(57)【要約】【課題】熱交換器相互および車両側で支えられる支持体に対して固着するための簡素で安価な解決を提供する。さらに、自動車内の熱交換器装置において簡単かつ安価な固着を提供し、付加的に取付けるべき固着手段なしに熱交換器、特に全アルミニウム構造様式の熱交換器を使用できるようにする。【解決手段】自動車内の熱交換器装置（１）の熱交換器（２、３、１２、１３）を固着し結合するための固着兼結合要素（４；１５）において、熱交換器（３、１３）を嵌合式に受容するための少なくとも１つの受容穴（４ｂ、１５ｆ）と、相手断面（８、１４）と接合可能な固着断面（４ａ、１５ｂ）を備えた固着部（４ａ、１５ａ）とを有する。【選択図】図３ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車内の熱交換器装置（１）の熱交換器（２、３、１２、１３）を固着し結合するための固着兼結合要素（４；１５）において、熱交換器（３、１３）を嵌合式に受容するための少なくとも１つの受容穴（４ｂ、１５ｆ）と、相手断面（８、１４）と接合可能な固着断面（４ａ、１５ｂ）を備えた固着部（４ａ、１５ａ）とを有することを特徴とする固着兼結合要素。
【請求項２】
前記少なくとも１つの受容穴（４ｂ、１５ｆ）が、円筒形集合管（９、１７）を受容するためのＣ形断面を有することを特徴とする、請求項１記載の固着兼結合要素。
【請求項３】
２つの同じ受容穴（４ｂ、４ｃ）が同軸で前後に配置されかつ正面側で隔壁（４ｄ）によって限定されていることを特徴とする、請求項１または２記載の固着兼結合要素。
【請求項４】
固着断面が、２つの平行に配置される脚部を備えたＵ形断面（１５ｂ）として構成されていることを特徴とする、請求項１、２または３記載の固着兼結合要素。
【請求項５】
固着断面が、箱形基部（８）に嵌着可能な箱形断面（４ａ、４ｅ）として構成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項記載の固着兼結合要素。
【請求項６】
固着断面（４ａ、４ｅ；１５ａ、１５ｂ）が、特にタッピンねじによって相手断面（８；１４）と螺合可能であることを特徴とする、請求項１〜５の少なくとも１項記載の固着兼結合要素。
【請求項７】
相手部材が、特にプラスチック製のねじボス（８、１４）として構成されていることを特徴とする、請求項１〜６の少なくとも１項記載の固着兼結合要素。
【請求項８】
ねじボス（８）が熱交換器（２）、特に機械的に接合された冷却器（２）の集合箱（７）に射出成形されていることを特徴とする、請求項７記載の固着兼結合要素。
【請求項９】
ねじボス（１４）がフロントモジュール（１０）の組立支持体（１１）に射出成形されていることを特徴とする、請求項７記載の固着兼結合要素。
【請求項１０】
受容穴（１５ｆ）の横に第２受容穴（１５ｇ）が配置されており、両方の受容穴（１５ｆ、１５ｇ）が同じ側で正面側を開放構成されていることを特徴とする、請求項１〜９の少なくとも１項記載の固着兼結合要素。
【請求項１１】
第２受容穴（１５ｇ）が第１受容穴よりも大きく、かつ他の熱交換器用、特に全金属製冷却器（１２）用の少なくとも３つの当接面とで立体角を形成することを特徴とする、請求項１０記載の固着兼結合要素。
【請求項１２】
受容穴（１５ｇ）内に弾性補償要素（１８）が嵌挿可能であることを特徴とする、請求項１０または１１記載の固着兼結合要素。
【請求項１３】
固着兼結合要素がプラスチック射出成形品（４、１５）として一体に製造可能であることを特徴とする、請求項１〜１２の少なくとも１項記載の固着兼結合要素。
【請求項１４】
自動車内で１つの構造ユニットまたはモジュール（１；１０）へと互いに結合された熱交換器（２、３；１２、１３）の装置において、請求項１〜８の少なくとも１項記載の固着兼結合要素（４、１５）によって熱交換器（２、３；１２、１３）が互いに結合されていることを特徴とする装置。
【請求項１５】
第１熱交換器が集合管（９）を備えた冷媒凝縮器（３）として構成され、第２熱交換器がプラスチック製の冷却材箱（７）を備えた冷却材冷却器（２）として構成されており、冷却材冷却器（２）の冷却材箱（７）に固着された少なくとも２つ、主に４つの固着兼結合要素（４）によって凝縮器（３）が保持されていることを特徴とする、請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
自動車内で１つの構造ユニットまたはモジュール（１０）へと結合される熱交換器（１２、１３）の装置において、熱交換器（１２、１３）が請求項１０〜１２の少なくとも１項記載の固着兼結合要素（１５）によって互いに結合され、かつ同じ固着要素（１５）によって組立支持体（１１）に固着されていることを特徴とする装置。
【請求項１７】
第１熱交換器が集合管（１７）を備えた冷媒凝縮器（１３）として構成され、第２熱交換器が全金属製熱交換器、特に全アルミニウム製熱交換器（１２）として構成されており、集合管（１７）と金属集合箱、特にアルミニウム集合箱（１６）が、少なくとも２つ、主に４つの固着要素（１５）によって正面側で嵌合式に保持されていることを特徴とする、請求項１６記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車内の熱交換器装置の熱交換器を固着し結合するための固着兼結合要素および自動車内で１つの構造ユニットまたはモジュールへと互いに結合された熱交換器の装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車内の熱交換器装置は、いわゆる冷却モジュールとして、すなわち予め組立てられた構造ユニットとして知られており、構造ユニットは例えば冷却材冷却器、冷媒凝縮器、給気冷却器および／または油冷却器からなり、これらは二次側で周囲空気によって冷却される。冷却モジュールはいわゆる組立支持体と結合してフロントモジュールに付け加えることもでき、フロントモジュールは例えば車両のヘッドランプ等の付加的コンポーネントを受容する。このような冷却モジュールにおける１つの問題は、熱交換器相互およびモジュール支持体または組立支持体に対する固着である。熱交換器がプラスチック製集合箱を有する限り、つまり例えば冷却材冷却器の場合、固着要素は単純にプラスチック製水箱に射出成形することができる。完全に金属部品からなる別の熱交換器、例えば全アルミニウム製熱交換器の場合この好ましい固着可能性はなく、むしろ保持器は付加的に例えば蝋付によって全金属製熱交換器に固着されねばならず、これは費用を要する。
【０００３】
特許文献１により公知となった自動車用フロントモジュールは枠状組立支持体を含み、この組立支持体は冷却材冷却器、凝縮器等の個々の冷却コンポーネントを受容する。両方の熱交換器はそれぞれそれらの下面が支持円板を介して組立支持体に対して支えられ保持されている一方、それらの上面は付加的金属クリップの態様のクリップ結合部によって組立支持体と結合される。公知の固着では欠点として、選択された固着方式に熱交換器を特別に適合させねばならない。すなわち熱交換器は特殊な保持ピンを備えねばならない。
【０００４】
特許文献２により公知となった自動車用の他のフロントモジュールは開放枠として構成される組立支持体を有し、この組立支持体はその上面が可動横材、いわゆる橋絡錠によって閉鎖される。組立支持体内に受容された冷却材冷却器と凝縮器は下面と上面がそれぞれ支持板を介して組立支持体に対して固着されている。熱交換器に取付けられた支承ピンが支持板の穴に入り込む。この固着ではやはり欠点として、熱交換器は付加的固着要素、ここでは支承ピンを装備しなければならず、そのことからこの熱交換器の製造が高価となる。
【０００５】
特許文献３により公知となった自動車内の熱交換器装置、つまり冷却モジュールは、冷却材冷却器と冷媒凝縮器とからなる。冷却材冷却器は機械的に作製されており、すなわちプラスチック製の集合箱または水箱を有する。箱はフランジ結合を介して管板と機械的に結合されている。プラスチック水箱に射出成形される係止兼保持要素は他の冷却コンポーネントの固着に役立つ。凝縮器はアルミニウム素材からなる集合管および集合器を備えた全アルミニウム製熱交換器として製造されている。それゆえに、アルミニウム薄板部品の態様の固着板が凝縮器に、すなわちその集合容器に蝋付されており、固着板はプラスチック水箱の射出成形された係止結合部と結合され係止される。この解決では、設計上および製造技術上の付加的支出が欠点であり、この支出は付加的保持板を凝縮器に取付けるのに必要である。
【特許文献１】独国特許発明第６０１００９５３号明細書（＝欧州特許第１３１９５７９号明細書）
【特許文献２】欧州特許出願公開第１４１３５０１号明細書
【特許文献３】独国実用新案第２９７１２３５１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、熱交換器相互および車両側で支えられる支持体に対して固着するための簡素で安価な解決を提供することである。さらに、自動車内の熱交換器装置において簡単かつ安価な固着を提供し、付加的に取付けるべき固着手段なしに熱交換器、特に全アルミニウム構造様式の熱交換器を使用できるようにすることが、本発明の課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、まず、熱交換器を嵌合式に受容するための少なくとも１つの受容穴と、相手断面と接合可能な固着断面を備えた固着部とを特徴とする固着兼結合要素によって解決される。本発明の有利な諸構成は従属請求項から明らかとなる。
【発明の実施の形態】
【０００８】
本発明によれば、固着兼結合要素が、熱交換器を嵌合式に受容する受容穴と、別の部品、例えば別の熱交換器または組立支持体に固着兼結合要素を固着することのできる固着部とからなる。固着部が固着断面、例えばＵ形断面を有し、この断面は熱交換器または組立支持体の相応する相手断面と接合することができ、こうして嵌合、特に回動防止をもたらす。固着断面は箱形に構成しておくこともでき、すなわち互いにほぼ直角に配置される４つの当接面を有することができる。これらの当接面は相応する相手部材、つまり箱形に構成される基部を含む。この基部は有利にはプラスチックでねじボスとして構成しておくことができ、このねじボスはプラスチック箱を備えた熱交換器またはプラスチック製組立支持体のいずれかに配置され射出成形されている。その場合、固着要素はねじボスにねじ込まれるタッピンねじによって付加的に固定される。固着兼結合要素の受容穴は固着されるべき熱交換器、例えば全アルミニウム製凝縮器の集合管に適合されている。受容穴はいわばポケットとして構成され、凝縮器の集合管に正面側で嵌着可能であり、こうして凝縮器は隙間なく保持されている。やはり使用可能なこの固着兼結合要素でもって、２つの熱交換器、特にプラスチック箱を備えた冷却材冷却器と凝縮器等の全アルミニウム製熱交換器との簡単かつ安価な固着という利点が達成される。凝縮器は、付加的に蝋付されねばならない固着手段を必要とせず、従って「固着上中立に」製造することができ、そのことから凝縮器の製造費が低下する。冷却材冷却器に特にねじボスとして構成される固着部はやはり簡単かつ安価に製造可能であり、冷却器の製造費を高めないかまたは僅かに高めるだけである。
【０００９】
本発明の有利な１構成によれば、固着兼結合要素は同軸で前後に配置される２つの受容穴を有し、受容穴は正面側で隔壁によって分離されている。これにより、凝縮器の両方の正面用に、すなわち「反転して」固着兼結合要素を使用できることが可能となる。
【００１０】
本発明の他の有利な１構成によれば、固着兼結合要素は第１受容穴とは異なる第２受容穴を有し、第２受容穴は第１受容穴の横に配置され、やはりポケットの態様に構成されている。第２受容穴もその断面が他の受容されるべき熱交換器、例えば全アルミニウム製冷却材冷却器に適合されており、この冷却材冷却器はプラスチック水箱ではなくアルミニウム水箱を有する。この水箱は一般にほぼ箱形に構成され、それゆえに受容穴の相応する箱形断面によって容易に把持することができる。それとともに、並べて配置される両方の受容穴は同時に、互いに平行に配置される２つの熱交換器の正面に嵌着することができ、次にクリップのように熱交換器を保持する。固着部でもって固着兼結合要素は組立支持体に固着することができ、組立支持体は主に異形化されたねじボスを有する。こうして両方の熱交換器は最少の製造支出で互いに結合して組立支持体に固着することができる。つまり全金属製冷却器は‐凝縮器と同様に‐付加的固着手段を必要としない。
【００１１】
本発明の有利な構成において固着兼結合要素はプラスチック射出成形品として構成されており、従って安価に製造可能であり、熱交換器に「ぴったり」適合し、そのことから隙間のない座着が保証される。
【００１２】
本発明の他の有利な構成において、主に大きい方の受容穴内に弾性補償要素が配置されており、この補償要素は冷却材箱の正面で支えられる。こうして、動作に起因して異なる膨張を有する両方の熱交換器、つまり冷却材冷却器と凝縮器との間に公差補償が提供される。
【００１３】
本発明の課題は、熱交換器が固着兼結合要素によって互いに結合され、かつ同じ固着要素によって組立支持体に固着されていることによっても解決される。すなわち、１つの構造ユニットまたはモジュールへと結合された熱交換器の装置において、熱交換器が本発明に係る固着要素によって結合され、またはフロントモジュールの組立支持体に固着されている。本発明に係る固着要素は、一方で、プラスチック箱を備えて機械的に接合された熱交換器と全金属製熱交換器とからなる冷却モジュールの熱交換器の結合に適している。さらに、２つの受容穴を備えた本発明に係る固着兼結合要素の拡張された実施は、モジュール支持体に同時に固着される２つの全金属製熱交換器、例えば凝縮器と冷却材冷却器との結合に特別適している。主にそれぞれ４つの固着兼結合要素が使用され、すなわち熱交換器の４つの隅点で使用される。固着兼結合要素が両側からキャップのように熱交換器の正面領域または隅領域に嵌着されるだけであるので、熱交換器の組立はきわめて簡単である。
【００１４】
本発明の実施例が図面に示してあり、以下で詳しく説明される。
【実施例】
【００１５】
図１は冷却モジュール１の一部を等角図で示す。冷却モジュール１は機械的に作製された冷却材冷却器２と全アルミニウム構造様式の蝋付凝縮器とからなる。両方の熱交換器２、３が固着兼結合要素４によって互いに結合されている一方、以下で簡単に冷却器２と称する冷却材冷却器２は詳しくは説明しない係止結合部５を介してモジュール支持体または組立支持体６と結合されている。従って冷却器２が凝縮器３用支持体である一方、モジュール支持体６は図示しない自動車に対して冷却モジュール全体用の支持体である。モジュール支持体６の代わりに、図示しないフロントモジュールのモジュール支持体も同様に冷却モジュール１用支持体とすることができる。冷却器２がプラスチック製冷却材箱７を有し、凝縮器３に向き合うその長辺面にねじボス８が射出成形されており、ねじボス８に載置されてねじボスと結合された固着兼結合要素４によってねじボスは一部隠れている。凝縮器３が集合管９を有し、この集合管は固着兼結合要素４によって嵌合式に受容され保持される。図示していないが合計４つの固着兼結合要素４が凝縮器３および冷却器２の相互固着用に、しかもそれぞれ、図示したように隅領域に設けられている。
【００１６】
図２は冷却モジュール１を別の斜視図で、すなわち集合管９および固着兼結合要素４の下面の目視方向で示す。ちなみに、同じ部品には図１と同じ符号が付けてある。この図から明らかとなるように、固着兼結合要素４は集合管９の正面側末端を実質３つの側面で取り囲み、扁平管３ａが載置される第４の下側側面は自由なままである。固着兼結合要素４の幾何学形状と機能は以下で一層正確に説明される。
【００１７】
図３ａと図３ｂは固着兼結合要素４（以下で簡単に要素４とも称する）を２つの異なる斜視図で個別部品として示す。要素４は一方で箱形に構成される固着部４ａを有し、他方で互いに同軸に配置される２つの受容穴４ｂ、４ｃを有する。受容穴は隔壁４ｄによって相互に分離され、正面側では逆方向に開放構成されている。両方の受容穴４ｂ、４ｃが有する断面はほぼＣ形に構成され、集合管９の断面（図２参照）に適合されている。図１と図２において受容穴４ｂは集合管９の正面側末端を嵌合式に受容する。固着部４ａは開放箱として構成され、底４ｅを有する。溝孔として構成される穴４ｆがこの底に設けられている。図１と図２では箱４ａがねじボス８に被せられ、嵌合式に保持され、穴４ｆに差し込まれる図示しないタッピンねじによって冷却材箱７に固着されている。要素４は「反転して」、すなわち集合管９の右正面用にも左正面用にも使用することができる。左右の正面は一度受容穴４ｂによって受容され、また一度受容穴４ｃによって受容される。集合管９の長手方向における支持は隔壁４ｄを介して行われる。要素４は主にプラスチック射出成形品として製造可能である。
【００１８】
図４はフロントモジュール１０用の本発明の他の実施例を示しており、このモジュールは立体部分図として示してある。フロントモジュール１０の組立支持体１１は２つの熱交換器、つまり全アルミニウム製冷却材冷却器１２および全アルミニウム製凝縮器１３の支持体である。つまり両方の熱交換器１２、１３は完全に蝋付されている。組立支持体１１は主にプラスチックから製造可能であり、射出成形されたねじボス１４を有する。このねじボスに固着兼結合要素１５（第２実施形態）が固着されている。固着兼結合要素は並べて配置される以下で説明する２つの受容穴でもって両方の全金属製熱交換器１２、１３の隅領域に被さり、全金属製冷却器１２はほぼ箱形に構成される冷却材箱１６を有し、凝縮器１３は実質円筒形に構成される集合管１７を有する。
【００１９】
図５はフロントモジュール１０の一部を別の斜視図で示し、同じ部品にはやはり同じ符号が付けてある。この図から読み取ることができるように、固着兼結合要素１５は一方でねじボス１４を嵌合式に把持し、他方で冷却材箱１６および集合管１７を嵌合式に把持する。固着兼結合要素１５の正面壁に嵌挿される弾性補償要素１８は、見ることができないが冷却材箱１６の正面に当接し、両方の熱交換器１２、１３の公差補償をもたらす。両方の熱交換器１２、１３の組立用に主に４つの要素４が（例えば鏡像構成して）使用される。
【００２０】
図６は固着兼結合要素１５を個別部品として等角図で示す。要素１５が有する固着部１５ａはＵ形断面１５ｂと固着穴１５ｃとを備えている。固着断面１５ｂはねじボス１４に被さる（図５参照）。固着穴１５ｃに挿入される図示しないタッピンねじがねじボス１４に刻み込まれる。従って要素１５は嵌合式および摩擦式に組立支持体１１に固着されている。要素１５はさらに、ここに見ることのできない受容穴を備えて並べて配置される２つのポケット１５ｄ、１５ｅを有する。ポケット１５ｅ内に弾性補償要素１８が嵌挿されている。
【００２１】
図７が別の斜視図で示す要素１５は、弾性補償要素１８の軸線に概ね一致した垂直軸の周りで概ね１８０°回されている。同じ部品にはやはり同じ符号が付けてある。この図に認めることのできる２つの並べて配置される受容穴１５ｆ、１５ｇはポケット１５ｄ、１５ｅに一致している。ポケット１５ｅに嵌挿される弾性補償要素１８は両方の熱交換器１２、１３の異なる伸びの補償をもたらす。両方の受容穴１５ｆ、１５ｇの形状と寸法は各熱交換器もしくはそれらの集合箱または集合管に適合されている。要素１５も、やはり使用可能なプラスチック射出成形品として製造可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る固着兼結合要素を備えた冷却モジュールの部分図（第１実施例）である。
【図２】図１による冷却モジュールの他の部分図である。
【図３ａ】本発明に係る固着兼結合要素を示す。
【図３ｂ】本発明に係る固着兼結合要素を、図３ａとは異なる等角図で示す。
【図４】本発明に係る固着兼結合要素の第２実施例を有する他の冷却モジュールの部分図である。
【図５】図４による冷却モジュールの別の等角図である。
【図６】本発明に係る固着兼結合要素の第２実施例を示す。
【図７】図６による固着兼結合要素を別の等角図で示す。
【符号の説明】
【００２３】
１  冷却モジュール
２  冷却材冷却器
３  凝縮器
４  固着兼結合要素
４ａ  固着部
４ｂ  受容穴
４ｃ  受容穴
４ｄ  隔壁
４ｅ  箱底
４ｆ  穴
５  係止結合部
６  モジュール支持体
７  冷却材箱（プラスチック）
８  ねじボス
９  集合管（凝縮器）
１０  フロントモジュール
１１  組立支持体
１２  冷却材冷却器
１３  凝縮器
１４  ねじボス
１５  固着兼結合要素
１５ａ  固着部
１５ｂ  固着断面
１５ｃ  固着穴
１５ｄ  ポケット
１５ｅ  ポケット
１５ｆ  受容穴
１５ｇ  受容穴
１６  冷却材箱（アルミ）
１７  集合管
１８  補償要素
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
2009508079.tif 000006
【図４】
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【図５】
2009508079.tif 000008
【図６】
2009508079.tif 000009
【図７】
2009508079.tif 000010
【国際調査報告】
2009508079.tif 000011
2009508079.tif 000012
2009508079.tif 000013
2009508079.tif 000014