机动车前面的安装支架和将冷却组件可拆开固定于安装支架上的安装方法 【技术领域】
本发明涉及一个机动车前面的安装支架，带有至少一个冷却组件，该冷却组件通过至少两个连接点可拆开固定于该安装支架上，如权利要求1所述；还涉及一个把冷却组件可拆开固定于一个机动车前面安装支架上的方法，如权利要求20所述。
背景技术
DE 198 27 451 A1公开了一种这里所涉及到的类型的安装支架和一种将一个散热器安装到该安装支架上的方法。该安装支架是一个机动车前面的支承结构，其上至少可拆可固定一个散热器。为了这个目的，该散热器上设有用弹性塑料包住的固定部件，该固定部件插入安装支架的若干沟槽中，以固定该散热器。
该若干沟槽包括沿车辆前进方向延伸的第一沟槽部分，和从第一沟槽部分后端向下延伸的第二沟槽部分，以及从第二沟槽部分末端沿机动车的纵向延伸的第二部分。为了固定该散热器，固定部件首先插入第一沟槽部分，推至第二沟槽部分，在这个过程中，弹性的外壳被压缩到该固定部件可以向下移动至第三沟槽部分的程度，弹性外壳的变形产生的反作用力的结果是，该固定部件被压入第三沟槽部分，并在那里固定。在安装支架上，散热器只是由与沟槽啮合的固定部件固定在安装支架上，也就是说，无需附加固定或连接方式。可以发现，但固定散热器时，特别是为了压缩该固定部分的弹性外壳，有必要施加相对较大的力，同时要求精确操作散热器，这样固定部件在沟槽内才不会倾斜。
【发明内容】
本发明的目的是发明一个如开头所述类型地安装支架，可以轻易地将冷却组件固定，最好是仅仅施加相对较小的力。本发明的另外一个目的是说明一个开头所述类型的安装方法，允许轻易地将冷却组件安装在安装支架上。
为了实现本发明的目的，提出一种具有权利要求1所述特征的安装支架。通过至少两个连接点将至少一个冷却组件可拆开固定于安装支架上，该安装支架的特征在于，其中一个连接点做成摆动支座，另一个连接点做成锁紧装置。
为了将冷却组件固定于安装支架上，该冷却组件必须仅转到摆动支座的终点位置，在此处，该冷却组件卡紧在该安装支架上。这样冷却组件可以快捷、简单地固定于安装支架的，无须借助工具。
优选方案是：冷却组件不使用螺栓固定于安装支架上，也就是说无须辅助固定工具例如螺栓而确保冷却组件安全固定于安装支架上。
以下所述的各特征组合产生出安装支架的有利特征。
另外，为了实现本发明的目的，提出一种具有权利要求20所述的特征的方法。
所述的方法是把一个冷却组件可拆开固定于机动车前面的安装支架上，因为，装配第一步是通过一个插入运动，将冷却组件插入摆动支座，在装配第二步通过在摆动支座处的转动运动转动到终点位置，将冷却组件与安装支架卡紧。为了把冷却组件插入摆动支座，首先将冷却组件平移，然后冷却组件经摆动支座的转动到达安装支架或机动车上所理想的安装位置。通过至少一个锁紧装置的自动啮合而固定在安装支架上。
在该方法的优选方案中，冷却组件插入摆动支座的运动基本上是与机动车运动方向横向的。也就是说，冷却组件沿其冷却平面法线方向与机动车运动方向对齐或基本对齐的方向插入该摆动支座。冷却组件或者是沿摆动支座的轴线方向插入，比如对于一个全封闭轴瓦的摆动支座。或者关于枢轴的径向或是基本径向，最好从上而下倾斜插入至底部，当有一个外圆周上具有一个插入开口的轴瓦，至少在该冷却组件安装在安装支架的过程中。
以下所述的各种特征组合产生出操作方法的优点。
本发明将根据图例详细叙述。
【附图说明】
图1冷却组件的实施例的基本外形示意图。
图2与图1相对应的位于冷却组件上的主轴颈的透视图。
图3A和3B安装支架及固定于该安装支架上的冷却组件局部示意图。
图4A到4C实施例中冷却组件安装到安装支架上在不同位置的视图。
图5A到5C冷却组件与安装支架上的连接状态视图，冷却组件在不同位置的视图。
【具体实施方式】
图1所示的是冷却组件1的一个实施例的示意图，冷却组件1可拆开固定于在机动车前面的安装支架上(图中未画出)。冷却组件1包括一个散热器3，包括边箱5和7，特别地，该边箱为若干水箱，该若干水箱按一定间隔排列相互平行。所述的边箱之间用管道连接(图中未示)，被冷却的介质流过该管道。散热器3上至少设置一个接通流进流出冷却媒的冷却循环系统，图1中未表示。散热器3的结构和作用通常是已知的，因此这里没有详细涉及。可以替代的，或附加的冷却组件1的散热器至少还可具有另一个散热器和/或冷凝器，或类似的部件，它可以相邻排列在另一个的顶部和/或另一个的后面。
图1所示的冷却组件1通过四个连接点9，11，13和15可拆开固定在安装支架上，其中第一和第二连接点做成摆动支座17，19，而第三和第四连接点13、15做成锁紧装置21、23。摆动支座17和锁紧装置23或者其部分设在边箱5上，而摆动支座19和锁紧装置21或者其部分设在另一水箱7上。
摆动支座17包括一个主轴颈25，在图2中放大比例表示。主轴颈25是管形的，横断面为椭圆形。在其外围平面27上有一个凸起29，它基本上是一个截棱锥形。它的作用在以后详细叙述。
如图1，显然可知，另一个摆动支座19同样包括一个主轴颈31，该主轴颈31与图2描述的主轴颈25不同仅在于在其外围平面上没有一个凸起。此外由图1可知主轴颈25、31相互成直线布置，也就是说它们的纵向中轴线或它们的转动轴相互成直线布置。主轴颈25、31不必在同一高度，也就是说它们在从冷却组件1上的高度看可以有间距，重要的是轴线相互平行。
主轴颈25、31主要是由塑料组成或者至少是由塑料包裹并与各自的边箱5、7整体相连。优先的方案是由塑料组成或包含塑料的边箱5、7与主轴颈25、31通过喷射成型封装连接。
图1可知主轴颈25、31从散热器3或边箱5、7侧边范围侧伸出，而锁紧装置21、23设置在边箱5、7面向安装支架的一侧。还要注意的是，在冷却组件1固定在安装支架上时，从重力作用的方向看锁紧装置21、23在摆动支座17、19上面。图1是冷却组件1固定在安装支架上的情况。
图3A表示的是机动车前面的安装支架33的局部图，该安装支架上可拆开固定有一个如图1和2所示的冷却组件1，也可能只看到冷却组件1的细节，特别是第二个连接点11的范围，图3A中还有冷却组件1在边箱7和摆动支座19范围内的侧边剖面图。
摆动支座19包括一个轴瓦35，轴瓦整体与安装支架33相连，安装支架33最好是混合设计，由至少两种材料组成，最好是由塑料包围的金属片或金属核。轴瓦35最好由塑料制成，并与安装支架33通过喷射造型包装相连。轴瓦35由一个垂直延伸的直壁板37和一个连接在其末端具有向上开口的弯曲的第二个壁板39组成，该第二个壁板39具有与主轴颈31的外部轮廓曲线相配适的曲率，以便在冷却组件1安装到安装支架33时如图3A所示，椭园形轴颈31平放在轴瓦35上第二壁板39的范围内。此外，主轴颈31上与第一壁板37相对的平面与第一壁板37紧贴。显然，第二壁板39支撑主轴颈31的下部分，从而主轴颈31可以稳定地固定在轴瓦35内。实际上，轴瓦35不是完全封闭的，而是有向上开口的。冷却组件1可以通过竖直或者相对于摆动支座19轴线垂直的方向插入轴瓦35中，该摆动支座19的轴线延伸方向垂直于图3A的图像平面。
根据图3A所示，摆动支座19是活动轴承，也就是说它允许冷却组件1在其枢轴方向有公差和长度补偿，该枢轴方向即是相应的Y轴方向，而轴瓦35与主轴颈31的连接形式阻止冷却组件1在X轴方向的运动。根据上述摆动支座19的改进，冷却组件1的热膨胀和制造公差都被吸收。
为了防止冷却组件1在安装在安装支架上的状态下的Z轴方向的移动，也就是对应于图3A中的竖直方向，该安装支架上设置了一个径向运动限制挡板，该挡板可以通过喷射成型封装与该安装支架连接，这就是所说的整体连接。在冷却组件1上设置一个相应平面43，如图3A所示，在冷却组件1的终端位置或安装位置，该对应平面43移动到与径向运动限制挡板41相对的位置。该挡板41还确保除实际上在沿坐标Z轴方向没有力作用在锁紧装置21、23上，除了冷却组件1因热膨胀变形引起的力，如果适当的话。
在摆动支座19上面布置的锁紧装置21，设有以弹回方式自动偏转的支持元件45和47，如图3A所示，假定该支持元件45和47于连接点处安装在对应元件49的后面，对应元件49设置于安装支架33上。支持元件45和47啮合于安装支架33上的孔51内，取决于该孔51边缘区域啮合出的凸起部分，其结果是该啮合位置和冷却组件1可靠地安装在安装支架33上。
锁紧装置21上设有偏转限制53用以阻碍支持元件45、47伸展过度，偏转限制53由三个连接片构成，其中第一个连接片设置在支持元件45、47之间的间隙，而另外两个连接片则位于支持元件45、47边界与第一个连接片相对的位置。
支持元件45、47和偏转限制53都设在一个压板55上，该压板55设有以弹回方式自动偏转的支持元件57和59，而这部分进一步会是一个将压板55与冷却组件1锁紧啮合的锁紧装置。压板55最好是由塑料组成和最好采用喷射成型的方法制造。
根据图3A所示的锁紧装置21可通过如下途径很容易的实现：支持元件45、47整体与冷却组件1连接，最好是与冷却组件7连接，由此作为独立部分的压板55可以不需要。压板55具有以下优点：就是它可以轻易地被调换，于是在支持元件45、47被损坏时，它们可以很容易地调换。当然锁紧装置21上的支持元件45、47也可以设置在安装支架33上或者通过喷射成型封装在安装支架33上，可以考虑压板55通过支持元件57、59夹在安装支架33上，这样，在固定状态下支持元件45、47位于设置在冷却组件1上相关元件的的后面。
如图3A所示，安装支架33带有可拆开固定于其上的冷却组件1，其在机动车上的安装位置，机动车运行方向沿对应X轴方向延伸，而重力作用延伸在或基本在Z轴方向。这种安排可以确保：由摆动支座17、19可靠地支承冷却组件1的重量，因此锁紧装置11、23并不负担冷却组件1的重量。这样就能保证它可靠的固定。
锁紧装置21形成的连接点13做成活动轴承，也就是说它允许冷却组件1在纵向延伸，相对应Y轴方向，即摆动支座19的轴线方向。为了这个目的，孔51具有一个大的宽度，安装在其中的支持元件45、47具有一个从插入方向看的侧向运动。连接点13的范围限制在X轴方向的运动，径向运动限制挡板41限制冷却组件1在Z轴的运动。从Z轴方向看冷却组件1上的对应平面43与径向运动限制挡板41的平面覆盖范围一致，这样在冷却组件1的长度膨胀时对应平面43沿档板41滑动。档板41只是在Z轴向固定冷却组件1，而允许在X轴和Y轴向的移动。
图3B是安装支架33的局部图和连接在其上的冷却组件1的详细视图，该冷却组件另一侧的区域设有第一个摆动支座17的主轴颈25，同一部分用相同的符号，加前缀“′”表示，这样就可以参考有关的先前的描述。
设置在冷却组件侧边范围与第二个轴承19相对的第一个轴承17具有同样的轴瓦35′，主轴颈25可插入轴瓦35′中，主轴颈25下部弯曲的外表面部分与壁板39′相贴合，而主轴颈25平直的部分则与第一壁板37′贴合。根据图2所示主轴颈25外表面27上的凸起29在冷却组件1的连接位置以明确的防止与安装支架33上的孔61啮合，从而与冷却组件1固定连接，其结果是在连接点9范围防止冷却组件1在x轴和y轴方向移动。
孔61的形状最好与凸起29的外部轮廓相配适，在实施例中孔61大约是矩形的。一个径向运动限制挡板41′阻碍冷却组件1在Z轴向的移动，挡板41′与冷却组件1上的对应平面43′相连，对应平面43′或设置在冷却组件1上或者与冷却组件1相连。
孔61的大小和形式是可以通过以下方式选择的，从凸起29插入孔61的方向看，孔61的宽度与凸起29一样大或略微大一些，而孔61与凸起29的高度对比与此相同，如图3B所示。
嵌入孔61的凸起29可阻止冷却组件在Z轴向的移动，在定出凸起29与孔61相配合的尺寸后，如果合适的话，不再需要径向运动限制挡板41′。
作为锁紧装置23的连接点15布置在摆动支座17上面与冷却组件1对面的锁紧装置21同样高度，与图3A所示的锁紧装置21一样，不再做进一步的描述。根据锁紧装置21所述的安装变化同样也适合于锁紧装置23，除了摆动支座19和锁紧装置21外，锁紧装置23也可做成活动轴承。只有摆动支座17是固定轴承。
根据图3A和3B所述的可拆开固定冷却组件1到安装支架的33上安装步骤与图4A和4B所示的冷却组件1的安装实施例相同，所以有关冷却组件1的安装问题请参阅下面的叙述。
根据图4描绘的，在这个实施例中，冷却组件1总共有四个连接点，如图1至3B所示，仅仅说明连接点9(摆动支座，固定轴承)和位于其上的连接点15(锁紧装置，活动轴承)。形成连接点13和15的锁紧装置21和23与上面所述的锁紧装置仅有以下不同，连接元件45、47、45′和47′，和偏转限制器53、53′是通过喷射成型封装连接在冷却组件1或边箱7、5上的。
如图4A所示冷却组件1的安装步骤第一步：冷却组件1通过平移插入运动从上面插入到摆动支座17、19。显然，冷却组件1在安装移动时相对于一假想的平行于Z轴的垂线倾斜，倾斜角度最好小于45度，这里大约10度。在这个倾斜的位置，冷却组件就这样插入摆动支座17、19上。
在图4B说明了在第一步安装完成后冷却组件1，主轴颈25、31现位于轴瓦35、35′内，冷却组件1的全部重量现由安装支架33承担。由图4B所示，显然，冷却组件1在安装第一步必须对照垂直线倾斜，因此对应平面43、43′还在每个径向运动限制挡板41或41′前面，而主轴颈25上的凸起也在孔61前面，如图4B所示。
在第二安装步骤，冷却组件1通过绕摆动支座17、19的轴线63转动到达终点位置，在该位置冷却组件1与安装支架33紧固，并与安装支架锁紧，转动方向基本上是机动车的运动方向，也就是相应的X轴方向。终点位置如图4C表示。通过转动对应平面43、43′到达与径向运动限制挡板41、41′相对的位置，这样冷却组件就可以在垂直方向也就是相应的Z轴方向固定。通过冷却组件1的转动，主轴颈25上的凸起29也移动到安装支架33上的孔61中。冷却组件1通过紧固压板21、23固定在外边缘的上部。
可以注意到，该冷却组件1可以仅通过二个步骤可拆开固定在安装支架33上，而不要附加的连接装置，如螺纹，也不需要使用工具。这样冷却组件1就可以快速安装在安装支架33上。
拆开固定于安装支架33上的冷却组件1按反次序拆掉，也就是说，首先必须松连接点13、15的锁紧连接，然后冷却组件1转回到相应的平面43、43′不再处于挡板上41、41′的相对位置，而主轴颈25上的凸起29不再与孔61啮合。然后就可以将冷却组件1从摆动支座17、19上取出。
从图4A到图4C所示，可以清楚地看到，将冷却组件1插入摆动支座17、19的插入运动基本上是在相对于机动车前进方向横向的，根据图4A的坐标系是在X方向延伸。为了将冷却组件1移向终点位置，沿机车的运行方向转动摆动支座17、19，可以保证锁紧装置21、23绝对仅受机动车的正的加速度力的作用。
在一个较佳实施例中，规定在安装支架33和冷却组件1之间所有连接点连接到另外一个的部分或区域，由具有减震和/或弹性作用的材料构成，这样在运转可能出现振动时和在冷却组件1上作用力时就不会发出令人讨厌的噪声。摆动支座17、19以及轴瓦和主轴颈都由塑料构成或者至少包含塑料，同样也适于锁紧装置21、23。
安装支架33与冷却组件1的连接点总数不局限为四个，也可以很容易地提供多于四个的连接点，比如说六个连接点，或比四个连接点少，比如说两个连接点，在一个图中未画出的有利方案是在摆动支座17、19上面是四个做成的活动轴承锁紧装置，每种情况中，两个锁紧装置布置在冷却组件1的侧边范围最好是边箱5、7布置。所给出的一个相应的排列和配置，仅仅一个连接点做成摆动支座，也是足够的，也可以通过如下方式选择至少一个摆动支座的排列，它的轴线不在Y轴方向延伸，如前面图示的实施例，而是在Z轴向。也有其他可能，在垂直方向至少有一个摆动支座安置在至少一个锁紧装置上面。所有的实施例共同点是：安装移动基本上横向于机动车的运动方向，也就是在坐标轴Y轴或Z轴，而摆动支座基本是沿X轴，也就是说顺向或逆向机动车的运动方向转动。
要注意的是，锁紧装置21、23和摆动支座17、19能这样布置，例如，支持元件45、47和45′、47′，分别不与冷却组件1连接而是与安装支架33连接，而支持元件45、47和45′、47′，分别嵌入冷却组件1上相应的孔51、51′。也可能是在，例如，摆动支架的主轴颈不是设置在冷却组件1上而是轴瓦设置在冷却组件1上，那么相应的主轴颈就要布置在安装支架33上。在安装第一步将水箱1通过如下方式插入各摆动支座，轴瓦安装到预先设置在安装支架33上的主轴颈上，为达到这一目的，轴瓦必须向下开口，这样其就可以从上啮合于主轴颈。还可以有更多安装变化形式。
图5A所示的是摆动支座的又一实施例，用于图1到4C所描述的或相类似的冷却组件1，前面所述的摆动支座19可以容易地实现为如5A所示的摆动支座64那样。其构造于以下详细说明。摆动支座64同样设置在冷却组件1的边界范围，具有轴瓦35，该轴瓦35具有一个竖直延伸的直壁板37和一个与所述的直壁板37在尾部相连的第二壁板39，该第二壁板39具有与该主轴颈31的外轮廓线相匹配的弯曲面，轴瓦35通过喷射成型封装粘接在安装支架33上。在轴瓦35上面有一个通过喷射成型封装粘接在安装支架33上的直接与主轴颈31作用的径向运动限制挡板41。轴瓦35和挡板41在向运动方向67相反方向开口的C-剖面范围，摆动支座64在距离轴瓦35X处也设置一个路径限制挡板65(在与运动方向67相反的方向)，该挡板通过喷射成型封装粘接在轴瓦35上，它的作用以后详解。
在摆动支座64对面的冷却组件1的边界范围(图5A至5C没有显示)设置有一个摆动支座，与摆动支座64结构相同，同样如图3A和3B所示的摆动支座17和19，图5A至5C所示的摆动支座64按合适的方法做成固定轴承和活动轴承。
图5所示的是冷却组件1在完成第一步安装后相对安装支架33的位置，主轴颈31经过一个基本上横向于机动车运动方向67的移动由上往下倾斜安装，(如箭头69标识)，安装在摆动支座64也就是轴瓦35内。
在第二安装步骤中，冷却组件1在运动方向67的方向，如箭头71所示，绕摆动支座64转动到终点位置(如图5B所示)。在终点位置冷却组件1通过至少一个做成锁紧装置的连接点(未示)与安装支架33锁紧。于是主轴颈31到达与径向运动限制挡板41相连的一个相对的位置，而挡板41和/或主轴颈31由一种弹性材料制成或包有弹性外壳，这样在冷却组件1转动时，主轴颈31压缩和/或挡板41偏移一定程度，以使主轴颈31在C截面锁住。
摆动支座64和在冷却组件1的边界范围上与其相对设置的一个摆动支座(图5A至5C没有显示)可以这样安装，在普通的作用力下，安装支架33和冷却组件1之间在摆动支座内的连接是可靠的，也就是说装在轴瓦35内的主轴颈是可靠的。如果作用在冷却组件1上的力比一般的力大，如机动车在低速度范围也就是说在低速发生正面碰撞，主轴颈31被与运动方向67相反的机构变形力和/或加速度力往轴瓦35外挤压。在这个过程中，主轴颈31向右(与运动方向67相反)移动一个范围，直到它碰到运动限制挡板65，该运动限制挡板65是单独设置的，也就是说所述的主轴颈被它挡住，如图5C所示。结果在机动车发生碰撞的情况下，保证主轴颈31限定的移动距离(距离X)。
由于主轴颈31可以从轴瓦35挤出(C-剖面弹性扩展)，冷却组件1底部偏移，结果时它在一个倾斜的位置，如5C所示。该偏移避免损坏冷却组件1。摆动支座64在这个过程中可以卸下来，但至少有一个安排在各摆动支座64上的锁紧装置不能卸下来。冷却组件1仍然通过该连接固定在安装支架33上。
根据图5A至5C所描述的，其上可拆开固定有冷却组件1的安装支架保证所有负的加速力被可靠的缓冲，不会对安装支架33造成损害。