorrichtung mit der Komponente, der Tragstruktur und/oder der weiteren Tragstruktur vereinfacht.
Um die Haltevorrichtung für unterschiedliche bauliche Gegebenheiten verwenden zu können, sind Ausführungsformen der Haltevorrichtung bekannt, bei denen der erste Koppelabschnitt und der zweite Koppelabschnitt parallel, schräg oder quer zueinander verlaufend angeordnet sind.
Die Haltevorrichtung lässt sich auf einfache Weise mit der Komponente, der Tragstruktur und/oder der weiteren Tragstruktur verschrauben, vernieten oder Dergleichen, wenn der erste Koppelabschnitt, der zweite Koppelabschnitt, der erste Aufnahmeabschnitt und/oder der zweite Aufnahmeabschnitt eine Öffnung, insbesondere ein Langloch, aufweist.
Darüber hinaus sind Ausführungsformen der Haltevorrichtungen vorgesehen, bei denen das erste Halteelement, das zweite Halteelement und/oder das Verbindungselement ein Metall, insbesondere Edelstahl, oder Kunststoff umfasst, bei denen die Komponente eine thermisch beanspruchte Komponente, wie Katalysator, und/oder eine durch Vibrationen beanspruchte Komponente umfasst und/oder bei denen die Tragstruktur eine thermisch beanspruchte Komponente, wie Brennkraftmaschine, und/oder eine durch Vibrationen beanspruchte Komponente umfasst.
Verbindungselement, erstes Halteelement und/oder zweites Halteelement können grundsätzlich beliebig ausgebildet und miteinander gefügt sein. Hierbei erweist es sich insbesondere als vorteilhaft, wenn das Verbindungselement lösbar oder unlösbar am ersten Halteelement und/oder am zweiten Halteelement angeordnet ist.
Wenn das Verbindungselement unlösbar am ersten Halteelement und/oder am zweiten Halteelement angeordnet ist, ist bei einer Weiterbildung letztgenannter Ausführungsform vorgesehen, dass das Verbindungselement, das erste Halteelement und/oder das zweite Halteelement ein gemeinsames, einstückiges Bauteil umfassen.
Hierdurch ist die Haltevorrichtung kompakt ausbildbar.
Bei einer weiteren Weiterbildung letztgenannter Ausführungsform, kann das gemeinsame, einstückige Bauteil ein Biege-/Stanzteil oder ein Spritzgussteil, insbesondere Mehrkomponentenspritzgussteil, umfassen.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen, aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Haltevorrichtung.
In der Zeichnung zeigt:

1 Eine Rückansicht auf eine Haltevorrichtung, die an einer Komponente festgelegt ist;
2 Eine Vorderansicht auf die Haltevorrichtung gemäß 1 ohne Komponente.

Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel einer insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 versehenen Haltevorrichtung für eine Komponente 4 eines Kraftfahrzeugs (in den Figuren nicht explizit dargestellt). Die Haltevorrichtung 2 umfasst ein erstes Halteelement 6, das einerseits an der Komponente 4 und andererseits an einer Tragstruktur des Kraftfahrzeugs festlegbar ist. Darüber hinaus umfasst die Haltevorrichtung 2 ein zweites Halteelement 8, das einerseits an der Komponente 4 und andererseits an der Tragstruktur oder einer weiteren Tragstruktur des Kraftfahrzeugs festlegbar ist. Das erste Halteelement 6 und das zweite Halteelement 8 sind durch ein Verbindungselement 10 aneinander festgelegt. Um eine Relativbewegung des ersten Halteelements 6 bezüglich des zweiten Halteelements 8 zu ermöglichen, umfasst das Verbindungselement 10 einen Verformungsabschnitt 12, der elastisch oder dauerhaft plastisch und insbesondere ermüdungsfrei verformbar ist.
Bei den in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel umfassen das erste Halteelement 6, das zweite Halteelement 8 und das Verbindungselement 10 ein gemeinsames einstückiges Bauteil.
Der Verformungsabschnitt 12 ist flachbandartig ausgebildet und umfasst einen verschmälerten Bereich 14.
Um die Haltevorrichtung 2 auf einfache Weise mit der Komponente 4 sowie mit der Tragstruktur oder der weiteren Tragstruktur zu verbinden, umfasst das erste Halteelement 6 einen ersten Koppelabschnitt 16 zum lösbaren oder unlösbaren Festlegen an der Tragstruktur und mindestens einen ersten Aufnahmeabschnitt 18 zum lösbaren oder unlösbaren Festlegen der Komponente 4. Der erste Koppelabschnitt 16 ist bei den in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel durch eine als Langloch ausgebildete Öffnung 24 gebildet.
Entsprechend umfasst das zweite Halteelement 8 einen zweiten Koppelabschnitt 20 zum lösbaren oder unlösbaren Festlegen an der Tragstruktur oder der weiteren Tragstruktur und mindestens einen zweiten Aufnahmeabschnitt 22 zum lösbaren oder unlösbaren Festlegen der Komponente 4. Auch der zweite Koppelabschnitt 20 ist durch eine Öffnung 24 gebildet.
Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel ist der erste Koppelabschnitt 16 quer bezüglich des zweiten Koppelabschnitts 20 ausgebildet.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung, können sowohl einzeln, als auch in jeder beliebigen Kombination in der Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
Bezugszeichenliste

2: Haltevorrichtung
4: Komponente
6: erstes Halteelement
8: zweites Halteelement
10: Verbindungselement
12: Verformungsabschnitt
14: verschmälerter Bereich
16: erster Koppelabschnitt
18: erster Aufnahmeabschnitt
20: zweiter Koppelabschnitt
22: zweiter Aufnahmeabschnitt
24: Öffnung

Claims

Haltevorrichtung (2) für eine Komponente (4) eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einem ersten Halteelement (6), das einerseits an der Komponente (4) und andererseits an einer Tragstruktur des Kraftfahrzeugs festlegbar oder festgelegt ist, mit mindestens einem zweiten Halteelement (8), das einerseits an der Komponente (4) und andererseits an der Tragstruktur oder einer weiteren Tragstruktur des Kraftfahrzeugs festlegbar oder festgelegt ist, und mit mindestens einem Verbindungselement (10), durch das das erste Halteelement (6) und das zweite Halteelement (8) aneinander festlegbar sind und das mindestens einen Verformungsabschnitt (12) aufweist, der elastisch oder dauerhaft plastisch und insbesondere ermüdungsfrei verformbar ist.
Haltevorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verformungsabschnitt (12) des Verbindungselements (10) durch ein elastisch oder dauerhaft plastisch und, insbesondere ermüdungsfrei, verformbares Material und/oder durch eine Materialschwächung gebildet ist.
Haltevorrichtung (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der durch eine Materialschwächung gebildete Verformungsabschnitt (12) des Verbindungselements (10) einen bezüglich des restlichen Verbindungselements (10) verschmälerten Bereich (14) umfasst.
Haltevorrichtung (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verformungsabschnitt (12) des Verbindungselements (10) band- oder streifenförmig, insbesondere flachbandartig, ausgebildet ist.
Haltevorrichtung (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Halteelement (6) mindestens einen ersten Koppelabschnitt (16) zum lösbaren oder unlösbaren Festlegen an der Tragstruktur und mindestens einen ersten Aufnahmeabschnitt (18) zum lösbaren oder unlösbaren Festlegen der Komponente (4) umfasst und/oder dass das zweite Halteelement (8) mindestens einen zweiten Koppelabschnitt (20) zum lösbaren oder unlösbaren Festlegen an der Tragstruktur oder der weiteren Tragstruktur und mindestens einen zweiten Aufnahmeabschnitt (22) zum lösbaren oder unlösbaren Festlegen der Komponente (4) umfasst.
Haltevorrichtung (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Koppelabschnitt (16) und der zweite Koppelabschnitt (20) parallel, schräg oder quer zueinander verlaufend angeordnet sind.
Haltevorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Koppelabschnitt (16), der zweite Koppelabschnitt (20), der erste Aufnahmeabschnitt (18) und/oder der zweite Aufnahmeabschnitt (22) eine Öffnung (24), insbesondere ein Langloch, aufweist.
Haltevorrichtung (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Halteelement (6), das zweite Halteelement (8) und/oder das Verbindungselement (10) ein Metall, insbesondere Edelstahl, oder Kunststoff umfasst, dass die Komponente (4) eine thermisch beanspruchte Komponente (4), wie Katalysator, und/oder eine durch Vibrationen beanspruchte Komponente (4) umfasst und/oder dass die Tragstruktur eine thermisch beanspruchte Komponente (4), wie Brennkraftmaschine, und/oder eine durch Vibrationen beanspruchte Komponente (4) umfasst.
Haltevorrichtung (2) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (10) lösbar oder unlösbar am ersten Halteelement (6) und/oder am zweiten Halteelement (8) angeordnet ist.
Haltevorrichtung (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (10), das erste Halteelement (6) und/oder das zweite Halteelement (8) ein gemeinsames, einstückiges Bauteil umfassen.
Haltevorrichtung (2) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das gemeinsame, einstückige Bauteil ein Biege-Stanzteil oder ein Spritzgussteil, insbesondere Mehrkomponenten Spritzgussteil, umfasst.