DE10018001C2 - Kühlermodul für eine Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kühlmodul für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Nutzfahrzeuges, mit einem Kühlmittelkühler und einem mit diesem verbundenen parallel dazu angeord­ neten Ladeluftkühler, der mit zwei jeweils mit den Zu- oder Abführstutzen für die Ladeluft ausgerüsteten Ladeluftkästen versehen ist.

Ein Kühlermodul dieser Art ist aus der DE 39 18 176 A1 bekannt. Dort hat man den Ladeluftkühler dadurch am Kühlmittelkühler befestigt, daß man je­ weils an den Kühlmittelkästen des Kühlmittelkühlers und an den Ladeluftkä­ sten miteinander in Verbindung kommende, einrastende Haltemittel anbringt.

Diese Ausgestaltung, bei der das gesamte Kühlermodul mit Hilfe von seitli­ chen Befestigungsvorsprüngen im Fahrzeug gehalten wird, die einteilig an den Kühlmittelkästen vorgesehen sind, bedingt eine stabile Ausgestaltung, zumindest des Kühlmittelkühlers mit entsprechenden Seitenteilen, weil die­ ser Kühlmittelkühler sozusagen als Tragelement für den Ladeluftkühler dient. Dies bedingt wegen der erforderlichen Stabilität auch eine relativ aufwendige und schwere Ausführung der Kühlmittelkästen, insbesondere wenn diese aus Kunststoff hergestellt werden sollen.

Eine Anordnung eines Wasserkühlers mit daran befestigtem Ladeluftkühler ist durch die DE 43 32 919 A1 bekannt, eine Anordnung eines Kühlers an einem Fahrzeugrahmen ist durch die JP 11-291 771 A bekannt, eine Verbin­ dung eines Kondensators mit einem Kühler ist aus der JP 09-195 765 A be­ kannt und ein Kühler nach dem Stand der Technik ist aus der DE 17 55 007 bekannt.

Der 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.

Diese Aufgabe wird durch ein Kühlermodul mit den Merkmalen des An­ spruchs 1 gelöst.

Durch diese Ausgestaltung entsteht ein stabiler Rahmen, der aber für die beiden parallel angeordneten Kühler gemeinsam ist. Die jeweiligen Kühlmit­ telkästen bzw. die Ladeluftkästen dienen sozusagen jeweils als Seitenteil für den benachbarten Kühler, so daß auf diese Weise auf stabile und tragende Seitenteile 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 Laschen versehen und mit diesen mit den Kühlmittelkästen verschraubt sein. Diese Laschen können aus Stabilitätsgründen in einfacher Weise U- förmig ausgebildet sein, wobei die jeweils einem der Kühlmittelkästen zuge­ ordneten Laschen ein spiegelsymmetrisch zur Mittellängsachse des Kühl­ moduls ausgebildetes Laschenpaar bilden.

In Weiterbildung der Erfindung kann dabei das erste der Laschenpaare mit senkrecht zur Kühlem- oder -austrittsebene verlaufenden Schenkeln verse­ hen und mit dem dazwischen liegenden Verbindungssteg mit einer Befesti­ gungsstelle am Kühlmittelkasten verschraubt sein. Das zweite Laschenpaar kann in einfacher Weise mit parallel zur Kühlereintritts- oder Kühleraustritt­ sebene verlaufenden Schenkeln versehen sein, welche Befestigungsstellen am Kühlmittelkasten beidseitig umgreifen und dort beispielsweise mit durch­ gehenden Bolzen verschraubt sind.

Die Anordnung des Ladeluft- und Kühlmittelkühlers im Kühlermodul ermög­ licht auch eine Ausbildung eines Fest- und eines Loslagers, über welche das unterschiedliche Dehnungsverhalten von Ladeluft- und Kühlmittelkühler aus­ geglichen werden kann.

In ganz besonders vorteilhafter Weise können bei dem neuen Kühlermodul die Ladeluftkästen mit seitlich in Höhe des Schwerpunktes des Kühlermoduls vorgesehenen Befestigungslaschen zur Anordnung im Fahrzeug versehen sein. Diese Befestigungslaschen können als getrennten Bauteile ausgebildet und an den Zu- bzw. Abführstutzen der Ladeluftkästen angebracht sein, an einer Stelle also, wo die Ladeluftkästen sehr stabil gestaltet sind. Die Lade­ luftkästen dienen dann zur Aufhängung des Kühlermoduls.

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

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Kühlermoduls nach der Erfin­ dung in der Anströmrichtung der Fahrt- und Kühlluft gesehen und in der Einbaulage im Fahrzeug,

Fig. 2 das Kühlermodul der Fig. 1 von der Fahrzeugseite aus im nicht ein­ gebauten Zustand perspektivisch gesehen,

Fig. 3 eine perspektivische Teildarstellung des oberen Bereiches des Kühlmoduls nach Fig. 1 und 2, und

Fig. 4 eine Teildarstellung des unteren Bereichs des Kühlmoduls nach Fig. 1 und 2.

Die Fig. 1 zeigt ein Kühlmodul 1, das aus einem Ladeluftkühler 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 2 und dann durch den Kühlmittelkühler 3.

Wie die Fig. 1 erkennen läßt, sind die Abmessungen des Ladeluftkühlers 2 etwas kleiner als jene des Kühlmittelkühlers 3. Der Ladeluftkühler 2 besitzt auf beiden Seiten je einen Ladeluftzu- bzw. Ladeluftabführkasten 5 bzw 6, über die jeweils durch den Zuführstutzen 5a die zu kühlende Ladeluftt zu- und durch den Abführstutzen 6a abgeführt wird. Die durch den Eintrittsstut­ zen 5a eintretende Ladeluft wird dabei im Innenraum des Ladeluftkastens 5 auf Strömungskanäle verteilt, die senkrecht zu den Ladeluftkästen 5, 6 ver­ laufen und zwischen sich, vorzugsweise mit Wellrippen besetzte Spalte be­ lassen, 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 Ab­ schlußblenden 7 und 8.

Der parallel dazu angeordnette Kühlmittelkühler 3 besitzt einen oberen und einen unteren Kühlmittelkasten 9 bzw. 10, zwischen denen ebenfalls in be­ kannter Weise Strömungskanäle zur Durchführung des Kühlmittels einer nicht gezeigten Verbrennungskraftmaschine verlaufen.

Wie die Fig. 2 zeigt, ist der Kühlmittelkühler 3 von einer Lüfterhaube 11 ab­ gedeckt, in deren kreisrunder Zarge 12 im Betrieb ein in Fig. 2 nicht gezeig­ ter Lüfter umläuft. Der Kühlerblock des Kühlmittelkühlers 3 wird seitlich durch Seitenteile 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 Kühlmittelkästen 9 und 10 verlängern. Die Laschen 14 sind dabei sind dabei so ausgebildet, daß die Schenkel 14a parallel zur durchströmenden Luft 4 und damit senkrecht zu der Ein- bzw. Austrittsebene von Ladeluftkühler 2 und Kühlmittelkühler 3 verlaufen. Der zwischen den Schenkeln 14a verlau­ fende Verbindungssteg 14b liegt auf diese Weise etwa in einer mit der Ein­ trittsebene 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 Lufteintritts­ richtung 4 ausgerichtet und damit in der gleichen Richtung, wie der Verbin­ dungssteg 14b der Laschen 14. Die Laschen 15, die ebenso wie die La­ schen 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 Ladeluftkühlers heraus in die entsprechenden Ebenen des parallel angeordneten Kühlmittelkühlers 3, übergreifen die beiden Seitenflächen des Kühlmittelkastens 10 und sind mit diesem beispielsweise über durchgehende Bolzen 20 fest verschraubt. Die Laschen 14 und 15 sind dabei, wie auch die Figuren zeigen, spiegelsymme­ trisch zur Mittellängsebene 21 des Kühlermoduls ausgebildet. Sie machen die Montage des gesamten Kühlermoduls äußerst einfach. Die Kühlmittelkä­ sten 9 und 10 des Kühlmittelkühlers bilden durch diese Ausgestaltung sozu­ sagen die feste Verbindung der beiden Ladeluftkästen 5 und 6 an deren En­ den 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 Kühlermodul 1 mit Hilfe von Befestigungslaschen 17 z. B. an Längsträgern 18 des Fahrzeugvorbaus angebracht ist. Diese Befestigungslaschen 17 stehen dabei in fester Verbin­ dung mit entsprechenden Anschlußstutzen 19 an den Ladeluftkästen 5 und 6. Diese Anschlußstutzen 19 sind dabei unmittelbar an den Zuführstutzen 5a bzw. Abführstutzen 6a angebracht, an einer Stelle also, wo die insbesondere aus Kunststoff hergestellten Ladeluftkästen durch die dort vorgesehenen Hohlteilausbildungen besonders stabil sind.

Auch die Kühlmittelkästen 9 und 10 können aus Kunststoff hergestellt wer­ den. Der Vorteil der Anordnung besteht insbesondere darin, daß die beiden Kühlereinheiten zu einem gemeinsamen 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 einem Bereich angeordnet, der seitlich in Höhe des Schwerpunkts des Kühlermoduls liegt. Da sie auch an den Zu- bzw. Abführstutzen für die Ladeluft angebracht sind, können die im Betrieb des Ladeluftkühlers auftretenden relativ hohen Gas­ kräfte unmittelbar aufgenommen und an den Fahrzeugteilen abgestützt wer­ den, ohne daß größere Biegekräfte in das Kühlmodul eingeleitet werden.

Natürlich ist es ohne weiteres möglich, an den Verbindungsstellen zwischen den Laschen 14 und 15 mit den zugeordneten Kühlmittelkästen jeweils in bekannter Weise Los- und Festlager vorzusehen, um unterschiedliche Wär­ medehnungen der beiden Kühler ausgleichen zu können.

Claims (7)

1. Kühlermodul für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeu­ ges, insbesondere eines Nutzfahrzeuges, mit einem Kühlmittelkühler (3) und einem mit ihm verbundenen parallel dazu angeordneten Ladeluftkühler (2), der mit zwei jeweils mit den Zu- oder Abführstutzen (5a, 6a) für die Ladeluft ausgerüsteten Ladeluftkästen (5, 6) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Enden der Ladeluftkä­ sten (5, 6) bis zu den Kühlmittelkästen (9, 10) des Kühlmittelkühlers (3) geführt und fest mit diesen verbunden sind, wobei die Ladeluftkä­ sten (5, 6) Laschen (15) als Ansatzstücke aufweisen und ein Laschen­ paar jeweils aus zwei gegenüberliegenden Laschen (15) gebildet ist, die aus dem Verlauf der Kontur der Ein- und Austrittsebene des Ladeluftkühlers (2) heraus in die entsprechenden Ebenen des parallel angeordneten Kühlmittelkühlers (3) geführt sind.

2. Kühlermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladeluftkästen (5, 6) an beiden Enden mit Laschen (14, 15) versehen und mit diesen mit den Kühlmittelkästen (9, 11) verschraubt sind.

3. Kühlermodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die La­ schen (14, 15) u-förmig ausgebildet sind, wobei die jeweils einem der Kühlmittelkästen (9 bzw. 10) zugeordneten Laschen (14, 15) ein spie­ gelsymmetrisch zur Mittellängsachse (21) ausgebildetes Laschenpaar bilden.

4. Kühlermodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das er­ ste (14) der Laschenpaare mit senkrecht zur Kühlerein- oder austritt­ sebene verlaufenden Schenkeln (14a) versehen und mit dem dazwi­ schen liegenden Verbindungssteg (14b) mit einer Befestigungsstelle am Kühlmittelkasten (9) verschraubt ist.

5. Kühlermodul nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Laschenpaar (15) mit parallel zur Kühlereintritts- oder aus­ trittsebene verlaufenden Schenkeln (15a) versehen ist, die Befesti­ gungsstellen am Kühlmittelkasten (10) beidseitig umgreifen und dort verschraubt sind.

6. Kühlermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladeluftkästen (5, 6) mit seitlich in Höhe des Schwerpunktes des Kühlermoduls (1) vorgesehenen Befestigungslaschen (17) zur Anord­ nung im Fahrzeug versehen sind.

7. Kühlermodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Be­ festigungslaschen (17) als getrennte Bauteile ausgebildet und an den Zu- und Abführstutzen (5a, 6a) der Ladeluftkästen (5, 6) angebracht sind.