DE102008009523A1 - Device for the convective cooling of a drive train component of a motor vehicle - Google Patents

Device for the convective cooling of a drive train component of a motor vehicle Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (15) zur konvektiven Kühlung einer Antriebsstrang-Komponente (1) eines Kraftfahrzeuges, wobei die Antriebsstrang-Komponente im Bereich des Unterbodens des Fahrzeuges angeordnet ist und die Vorrichtung beim fahrenden Fahrzeug eine Unterboden-Luftströmung um die Antriebsstrang-Komponente umlenkt. Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung direkt an der Antriebsstrang-Komponente befestigt ist. Eine solche Vorrichtung ist einfach und kostengünstig herstellbar, kann mit geringem Gewicht ausgebildet werden und ist einfach zu montieren.The invention relates to a device (15) for the convective cooling of a drive train component (1) of a motor vehicle, wherein the drive train component is arranged in the region of the underbody of the vehicle and the device deflects an underbody air flow around the drive train component while the vehicle is moving , According to the invention, it is proposed that the device is fastened directly to the drive train component. Such a device is simple and inexpensive to produce, can be formed with low weight and is easy to assemble.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur konvektiven Kühlung einer Antriebsstrang-Komponente eines Kraftfahrzeuges, wobei die Antriebsstrang-Komponente im Bereich des Unterbodens des Fahrzeuges angeordnet ist und die Vorrichtung beim fahrenden Fahrzeug eine Unterboden-Luftströmung um die Antriebsstrang-Komponente umlenkt.The The invention relates to a device for convective cooling a powertrain component of a motor vehicle, wherein the Powertrain component in the area of the underbody of the vehicle is arranged and the device while the vehicle is moving Underbody airflow around the powertrain component deflects.

Eine Vorrichtung der genannten Art ist aus der JP 10110812 A bekannt. Das dort beschriebene Fahrzeug weist eine Antriebsstrang-Komponente auf, die als Hinterachsdifferenzial ausgebildet ist. In Fahrtrichtung hinter dem Hinterachsdifferenzial ist zwischen diesem und einem Ersatzrad die als Platte ausgebildete Vorrichtung angeordnet. Die Platte ist senkrecht zum Unterboden, quer zur Fahrtrichtung angeordnet und im Bereich ihres oberen Endes mit dem Unterboden verbunden. Durch die Platte wird die Unterboden-Luftströmung vor der Platte gestaut und um diese umgelenkt. Hierbei wird die Unterboden-Luftströmung auch um das Hinterachsdifferenzial gelenkt, womit dieses konvektiv gekühlt wird.A device of the type mentioned is known from JP 10110812 A known. The vehicle described there has a drive train component which is designed as a rear differential. In the direction of travel behind the rear differential between the latter and a spare wheel designed as a plate device is arranged. The plate is perpendicular to the subfloor, arranged transversely to the direction of travel and connected in the region of its upper end to the subfloor. Through the plate, the underbody air flow is stowed in front of the plate and deflected around it. In this case, the underbody air flow is also directed around the rear differential, whereby this convection is cooled.

Weitere Vorrichtungen zum Kühlen eines Getriebeteils, insbesondere eines Hinterachsdifferenzials, sind aus der DE 103 14 356 A1 , DE 103 59 009 A1 und DE 38 04 795 A1 bekannt.Other devices for cooling a transmission part, in particular a Hinterachsdifferenzials are from the DE 103 14 356 A1 . DE 103 59 009 A1 and DE 38 04 795 A1 known.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass sie einfach und kostengünstig herstellbar ist, mit geringem Gewicht ausgebildet werden kann und einfach zu montieren ist.It Object of the present invention, a device of the initially so-called type so that they are simple and inexpensive can be produced, can be formed with low weight and easy to assemble.

Gelöst wird die Aufgabe bei der Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch, dass die Vorrichtung direkt an der Antriebsstrang-Komponente befestigt ist.Solved The object is in the device of the type mentioned in that the device is attached directly to the driveline component is.

Gemäß der Erfindung ist es somit nicht erforderlich, die Vorrichtung am Unterboden des Fahrzeuges zu befestigen. Die Vorrichtung kann vielmehr an einer geeigneten Stelle der Antriebsstrang-Komponente befestigt werden, insbesondere unter dem Aspekt einer optimalen Anströmung der Vorrichtung und damit optimalen konvektiven Kühlung der Antriebsstrang-Komponente. Dadurch, dass die Vorrichtung direkt an der Antriebsstrang-Komponente befestigt ist, kann die bauliche Gestaltung der Vorrichtung im Wesentlichen unter dem Aspekt ihrer Funktion, nämlich der Umleitung der Unterboden-Luftströmung um die Antriebsstrang-Komponente erfolgen. Es ist nur erforderlich, die Vorrichtung mit denjenigen Bestandteilen zu versehen, die dem Befestigen der Vorrichtung an der Antriebsstrang-Komponente dienen. Solches ermöglicht, die Vorrichtung einfach und kostengünstig herzustellen, bei geringem Gewicht. Dadurch, dass die Vorrichtung direkt an der Antriebsstrang-Komponente befestigbar ist, kann sie einfach montiert werden.According to the The invention thus does not require the device on the underbody to fix the vehicle. The device can rather at a appropriate location of the powertrain component are attached especially under the aspect of an optimal flow the device and thus optimal convective cooling the powertrain component. By doing that the device directly attached to the powertrain component, the structural Design of the device essentially in terms of its function, namely the diversion of the underbody air flow take place around the powertrain component. It is only necessary To provide the device with those components that the Attach the device to the powertrain component. This allows the device to be simple and inexpensive produce, with low weight. By doing that, the device it can be attached directly to the powertrain component easy to be mounted.

Bei der Antriebsstrang-Komponente handelt es sich vorzugsweise um ein Getriebeteil des Kraftfahrzeuges, insbesondere ein Hinterachsdifferenzial. Dieses ist in aller Regel als nach außen gewölbter Körper ausgebildet, wobei zwei Gehäuseteile des Hinterachsdifferenzials dessen äußere Form bilden. Die Form der Vorrichtung ist vorzugsweise der Form der Antriebsstrang-Komponente, insbesondere des Hinterachsdifferenzials angepasst, derart, dass zwischen der Vorrichtung und der Antriebsstrang-Komponente ein Spalt zum Durchströmen von Luft gebildet ist.at the powertrain component is preferably a Transmission part of the motor vehicle, in particular a rear differential. This is usually as outwardly arched body formed, wherein two housing parts of the rear differential form its outer shape. The shape of the device is preferably in the form of the powertrain component, in particular the rear differential, such that between the Device and the powertrain component a gap for flowing through formed by air.

Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Vorrichtung als Strömungskörper, insbesondere als dünnwandiger Formkörper ausgebildet ist. Die Gestaltung der Vorrichtung als Stromkörper ermöglicht ein besonders günstiges Umlenken der Unterboden-Luftströmung um die Antriebsstrang-Komponente. Unter einen dünnwandigen Formkörper wird in diesem Zusammenhang ein solcher Körper verstanden, der einen geringen Strömungswiderstand besitzt und geeignet ist, die Luftströmung umzulenken und hierbei über eine ausreichende Festigkeit verfügt.When It is particularly advantageous if the device as Flow body, in particular as a thin-walled Shaped body is formed. The design of the device as a current body allows a particularly favorable Redirecting the underbody airflow around the powertrain component. Under a thin-walled shaped body is in this Context such a body understood that a small Has flow resistance and is suitable for the air flow to redirect and this over a sufficient strength features.

Gemäß einer bevorzugten konkreten Gestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass der Strömungskörper schalenartig ausgebildet und zwischen einem schalenartigen Bereich des Strömungskörpers und der Antriebsstrang-Komponente der Spalt zum Durchströmen der Luft gebildet ist. Der Spalt ist insbesondere zwischen dem schalenartigen Bereich des Strömungskörpers und einem nach außen gewölbten Gehäuseteil der Antriebsstrang-Komponente gebildet.According to one preferred concrete design of the device is provided that the flow body formed like a shell and between a shell-like region of the flow body and the powertrain component of the gap for flowing through the air is formed. The gap is in particular between the shell-like Area of the flow body and one outward curved housing part of the drive train component educated.

Der Strömungskörper ist bevorzugt derart angeordnet, dass die Unterboden-Luftströmung im Wesentlichen parallel zum Unterboden in den Spalt eintritt und in Richtung des Unterbodens aus dem Spalt austritt. Durch diese Führung der Luftströmung durch den Strömungskörper ist sichergestellt, dass diese über eine relativ lange Strecke entlang der Antriebsstrang-Komponente strömt.Of the Flow body is preferably arranged such that the underbody airflow is essentially parallel to the subsoil enters the gap and towards the subfloor emerges from the gap. Through this guide the air flow through the flow body is ensured that these over a relatively long distance along the powertrain component flows.

Die Vorrichtung ist insbesondere mit der Antriebsstrang-Komponente verschraubt. Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn Befestigungsmittel zum Befestigen der Vorrichtung an der Antriebsstrang-Komponente auch dem Verbinden von Gehäuseteilen der Antriebsstrang-Komponente dienen. Demzufolge kann unmittelbar bei der Montage der Antriebsstrang-Komponente, insbesondere des Hinterachsdifferenzials, konkret dem Verbinden der Gehäuseteile des Hinterachsdifferenzials, die erfindungsgemäße Vorrichtung mitmontiert werden.The Device is bolted in particular to the drive train component. It is considered advantageous when fastening means for fastening the device to the drive train component and the connecting Serve of housing parts of the powertrain component. As a result, can be done immediately during assembly of the powertrain component, in particular the rear axle differential, specifically the connecting the housing parts of the rear differential, the invention Device mitmontiert be.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es, im Bereich der Antriebsstrang-Komponente, insbesondere des Hinterachsdifferenzials, kalte Umgebungsluft aus der Unterboden-Strömung zu den heißen Bereichen des Differenzialgetriebes zu leiten. Durch Steigerung des Wärmeübergangskoeffizienten sowie durch Senkung der Umgebungstemperatur wird die konvektive Wärmeabfuhr aus dem Getriebe erhöht und damit die Getriebetemperatur unter dem zulässigen Grenzwert gehalten.The Device according to the invention allows it, in the field of the drive train component, in particular the rear axle differential, cold ambient air from the underbody flow to the hot To guide areas of the differential gear. By increase the heat transfer coefficient and by lowering the ambient temperature becomes the convective heat dissipation increased from the transmission and thus the transmission temperature kept below the permissible limit.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung und der Zeichnung selbst.Further Features of the invention will become apparent from the dependent claims, the following description of the drawing and the drawing itself.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung erläutert und in der nachfolgenden Beschreibung näher beschrieben. Es zeigt:One preferred embodiment of the invention is in the Drawing explained and in the following description described in more detail. It shows:

1 eine Seitenansicht eines Hinterachsdifferenzials mit an diesem befestigter Vorrichtung, horizontal, quer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs gesehen, 1 a side view of a rear differential with attached to this device, horizontal, seen transversely to the direction of travel of the motor vehicle,

2 eine räumliche Ansicht der in 1 gezeigten Teile, schräg von hinten gesehen, 2 a spatial view of the in 1 shown parts, seen obliquely from behind,

3 einen Schnitt gemäß der Linie III-III in 2. 3 a section along the line III-III in 2 ,

Die in den 1 und 2 nur sehr einfach dargestellte Antriebsstrang-Komponente des Kraftfahrzeugs, bei der es sich um ein Hinterachsdifferenzial 1 handelt, weist ein, bezogen auf die normale Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs hinteres Gehäuseteil 2 und ein vorderes Gehäuseteil 3 auf. Die Trennebene der beiden Gehäuseteile 2 und 3, die im wesentlichen senkrecht und quer zur Fahrtrichtung verläuft, ist mit der Bezugsziffer 4 bezeichnet. Das Gehäuseteil 3 nimmt auf seiner dem Gehäuseteil 2 abgewandten Seite eine Eingangswelle 5 des Hinterachsdifferenzials 1 auf. Beidseitig ist das Hinterachsdifferenzial 1 im Bereich der Trennebene 4 mit Öffnungen 6 versehen, durch die nicht gezeigte Abtriebswellen des Hinterachsdifferenzials 1 steckbar sind. Verbunden werden die beiden Gehäuseteile 2 und 3 mittels acht Schrauben. Benachbart der beiden Öffnungen 6 sind vier Schrauben 7 vorgesehen, die Durchgangsbohrungen in Ansätzen 8 des hinteren Gehäuseteils 2 durchsetzen und in Gewindebohrungen eingeschraubt sind, die in Ansätze 9 des vorderen Gehäuseteils 3 eingebracht sind. Im oberen und unteren Bereich des Hinterachsdifferenzials 1 sind vier weitere Schrauben 10 zum Verbinden der beiden Gehäuseteile 2 und 3 vorgesehen. Die jeweilige Schraube 10 durchsetzt eine Durchgangsbohrung 11 in einem Ansatz 12 des hinteren Gehäuseteils 2 und ist in eine Gewindebohrung 13 eines Ansatzes 14 des vorderen Gehäuseteils 3 eingeschraubt.The in the 1 and 2 only very simply illustrated drive train component of the motor vehicle, which is a rear differential 1 acts, has, with respect to the normal direction of travel of the motor vehicle rear housing part 2 and a front housing part 3 on. The parting plane of the two housing parts 2 and 3 which is substantially perpendicular and transverse to the direction of travel is indicated by the reference numeral 4 designated. The housing part 3 takes on his the housing part 2 opposite side of an input shaft 5 of the rear axle differential 1 on. On both sides is the rear axle differential 1 in the area of the parting plane 4 with openings 6 provided by the output shafts, not shown, of the rear differential 1 are pluggable. The two housing parts are connected 2 and 3 by means of eight screws. Adjacent to the two openings 6 are four screws 7 provided, the through holes in lugs 8th of the rear housing part 2 enforce and are screwed into threaded holes in the approaches 9 of the front housing part 3 are introduced. In the upper and lower part of the rear differential 1 are four more screws 10 for connecting the two housing parts 2 and 3 intended. The respective screw 10 passes through a through hole 11 in one approach 12 of the rear housing part 2 and is in a threaded hole 13 an approach 14 of the front housing part 3 screwed.

Während die beiden oberen Schrauben 10 ausschließlich der Verbindung der beiden Gehäuseteile 2 und 3 im oberen Bereich des Hinterachsdifferenzials 1 dienen, kommt den beiden unteren Schrauben 10 zusätzlich die Aufgabe zu, die erfindungsgemäße Vorrichtung zur konvektiven Kühlung des Hinterachsdifferenzials 1, wobei die Vorrichtung als Strömungskörper 15 ausgebildet ist, direkt am Hinterachsdifferenzial 1, konkret dem hinteren Gehäuseteil 2 zu befestigen.While the two top screws 10 excluding the connection of the two housing parts 2 and 3 in the upper part of the rear axle differential 1 serve, comes the two lower screws 10 additionally the task to, the inventive device for convective cooling of the rear differential 1 , wherein the device as a flow body 15 is formed, directly on the rear differential 1 , specifically the rear housing part 2 to fix.

Der Strömungskörper 15 ist schalenartig ausgebildet und zwischen dem schalenartigen Bereich 16 des Strömungskörpers 15 und der Unterseite des Hinterachsdifferenzials 1 ein Spalt 17 zum Durchströmen von Luft gebildet ist. In der 1 ist mittels jeweils zweier Pfeile der Lufteintritt in den Spalt und der Luftaustritt aus dem Spalt veranschaulicht. Der Spalt 17 verjüngt sich zum Austritt hin, so dass die Luft beschleunigt durch den Spalt 17 strömt. Kalte Umgebungsluft aus der Unterboden-Strömung, wobei die Strömungsrichtung der Unterbodenströmung durch die beiden die Einströmung repräsentierenden Pfeile gemäß 1 veranschaulicht ist, wird so in den Spalt 17 geleitet, infolgedessen zu den heißen Bereich des Hinterachsdifferenzials 1. Durch Steigerung des Wärmeübergangskoeffizienten sowie durch Senkung der Umgebungstemperatur wird die konvektive Wärmeabfuhr aus dem Getriebe erhöht und damit die Getriebetemperatur unter dem zulässigen Wert gehalten.The flow body 15 is cup-shaped and between the shell-like area 16 of the flow body 15 and the bottom of the rear axle differential 1 A gap 17 is formed for the passage of air. In the 1 is illustrated by means of two arrows each of the air inlet into the gap and the air outlet from the gap. The gap 17 tapers towards the outlet, allowing the air to accelerate through the gap 17 flows. Cold ambient air from the underbody flow, wherein the flow direction of the underbody flow through the two arrows representing the inflow according to 1 is illustrated, so in the gap 17 as a result, to the hot area of the rear axle differential 1 , By increasing the heat transfer coefficient as well as lowering the ambient temperature, the convective heat dissipation from the transmission is increased and thus the transmission temperature is kept below the permissible value.

Der Strömungskörper 15 lenkt somit, wie der Darstellung der 1 zu entnehmen ist, beim fahrenden Fahrzeug die Unterboden-Luftströmung gemäß der beiden links dargestellten Pfeile um das Hinterachsdifferenzial 9 in dessen unteren Bereich, wobei die Unterboden-Luftströmung im wesentlichen parallel zum Unterboden in den Spalt 17 eintritt und in Richtung des Unterbodens aus dem Spalt 17 austritt, wie es durch die in 1 rechts dargestellten beiden Pfeilen veranschaulicht ist.The flow body 15 Directs thus how the representation of the 1 it can be seen, the moving vehicle, the underbody air flow according to the two arrows shown on the left around the rear differential 9 in the lower region, wherein the underbody airflow is substantially parallel to the underbody in the gap 17 enters and in the direction of the subsoil from the gap 17 as it passes through the in 1 illustrated on the right two arrows.

3 ist die konkrete Befestigung des Strömungskörpers 15 am hinteren Getriebeteil 2 zu entnehmen. Der Strömungskörper 15 weist zwei topfförmige Einbuchtungen 18 auf, deren Boden mit einem Durchgangsloch zum Durchstecken des Schraubenschafts 19 versehen ist. Mittels der beiden unteren Schrauben 10 werden der Strömungskörper 15 und die Gehäuseteile 2 und 3 miteinander verschraubt. 3 is the concrete attachment of the flow body 15 on the rear gear part 2 refer to. The flow body 15 has two cup-shaped indentations 18 on whose bottom with a through hole for the passage of the screw shaft 19 is provided. By means of the two lower screws 10 become the flow body 15 and the housing parts 2 and 3 screwed together.

11
Hinterachsdifferenzialrear axle
22
hinteres Gehäuseteilrear housing part
33
vorderes Gehäuseteilfront housing part
44
Trennebeneparting plane
55
Eingangswelleinput shaft
66
Öffnungopening
77
Schraubescrew
88th
Ansatzapproach
99
Ansatzapproach
1010
Schraubescrew
1111
DurchgangsbohrungThrough Hole
1212
Ansatzapproach
1313
Gewindebohrungthreaded hole
1414
Ansatzapproach
1515
Strömungskörperflow body
1616
schalenartiger Bereichshell-like Area
1717
Spaltgap
1818
Einbuchtungindentation
1919
Schraubenschaftscrew shaft

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (8)

Vorrichtung zur konvektiven Kühlung einer Antriebsstrang-Komponente (1) eines Kraftfahrzeuges, wobei die Antriebsstrang-Komponente (1) im Bereich des Unterbodens des Fahrzeuges angeordnet ist und die Vorrichtung beim fahrenden Fahrzeug eine Unterboden-Luftströmung um die Antriebsstrang-Komponente umlenkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (15) direkt an der Antriebsstrang-Komponente (1) befestigt ist.Device for the convective cooling of a drive train component ( 1 ) of a motor vehicle, wherein the drive train component ( 1 ) is arranged in the region of the lower floor of the vehicle and the device deflects an underfloor air flow around the drive train component when the vehicle is moving, characterized in that the device ( 15 ) directly on the powertrain component ( 1 ) is attached. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsstrang-Komponente ein Getriebeteil des Kraftfahrzeuges, insbesondere ein Hinterachsdifferenzial (1) ist.Device according to Claim 1, characterized in that the drive-train component is a transmission part of the motor vehicle, in particular a rear-axle differential ( 1 ). Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als Strömungskörper (15), insbesondere als dünnwandiger Formkörper ausgebildet ist.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the device as a flow body ( 15 ), in particular as a thin-walled molded body is formed. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskörper (15) schalenartig ausgebildet ist und zwischen einem schalenartigen Bereich (16) des Strömungskörpers (15) und der Antriebsstrang-Komponente (1) ein Spalt (17) zum Durchströmen von Luft gebildet ist.Device according to claim 3, characterized in that the flow body ( 15 ) is cup-shaped and between a shell-like area ( 16 ) of the flow body ( 15 ) and the powertrain component ( 1 ) A gap ( 17 ) is formed for the passage of air. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (17) zwischen dem schalenartigen Bereich (16) des Strömungskörpers (15) und einem nach außen gewölbten Gehäuseteil (2, 3) der Antriebsstrang-Komponente (1) gebildet ist.Device according to claim 4, characterized in that the gap ( 17 ) between the shell-like region ( 16 ) of the flow body ( 15 ) and an outwardly curved housing part ( 2 . 3 ) of the powertrain component ( 1 ) is formed. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskörper (15) derart angeordnet ist, dass die Unterboden-Luftströmung im Wesentlichen parallel zum Unterboden in den Spalt (17) eintritt und in Richtung des Unterbodens aus dem Spalt (17) austritt.Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the flow body ( 15 ) is arranged such that the underbody air flow substantially parallel to the subfloor in the gap ( 17 ) and in the direction of the subfloor from the gap ( 17 ) exit. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (15) mit der Antriebsstrang-Komponente (1) verschraubt ist.Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the device ( 15 ) with the powertrain component ( 1 ) is screwed. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Befestigungsmittel (10) zum Befestigen der Vorrichtung (15) an der Antriebsstrang-Komponente (1) dem Verbinden von Gehäuseteilen (2, 3) der Antriebsstrang-Komponente (1) dienen.Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that fastening means ( 10 ) for fixing the device ( 15 ) on the powertrain component ( 1 ) connecting housing parts ( 2 . 3 ) of the powertrain component ( 1 ) serve.
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