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Die Erfindung betrifft eine Wärmetauscheranordnung bei Kraftfahrzeugen, wobei wenigstens zwei Wärmetauscher hintereinander in einem Luftstrom angeordnet sind.
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DE 198 31 256 A1 beschreibt eine Halterung für einen Kraftfahrzeugkühler und einen davor angeordneten Kondensator, wobei der gesamte Vorgang der Montage vereinfacht und vermieden werden soll, dass seitlich am Kühler Leckluft vorbeiströmt. Hierzu wird ein rechteckiger Rahmen mit Nuten vorgesehen, in die der Kühler mit Kondensator eingeschoben wird, bis sie am Boden des Rahmens aufliegen. Danach wird eine Abdeckung aufgebracht. Auf diese Weise wird ein vollkommen geschlossener Aufbau in dem Rahmen ausgebildet, der dann in den Frontaufbau des Fahrzeugs eingesetzt wird.
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GB 2 373 571 A beschreibt ein Formteil, das plattenförmige Wärmetauscher so aufnimmt, dass der Aufbau etwa dem zuvor geschilderten Rahmenaufbau entspricht, weil die einzelnen Wärmetauscher in Nuten des Formteils eingesetzt werden. Auch hierbei ergibt sich ein Aufbau, bei dem eine Relativbewegung zwischen den einzelnen plattenförmigen Wärmetauschern in Richtung ihrer Ebenen nicht möglich ist.
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DE 10 2004 019 667 A1 beschreibt die vordere Struktur eines Fahrzeugs, bei der die vordere Endwand und die Lüfterabdeckung eine labyrinthförmige Spaltstruktur bilden. Diese labyrinthförmige Spaltstruktur schränkt den Austritt oder den Eintritt von Luft durch einen Raum zwischen der vorderen Endwand und der Lüfterabdeckung ein und ist auf dem Außenumfang des Kühlers und des Kondensators ausgebildet.
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Zum Beispiel bei einem Dieselfahrzeug mit Klimaanlage werden Ladeluftkühler, Kondensator und Wasserkühler bzw. Radiator unabhängig voneinander im Vorderbereich der Karosserie so montiert, dass sie hintereinander angeordnet vom Fahrtwind durchströmt bzw. zwangsweise durch einen Lüfter mit Kühlluft beaufschlagt werden, wobei die einzelnen Wärmetauscher etwa plattenförmig gestaltet sind. Die einzelnen Wärmetauscher führen eine Relativbewegung zueinander aus, wenn der gesamte Aufbau bei laufendem Motor Schwingungen und Erschütterungen ausgesetzt ist. Hinzu kommen unterschiedliche Fertigungstoleranzen der einzelnen Bandelemente sowie deren thermische Ausdehnung im Betrieb.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer solchen Anordnung von Wärmetauschern deren Leistung zu verbessern.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass eine berührungslose Labyrithdichtung zwischen den hintereinander angeordneten Wärmetauschern vorgesehen wird, die ein seitliches Entweichen der die Wärmetauscher durchströmenden Kühlluft weitgehend verhindert, eine Relativbewegung der Wärmetauscher aber zulässt. Hierdurch kann beispielsweise an einem Kondensator, dem ein Ladeluftkühler vorgeschaltet ist, eine Leistungssteigerung von etwa 3% erzielt werden, obwohl der Ladeluftkühler nur eine geringe Höhe im Verhältnis zum Kondensator hat.
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Vorzugsweise ist die ein seitliches Entweichen der Kühlluft verhindernde Einrichtung als separates Bauteil ausgebildet, das weitere Funktionen erfüllt, indem es als Verbindungselement und/oder Halteelement für weitere Bauteile dient.
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Die Erfindung wird beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
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1 schematisch in einer perspektivischen Ansicht einen Ladeluftkühler vor einem Kondensator einer Klimaanlage, hinter dem der Radiator angeordnet ist,
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2 eine Ansicht einer anderen Ausführungsform,
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3 eine Draufsicht auf die Anordnung nach 1 oder 2,
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4 eine Darstellung des die Dichtungseinrichtung aufweisenden Bauteils,
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5 Querschnittsansichten von verschiedenen Ausführungsformen der Dichtungseinrichtung, und
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6 in einer Querschnittsansicht schematisch eine weitere Ausführungsform der Dichtungseinrichtung.
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1 zeigt einen Ladeluftkühler 1, wie er bei Fahrzeugen mit Lademotoren verwendet wird, der in Strömungsrichtung der Kühlluft (Pfeil in 1) vor einem Kondensator 2 angeordnet ist, wobei hinter dem Kondensator 2 ein Radiator bzw. Wasserkühler 3 positioniert ist. Radiator 3 und Kondensator 2 haben eine etwa plattenförmige Gestalt mit annähernd gleicher Breiten- und Höhenabmessung, während der Ladeluftkühler 1 etwa die gleiche Breitenabmessung, aber eine geringere Höhenabmessung hat. Zur Luftführung werden üblicherweise über und unter dieser Wärmetauscheranordnung nicht dargestellte Luftführungswände vorgesehen. Von diesen Wärmetauschern 1, 2 und 3 ist nur der Radiator 3 am Fahrzeugaufbau fest montiert, während die Wärmetauscher 1 und 2 durch die Anschlussleitungen und gesonderte Bauteile in ihrer Position gehalten werden. Auf den beiden Seiten des Ladeluftkühlers 1 sind Luftanschlussstutzen 1a vorhanden (3), an die Luftleitungen angeschlossen sind, durch die der Ladeluftkühler 1 mit dem Motor verbunden ist, sodass Schwingungen des Motors auf den Ladeluftkühler 1 übertragen werden, auch wenn schwingungsdämpfende Abschnitte in den Luftleitungen vorgesehen sind. Da nur der Radiator 3 im Wesentlichen mit der Karosserie bzw. einem Rahmenaufbau der Karosserie verbunden ist, treten vor allem zwischen Ladeluft kühler 1 und Kondensator 2 Relativbewegungen auf.
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Mit 4 ist eine Dichtungseinrichtung in 1 bezeichnet, die seitlich am Kondensator 2 beispielsweise durch eine Clip- oder Rastverbindung befestigt wird und Lamellen 4a aufweist, die den seitlichen Luftspalt S (1) zwischen Ladeluftkühler 1 und Kondensator 2 weitgehend abdecken bzw. verengen, sodass die durch den Ladeluftkühler 1 strömende Luft nur noch in sehr geringem Umfang seitlich entweichen kann.
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3 zeigt einen Flansch 1b zwischen Ladeluftkühler 1 und Luftanschlussstutzen 1a, der, wie 5a und 5b zeigen, unterschiedliche Querschnittsformen haben kann. Diesem Flansch liegen Lamellen 4a der Dichtungseinrichtung 4 in einem geringen Abstand gegenüber, sodass sich eine Labyrinthdichtung an den beiden Seiten zwischen Ladeluftkühler 1 und Kondensator 2 in Verbindung mit dem Flansch 1b ergibt.
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Bei der Ausführungsform nach 5a liegen dem Flansch 1b zwei kürzere Lamellen 4a1 gegenüber, wobei seitlich davon eine längere Lamelle 4a2 vorsteht, die den Luftspalt S zwischen den kürzeren Lamellen 4a1 und dem Flansch 1b abdeckt. Dadurch, dass die längere Lamelle 4a2 seitlich in einem Abstand vom Flansch 1b angeordnet ist, kann sich der Ladeluftkühler 1 mit Flansch 1b seitlich frei bewegen, wie durch einen Doppelpfeil angedeutet ist.
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Bei der Ausführungsform nach 5b sind auf beiden Seiten eines im Querschnitt abgestuften Flansches 1b' in einem seitlichen Abstand zwei längere Lamellen 4a2 ausgebildet, zwischen denen drei kürzere Lamellen 4a1 ausgebildet sind.
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Bei der Ausführungsform nach 5c liegen dem Flansch 1b' mehrere unterschiedlich lange Lamellen 4a gegenüber, die den Luftspalt zwischen Ladeluftkühler 1 und Kondensator 2 verengen und ein seitliches Austreten von Kühlluft weitgehend verhindern.
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4 zeigt schematisch ein Bauteil 40, das aus stabilem Kunststoffbeispielsweise durch Spritzgießen gefertigt sein kann, wobei die Dichtungseinrichtung 4 am unteren Abschnitt ausgebildet und schematisch durch zwei Lamellen 4a wiedergegeben ist. Das Bauteil 40 erstreckt sich im Wesentlichen über die Höhe des Kondensators 2, wie 2 zeigt, wobei die Clip- oder Rastverbindung zwischen Kondensator 2 und Bauteil 40 im Einzelnen nicht dargestellt ist.
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Da der Radiator 3 am Fahrzeugaufbau fest montiert ist, wird er als Träger für den Kondensator 2 verwendet, wobei das Bauteil 40 als Verbindungselement zwischen Kondensator 2 und Radiator 3 dient.
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Am Bauteil 40 ragen seitlich zwei Bügel 41 ab, die mit entsprechenden Vorsprüngen 3a (3) am Radiator 3 in Eingriff treten. Hierdurch wird der Kondensator 2 über das Bauteil 40 mit dem Radiator 3 verbunden und von diesem getragen.
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Weiterhin sind an dem Bauteil 40 Klemmelemente 42 oder dergleichen Halteelemente angeformt, die zur Halterung von nicht dargestellten Kühlmittelleitungen oder anderen Leitungen bzw. Elementen des Aufbaus dienen.
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Die Verbindung zwischen Kondensator 2 und Radiator 3 über das Bauteil 40 wird lösbar ausgebildet, sodass an den einzelnen Bauteilen unabhängige Wartungs- und Reparaturarbeiten ausgeführt werden können. Die Verbindungseinrichtung zwischen Bauteil 40 und Radiator 3 kann auch in anderer Weise gestaltet sein als mit Bügel 41 am Vorsprung 3a.
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Während bei der beschriebenen Ausführungsform die Geometrie des Ladeluftkühlers 1 (Flansch 1b) für die Ausgestaltung der Labyrinthdichtung mit einbezogen wird, ist es auch möglich, am Ladeluftkühler 1 ein Dichtungselement vorzusehen, das mit dem am Kondensator 2 angebrachten Dichtungselement zusammenwirkt. Bei einer solchen Ausgestaltung kann die Labyrinthdichtung frei gestaltet werden, sodass einerseits der Durchtritt von Luft erschwert, andererseits aber eine Relativbewegung zwischen den beiden Dichtungselementen möglich ist.
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Bei einer solchen Ausgestaltung können die beiden Dichtungselemente sich im Wesentlichen nur über die Höhe des Ladeluftkühlers 1 erstrecken. Nach einer anderen Abwandlungsform kann dem Bauteil 40 mit dem Dichtungsabschnitt 4 ein am Ladeluftkühler 1 angebrachtes Dichtungselement anstelle des Flansches 1b gegenüberliegen.
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Das Bauteil 40, kann im Querschnitt beispielsweise U-förmig gestaltet sein, sodass es am Kondensator 2 seitlich aufgesteckt werden kann, wobei durch die Anformung von Rasten eine zuverlässige Befestigung am Kondensator 2 gewährleistet wird.
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6 zeigt eine Bauform, bei der an dem im Querschnitt U-förmigen Bauteil 40 eine Leiste 43 angeformt ist, durch die der Luftspalt zwischen Kondensator 2 und Radiator 3 seitlich abgedeckt wird, sodass auch in diesem Bereich ein seitliches Entweichen von Kühlluft unterbunden wird.
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Die beschriebene Dichtungseinrichtung kann auch bei einer anderen Wärmetauscheranordnung vorgesehen werden, um die Leistung der Wärmetauscher zu verbessern. Dabei kann sich die Dichtungseinrichtung auch über einen größeren Abschnitt des Umfangs der Wärmetauscher erstrecken. Bei der Ausführungsform nach 1 kann sich beispielsweise die Dichtungseinrichtung auch längs der Unterseite zwischen Ladeluftkühler 1 und Kondensator 2 erstrecken, wobei die Dichtungslamellen horizontal, also senkrecht zu den Lamellen 4a, verlaufen, sodass eine seitliche Relativbewegung längs der Lamellen möglich ist.
