DE10018001A1 - Kühlermodul für eine Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Abstract

Beschrieben wird ein Kühlermodul, das aus einem Ladeluft- und aus einem Kühlmittelkühler aufgebaut ist, die parallel zueinander und aneinanderliegend angeordnet sind. Die Ladeluftkästen des Ladeluftkühlers sind an ihren Enden bis zu den Kühlmittelkästen des Kühlmittelkühlers verlängert und unmittelbar mit den Kühlmittelkästen verschraubt. Die Ladeluftkästen des Ladeluftkühlers und die Kühlmittelkästen des Kühlmittelkühlers bilden auf diese Weise einen stabilen Tragrahmen für das gesamte Kühlermodul, der einfach im Aufbau ist und sich auch einfach und sicher im Fahrzeug verankern lässt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kühlermodul für eine Verbrennungs­ kraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Nutz­ fahrzeuges, mit einem Kühlmittelkühler und einem mit diesem verbundenen parallel dazu angeordneten Ladeluftkühler, der mit zwei jeweils mit den Zu- und Abführstutzen für die Lade­ luft ausgerüsteten Ladeluftkästen versehen ist.

Ein Kühlermodul dieser Art ist aus der DE 39 18 176 A1 be­ kannt. Dort hat man den Ladeluftkühler dadurch am Kühlmittel­ kühler befestigt, dass man jeweils an den Kühlmittelkästen des Kühlmittelkühlers und an den Ladeluftkästen miteinander in Verbindung kommende einrastende Haltemittel anbringt. Die­ se Ausgestaltung, bei der das gesamte Kühlermodul mit Hilfe von seitlichen Befestigungsvorsprüngen im Fahrzeug gehalten wird, die einteilig an den Kühlmittelkästen vorgesehen sind, bedingt eine stabile Ausgestaltung, zumindest des Kühlmittel­ kühlers mit entsprechenden Seitenteilen, weil dieser Kühlmit­ telkühler sozusagen als Tragelement für den Ladeluftkühler dient. Dies bedingt wegen der erforderlichen Stabilität auch eine relativ aufwendige und schwere Ausführung der Kühlmit­ telkästen, insbesondere wenn diese aus Kunststoff hergestellt werden sollen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kühlermodul der eingangs genannten Art so auszubilden, dass eine möglichst materialsparende und damit relativ leichte Bauart bei gleicher Wirkungsweise entsteht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Kühlermodul der ein­ gangs genannten Art vorgesehen, dass die äußeren Enden der Ladeluftkästen bis zu den Kühlmittelkästen des Kühlmittelküh­ lers geführt und fest mit diesen verbunden sind.

Durch diese Ausgestaltung entsteht ein stabiler Rahmen, der aber für die beiden parallel angeordneten Kühler gemeinsam ist. Die jeweiligen Kühlmittelkästen bzw. die Ladeluftkästen dienen sozusagen jeweils als Seitenteil für den benachbarten Kühler, so dass auf diese Weise auf stabile und tragende Sei­ tenteile des Kühlmittelkühlers, aber auch des Ladeluftkühlers verzichtet werden kann. Die Seitenteile dienen lediglich zur Abdeckung.

In Weiterbildung der Erfindung können die Ladeluftkästen an beiden Enden mit Ansatzstücken versehen und mit diesen mit den Kühlmittelkästen verschraubt sein. Diese Ansatzstücke können aus Stabilitätsgründen in einfacher Weise als U- förmige Laschen ausgebildet sein, von denen jeweils die einem der Kühlmittelkästen zugeordneten ein spiegelsymmetrisch zur Mittellängsachse des Kühlmoduls ausgebildetes Laschenpaar bilden.

In Weiterbildung der Erfindung kann dabei das erste der La­ schenpaare mit senkrecht zur Kühlerein- oder austrittsebene verlaufenden Schenkeln versehen und mit dem dazwischen lie­ genden Verbindungssteg mit einer Befestigungsstelle am Kühlmittelkasten verschraubt sein. Das zweite Laschenpaar kann in einfacher Weise mit parallel zur Kühlereintritts- oder austrittsebene verlaufenden Schenkeln versehen sein, welche Befestigungsstellen am Kühlmittelkasten beidseitig umgreifen und dort beispielsweise mit durchgehenden Bolzen und dort beispielsweise mit durchgehenden Bolzen verschraubt sind.

Da Ladeluftkühler und Kühlmittelkühler parallel zueinander, aber in versetzt zueinander angeordneten Ebenen liegen, kann das zweite Laschenpaar jeweils aus Laschen gebildet sein, die aus dem Verlauf der Kontur der Ein- und Austrittsebenen des Ladeluftkühlers heraus in die entsprechenden Ebenen des pa­ rallel angeordneten Kühlmittelkühlers geführt sind. Diese An­ ordnung ermöglicht auch die Ausbildung eines Fest- und eines Loslagers, über welche das unterschiedliche Dehnungsverhalten von Ladeluft- und Kühlmittelkühler ausgeglichen werden kann.

In ganz besonders vorteilhafter Weise können bei dem neuen Kühlermodul die Ladeluftkästen mit seitlich in Höhe des Schwerpunkts des Kühlermoduls vorgesehenen Befestigungsla­ schen zur Anordnung im Fahrzeug versehen sein, wie das auch einem früheren Vorschlag der Anmelderin entspricht. Diese Be­ festigungslaschen können als getrennte Bauteile ausgebildet und an den Zu- bzw. Abführstutzen der Ladeluftkästen ange­ bracht sein, an einer Stelle also, wo die Ladeluftkästen sehr stabil gestaltet sind. Die Ladeluftkästen dienen dann zur Aufhängung des Kühlermoduls.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Kühlermoduls nach der Erfindung in der Anströmrichtung der Fahrt- und Kühl­ luft gesehen und in der Einbaulage im Fahrzeug,

Fig. 2 das Kühlermodul der Fig. 1 von der Fahrzeugseite aus im nicht eingebauten Zustand gesehen,

Fig. 3 eine perspektivische Teildarstellung des oberen Berei­ ches des Kühlmoduls nach den Fig. 1 und 2, und

Fig. 4 eine Teildarstellung des unteren Bereiches des Kühlmo­ duls nach Fig. 1 und 2.

Die Fig. 1 zeigt ein Kühlermodul 1, das aus einem Ladeluft­ kühler 2 und einem Kühlmittelkühler 3 zusammengesetzt ist, die parallel zueinander angeordnet und in bekannter Weise von Kühlluft durchströmt sind. Die Kühlluft strömt dabei in Fig. 1 im Sinn des Pfeiles 4 gesehen zuerst durch den Ladeluftküh­ ler und dann durch den Kühlluftkühler 3.

Wie die Fig. 1 erkennen lässt, sind die Abmessungen des Lade­ luftkühlers 2 etwas kleiner als jene des Kühlmittelkühlers 3. Der Ladeluftkühler 2 besitzt auf beiden Seiten je einen Lade­ luftzu- bzw. abführkasten 5 bzw. 6, über die jeweils durch den Zuführstutzten 5a die zu kühlende Ladeluft zu- und durch den Abführstutzen 6a wird abgeführt wird. Die durch den Ein­ trittsstutzen 5a eintretende Ladeluft wird dabei im Innenraum des Ladeluftkastens 5 auf Strömungskanäle verteilt, die senk­ recht zu den Ladeluftkästen 5, 6 verlaufen und zwischen sich, vorzugsweise mit Wellrippen besetzte Spalte belassen, durch welche die Kühlluft im Sinn des Pfeiles 4 hindurchtreten kann. Die im einzelnen nicht dargestellten Strömungskanäle des Ladeluftkühlers 2 werden oben und unten durch je eine Abschlußblende 7 bzw. 8 abgedeckt. Auch der Innenraum der Kühlluftkästen 5 und 6 endet im Bereich dieser Abschlussblen­ den 7 und 8.

Der parallel dazu angeordnete Kühlmittelkühler 3 besitzt ei­ nen oberen und einen unteren Kühlmittelkasten 9 bzw. 10, zwi­ schen denen ebenfalls in bekannter Weise Strömungskanäle zur Durchführung des Kühlmittels einer nicht gezeigten Verbren­ nungskraftmaschine verlaufen.

Wie die Fig. 2 zeigt, ist der Kühlmittelkühler 3 von einer Lüfterhaube 11 abgedeckt, in deren kreisrunder Zarge 12 im Betrieb ein in Fig. 2 nicht gezeigter Lüfter umläuft. Der Kühlerblock des Kühlmittelkühlers 3 wird seitlich durch Sei­ tenteile 13 abgedeckt.

Wie die Figuren, insbesondere die Fig. 3 und 4 verdeutlichen, sind an den äußeren Enden der Ladeluftkästen 5 und 6 jeweils Ansatzstücke in der Form von U-förmigen Laschen 14 bzw. 15 vorgesehen, welche die Ladeluftkästen 5 bzw. 6 bis zu dem senkrecht zu den Ladeluftkästen 5 und 6 verlaufenden Kühlmit­ telkästen 9 bzw. 10 verlängern. Die Laschen 14 sind dabei so ausgebildet, dass die Schenkel 14a parallel zur durchströmen­ den Luft 4 und damit senkrecht zu der Ein- bzw. Austrittsebe­ ne von Ladeluftkühler und Kühlmittelkühler 3 verlaufen. Der zwischen den Schenkeln 14a verlaufende Verbindungssteg 14b liegt auf diese Weise etwa in einer mit der Eintrittsebene des Kühlmittelkühlers 3 zusammenfallenden Ebene, und er ist über Befestigungsschrauben 16 fest mit dem Kühlmittelkasten 9 verschraubt.

Die Laschen 15 liegen mit ihren Schenkeln 15a senkrecht zur Lufteintrittsrichtung 4 ausgerichtet und damit in der glei­ chen Richtung, wie der Verbindungssteg 14b der Laschen 14. Die Laschen 15, die ebenso wie die Laschen 14 fest am äußeren Ende der Ladeluftkästen 5 bzw. 6 angebracht sind, verlaufen, wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich ist, schräg aus dem Verlauf der Kontur von Ein- und Austrittsebene des Ladeluft­ kühlers heraus in die entsprechenden Ebenen des parallel an­ geordneten Kühlmittelkühlers 3, übergreifen die beiden Sei­ tenflächen des Kühlmittelkastens 10 und sind mit diesem bei­ spielsweise über durchgehende Bolzen 20 fest verschraubt. Die Laschen und 14 und 15 sind dabei, wie auch die Figur zeigen, spiegelsymmetrisch zur Mittellängsebene 21 des Kühlermoduls ausgebildet. Sie machen die Montage des gesamten Kühlermoduls äußerst einfach. Die Kühlmittelkästen 9 und 10 des Kühlmit­ telkühlers bilden durch diese Ausgestaltung sozusagen die feste Verbindung der beiden Ladeluftkästen 5 und 6 an deren Enden und ergeben mit diesen Ladeluftkästen 5 und 6 einen stabilen Rahmen für das gesamte Kühlermodul. Es ist aus diesem Grund nicht erforderlich, dass die Seitenteile 13 des Kühlmittelkühlers 3 besonders stabil ausgebildet sind. Sie können als Abdeckung ausgebildet werden. Gleiches gilt für die seitlichen Abdeckungen 7 und 8 des Ladeluftkühlers.

Die Fig. 1 läßt schließlich noch erkennen, dass das neue Küh­ lermodul mit Hilfe von Befestigungslaschen 17 z. B. an Längs­ trägern 18 des Fahrzeugvorbaus angebracht ist. Diese Befesti­ gungslaschen 17 stehen dabei in fester Verbindung mit ent­ sprechenden Anschlussstutzen 18 bzw. 19 an den Ladeluftkästen 5 und 6. Diese Anschlussstutzen 18 sind dabei unmittelbar an den Zuführstutzen 5a bzw. Abführstutzen 6a angebracht, an ei­ ner Stelle also, wo die insbesondere aus Kunststoff herge­ stellten Ladeluftkästen durch die dort vorgesehenen Hohlteil­ ausbildungen besonders stabil sind.

Auch die Kühlmittelkästen 9 und 10 können aus Kunststoff her­ gestellt werden. Der Vorteil der neuen Anordnung besteht ins­ besondere darin, dass die beiden Kühlereinheiten zu einem ge­ meinsamen Rahmen zusammengefasst sind, der äußerst stabil ist, um die Aufhängung im Fahrzeug zu bewirken. In an sich bekannter Weise sind dabei die Befestigungslaschen 17 in ei­ nem Bereich angeordnet, der seitlich in Höhe des Schwerpunkts des Kühlermoduls liegt. Da sie auch an den Zu- bzw. Abführ­ stutzen für die Ladeluft angebracht sind, können die im Be­ trieb des Ladeluftkühlers auftretenden relativ hohen Gaskräf­ te unmittelbar aufgenommen und an Fahrzeugteilen abgestützt werden, ohne dass größere Biegekräfte in das Kühlmodul einge­ leitet werden.

Natürlich ist es ohne weiteres möglich, an den Verbindungs­ stellen zwischen den Laschen 14 und 15 mit den zugeordneten Kühlmittelkästen jeweils in bekannter Weise Los- und Festla­ gers vorzusehen, um unterschiedliche Wärmedehnungen der bei­ den Kühler ausgleichen zu können.

Claims (8)

1. Kühlermodul für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Nutzfahrzeuges, mit einem Kühlmittelkühler (3) und einem mit ihm verbundenen parallel dazu angeordneten Ladeluftkühler (2), der mit zwei jeweils mit den Zu- und Abführstutzen (5a, 6a) für die Ladeluft ausgerüsteten Ladeluftkästen (5, 6) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Enden der Ladeluftkästen (5, 6) bis zu den Kühlmittelkästen (9, 10) des Kühlmittelkühlers (3) ge­ führt und fest mit diesen verbunden sind.

2. Kühlermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeluftkästen (5, 6) an beiden Enden mit Ansatzstü­ cken (14, 15) versehen und mit diesen mit den Kühlmittel­ kästen (9, 11) verschraubt sind.

3. Kühlermodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansatzstücke als U-förmige Laschen (14, 15) ausgebil­ det sind, von denen jeweils die einem der Kühlmittelkäs­ ten (9 bzw. 10) zugeordneten ein spiegelsymmetrisch zur Mittellängsachse (21) ausgebildetes Laschenpaar bilden.

4. Kühlermodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste (14) der Laschenpaare mit senkrecht zur Küh­ lerein- oder austrittsebene verlaufenden Schenkeln (14a) versehen und mit dem dazwischen liegenden Verbindungssteg (14b) mit einer Befestigungsstelle am Kühlmittelkasten (9) verschraubt ist.

5. Kühlermodul nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich­ net, dass das zweite Laschenpaar (15) mit parallel zur Kühlereintritts- oder austrittsebene verlaufenden Schen­ keln (15a) versehen ist, die Befestigungsstellen am Kühlmittelkasten (10) beidseitig umgreifen und dort ver­ schraubt sind.

6. Kühlermodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Laschenpaar (15) jeweils aus Laschen gebildet ist, die aus dem Verlauf der Kontur der Ein- und Aus­ trittsebene des Ladeluftkühlers (2) heraus in die ent­ sprechenden Ebenen des parallel angeordneten Kühlmittel­ kühlers (3) geführt sind.

7. Kühlermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeluftkästen (5, 6) mit seitlich in Höhe des Schwerpunktes des Kühlermoduls (1) vorgesehenen Befesti­ gungslaschen (17) zur Anordnung im Fahrzeug versehen sind.

8. Kühlermodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungslaschen (17) als getrennte Bauteile aus­ gebildet und an den Zu- bzw. Abführstutzen (5a, 6a) der Ladeluftkästen (5, 6) angebracht sind.