DE102009030571A1 - Kühlanordnung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Kühlanordnung für ein Kraftfahrzeug Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühlanordnung für ein Kraftfahrzeug mit zumindest einem von einem Kühl- oder Kältemedium durchströmbaren Wärmetauscher (42; 46), wobei der Wärmetauscher (42; 46) zumindest bereichsweise unterhalb eines Fahrzeugbodens (8) angeordnet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine vornehmlich als Klimamodul oder als Kühler, bzw. Kühlmodul ausgebildete Kühlanordnung für ein Kraftfahrzeug.
  • Antriebe für Kraftfahrzeuge, die beispielsweise als Brennkraftmaschine, als Verbrennungsmotor oder in Form von Brennstoffzellen ausgebildet sind, erzeugen im Betrieb Wärme, die zur Vermeidung einer übermäßigen Erhitzung des Antriebs aus dem Antriebs- oder Motorraum des Kraftfahrzeuges abzuführen ist. Ein mit dem Antrieb in thermischem Kontakt stehender Kühlkreislauf ermöglicht, die Abfuhr von erzeugter Wärme, indem ein Kühlmedium, wie etwa Wasser, antriebsseitig erwärmt und über einen Kühlkreislauf einem Wärmetauscher, wie bspw. einem Wasserkühler zugeführt wird. Der als Wärmetauscher fungierende Kühler ermöglicht eine Wärmeübertragung vom Kühlmedium auf die Umgebungsatmosphäre und somit eine Abfuhr erzeugter Wärme.
  • Des Weiteren sind moderne Kraftfahrzeuge nahezu serienmäßig mit Klimaanlagen oder Klimamodulen, wie etwa sogenannte Heiz-, Ventilations-Klimaanlagen Modulen oder sogenannten HVAC-Einheiten ausgestattet. Bei einer Klimaanlage oder einem Klimamodul befindet sich ein Kältemittel in einem Kühlkreislauf, welches an einem dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Verdampfer Wärme aufnimmt und zu einem außerhalb der Fahrgastzelle gelegenen Kondensator strömt, wobei es ggf. mit Unterstützung eines Kompressors unter Abgabe der im Innenraum aufgenommenen Wärme wieder komprimiert wird.
  • Unabhängig davon, ob eine Kühlanordnung zur Abfuhr von Wärme des Verbrennungsmotors oder zur Abfuhr von Wärme aus dem Innenraum der Fahrgastzelle ausgebildet ist, sind die als Kühler oder Kondensator ausgebildeten Wärmetauscher vornehmlich in Fahrtrichtung gesehen vor dem Motor des Kraftfahrzeuges angeordnet. Zwar kann auf diese Weise der bei einer Bewegung des Fahrzeugs entstehende und durch einen Kühlergrill hindurchströmende Fahrtwind bereits eine beachtliche Kühlleistung am Wärmetauscher erbringen, jedoch geht eine solche Anordnung auch mit Nachteilen einher.
  • Die Anordnung von Wärmetauschern, etwa Kondensatoren und/oder Wasserkühlern vor dem Fahrzeugantrieb bedingt nämlich eine dementsprechende Ausdehnung des Fahrzeuges in Längs- oder Fahrtrichtung. Für die Konstruktion möglichst kompakter und in Fahrzeuglängsrichtung vergleichsweise kurz ausgebildeter Fahrzeuge erweist sich diese herkömmliche Anordnung von Wärmetauschern und/oder Kühlmodulen und -Komponenten eines Kraftfahrzeugs nicht nur aus Platzgründen, sondern auch unter Berücksichtigung der Gewichtsverteilung des Fahrzeugs als nachteilig.
  • Eine in Fahrtrichtung gesehen vor dem Motor platzierte Kühlanordnung trägt zum sogenannten Front Overhang (FOH) bei. Der Schwerpunkt solcher Kühlanordnungen liegt folglich vor der Frontachse des Fahrzeuges.
  • Daneben ist die Anordnung von Kühlern und Kühlkomponenten im Frontbereich des Fahrzeugs dahingehend von Nachteil, als dass bereits bei Fahrzeugunfällen im unteren Geschwindigkeitsbereich teils erhebliche, die Funktionsweise der Kühlanordnung einschränkende Beschädigungen auftreten können.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Kühlanordnung für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, die eine insgesamt kürzere und kompaktere Bauweise des Fahrzeuges ermöglicht, die den Front Overhang reduziert und die Gewichtsverteilung des Fahrzeugs optimiert. Zudem soll die Kühlanordnung resistenter gegen etwa crash-induzierte Verformungen im Fahrzeugfrontbereich sein.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird mittels einer Kühlanordnung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 sowie mit Hilfe eines Kraftfahrzeugs gemäß Patentanspruch 13 gelöst. Einzelne vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweils zugehörigen Patentansprüchen angegeben.
  • Die erfindungsgemäße Kühlanordnung eines Kraftfahrzeuges weist zumindest einen von einem Kühl- oder Kältemedium durchströmbaren Wärmetauscher auf. Dieser ist erfindungsgemäß zumindest bereichsweise unterhalb eines Fahrzeugbodens angeordnet. Insoweit stellt die Erfindung eine Verlagerung einzelner und/oder sämtlicher Komponenten einer Kühlanordnung von der Fahrzeugfront zur Unterseite des Fahrzeuges zur Verfügung.
  • Dabei können sämtliche Komponenten einer Kühlanordnung, zumindest aber ihr Wärmetauscher partiell unterhalb des Fahrzeugbodens, etwa an der Unterseite eines Bodenblechs eines Fahrzeugs angeordnet werden. Durch diese Bauteilverlagerung vom Front- in den Unterbodenbereich des Kraftfahrzeugs kann die Gesamtfahrzeuglänge nahezu ohne Beeinträchtigung der Kühlfunktion in vorteilhafter Weise reduziert werden.
  • Durch die erfindungsgemäße Verlagerung verändert sich zudem der Schwerpunkt des Kraftfahrzeuges. Da die Kühlanordnung erfindungsgemäß nicht mehr vor einem Verbrennungsmotor und somit vor der Fahrzeugachse, sondern unterhalb des Fahrzeugbodens angeordnet ist, verlagert sich der Schwerpunkt des Fahrzeuges, zumindest was die Kühlanordnung betrifft, sowohl nach hinten als auch nach unten. Der sogenannte Front Overhang kann somit in vorteilhafter Weise reduziert werden.
  • Durch die erfindungsgemäße Verlagerung einer Kühlanordnung kann zudem erreicht werden, dass die Kühlanordnung trotz eventueller Beschädigungen des Fahrzeuges im Frontbereich voll funktionsfähig bleibt. Dies kann zu einer Verbesserung des Fahrzeugs hinsichtlich seiner Versicherungsklasseneinstufung führen. Auch kann die erfindungsgemäße Verlagerung einer Kühlanordnung von der Fahrzeugfrontpartie in die Bodenstruktur des Fahrzeugs mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich des Fußgängerschutzes einhergehen.
  • Nach einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der zumindest eine Wärmetauscher am Fahrzeugboden angeordnet und daran befestigt ist. Bei dieser Ausgestaltung ist vorzugsweise der gesamte Wärmetauscher unterhalb des Fahrzeugbodens angeordnet. Er kann dabei unmittelbar oder mittelbar, so etwa mittels geeigneter Befestigungsmittel an der Unterseite des Fahrzeugbodens befestigt sein.
  • Es ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ferner vorgesehen, dass der zumindest eine Wärmetauscher in Fahrzeugquerrichtung gesehen, in einer zwischen einem Tunnelprofil und einem Seitenrahmen oder Vorderrahmen des Kraftfahrzeugs gebildeten Vertiefung in Endmontageposition zu liegen kommt. Auf diese Art und Weise kann eine womöglich ohnehin am Unterboden vorhandene, nach oben, zum Fahrzeuginnenraum hin gerichtete Vertiefung als Aufnahme für den Wärmetauscher dienen. Auch kann der Wärmetauscher dabei nahezu flächenbündig in eine Unterbodenstruktur eines Kraftfahrzeuges eingebettet werden.
  • Zudem hat die Anordnung des zumindest einen Wärmetauschers in einer an der Unterbodenstruktur des Fahrzeugs vorgesehenen Vertiefung den Vorteil, dass die umgebenden tragenden Strukturbauteile des Unterbodens, etwa das Tunnelprofil und/oder ein Längs- oder Vorderrahmen des Fahrzeugs einen Schutz vor Beschädigungen für den Wärmetauscher zur Verfügung stellen. So kann bereits durch die Anordnung des Wärmetauschers in einer Vertiefung einer Fahrzeugstrukturkomponente inhärent ein Schutz vor Beschädigungen für den Wärmetauscher geschaffen werden.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der zumindest eine Wärmetauscher an oder auf einem Trägermodul angeordnet ist. Das Trägermodul kommt dabei in Einbaulage am Kraftfahrzeug vorzugsweise unterhalb des Wärmetauschers zu liegen. Mittels des Trägermoduls wird eine mittelbare Befestigung des Wärmetauschers an der Unterseite des Fahrzeugbodens zur Verfügung gestellt. So ist insbesondere vorgesehen, zumindest den Wärmetauscher der Kühlanordnung am Trägermodul zu befestigen und das Trägermodul in einem separaten Arbeitsschritt wiederum am Fahrzeugboden anzuordnen. Auf diese Art und Weise wird der Wärmetauscher nicht unmittelbar, sondern mittelbar über das Trägermodul am Fahrzeugboden des Kraftfahrzeuges befestigt.
  • Ein Trägermodul, welches zumindest zur Aufnahme des Wärmetauschers ausgebildet ist, erweist sich auch hinsichtlich der Montage der Kühlanordnung am Kraftfahrzeug als vorteilhaft. Auf diese Art und Weise können beispielsweise von einem Automobilzulieferer vorkonfektionierte Kühlanordnungen, etwa in Form von Klima- oder Kühlmodulen hergestellt und an einen Automobilhersteller geliefert werden, welcher bei der Endmontage der Kühlanordnungen am Band lediglich jene mit Kühlkomponenten bestückten Trägermodule am Unterboden des Fahrzeugs zu befestigen hat.
  • Dadurch dass das Trägermodul mit Erreichen einer Endmontageposition am Kraftfahrzeug unterhalb des Wärmetauschers zu liegen kommt, stellt dieses zugleich eine Verkleidung für den Wärmetauscher und einen Schutz vor Beschädigungen des Wärmetauschers zur Verfügung. Das Trägermodul kann dabei in Leichtbauweise, etwa in Form eines Metallblechs, aber auch als Kunststoffmodul, vorzugsweise als Kunststoff-Spritzgussmodul gefertigt sein. Dabei ist insbesondere denkbar, dass das Trägermodul einen faserverstärkten Kunststoff aufweist und alternativ oder ergänzend mit einzelnen Verstärkungsrippen versehen ist, die dem Trägermodul eine geforderte Struktursteifigkeit verleihen.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Trägermodul an seiner Unterseite mehrere Belüftungsöffnungen auf. Die Belüftungsöffnungen können sich dabei entlang der Längserstreckung des am Trägermodul anzuordnenden Wärmetauschers erstrecken. Auch kann vorgesehen werden, mehrere im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende und in Fahrzeuglängsrichtung versetzt und beabstandet zueinander angeordnete Belüftungsöffnungen vorzusehen. Die einzelnen Belüftungsöffnungen können dabei schlitzartig ausgebildet sein und sich bspw. in Fahrzeugquerrichtung erstrecken.
  • Die Belüftungsöffnungen sind nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung lamellenartig ausgebildet. Die einzelnen Lamellen erstrecken sich dabei mit einem freien, die Belüftungsöffnungen begrenzenden oder daran angrenzenden Endabschnitt der Fahrtrichtung des Fahrzeugs abgewandt nach unten. Die Belüftungsöffnungen liegen folglich in einer entgegen der Fahrtrichtung gesehenen Hinterschneidung der nach unten ragenden, sich im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Lamellen.
  • Durch nach unten und nach hinten, das heißt der Fahrtrichtung entgegengesetzt ausgerichtete Lamellen kann im Betrieb des Fahrzeuges eine von innen nach außen gerichtete, infolge einer Sogwirkung entstehende Luftströmung erzeugt werden. So wird bei einem Umströmen von Unter- und Oberseite des Trägermoduls an der Lamellenunterseite aufgrund der durch die Lamellengeometrie bedingten erhöhten Strömungsgeschwindigkeit ein Unterdruck erzeugt, der dazu führt, dass die entlang der Oberseite des Trägermoduls entlangströmende Luft durch die an die Lamellen angrenzenden Belüftungsöffnungen nach außen gesogen wird.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass dem Wärmetauscher in Fahrtrichtung des Fahrzeuges gesehen nachgelagert ein Gebläse am Trägermodul angeordnet ist. Mittels eines solchen Gebläses kann bei Stillstand des Fahrzeuges eine ausreichende Luftzufuhr bzw. eine ausreichende Belüftung des Wärmetauschers zum Zwecke seiner Wärmeabfuhr ermöglicht werden. Das Gebläse ist dabei vorzugsweise als Radialgebläse ausgebildet. Es dient einem Ansaugen von Frischluft entgegen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs entlang der Längserstreckung des Wärmetauschers und/oder des Trägermoduls.
  • Durch die den Wärmetauscher nachgelagerte Anordnung des Gebläses hinter dem Wärmetauscher kann ferner erreicht werden, dass das Gebläse einem vom Fahrtwind abgezweigte Kühlluftstrom nicht im Weg steht oder jenen fahrtbedingten Kühlluftstrom etwa bereichsweise blockiert.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zur Befestigung des Wärmetauschers am Trägermodul zumindest ein Befestigungsmittel vorgesehen. Das Befestigungsmittel kann dabei beispielsweise als formschlüssiges Befestigungsmittel ausgebildet sein und eine Rastverbindung von Wärmetauscher und Trägermodul zur Verfügung stellen. Daneben kann vorgesehen werden, an dem als Kunststoffverkleidung ausgebildeten Trägermodul Metallblechhalterungen für einzelne Komponenten der Kühlanordnung, so etwa für den Wärmetauscher, vorzusehen, wobei die Halterungen selbst mittels formschlüssiger Rastelemente am Trägermodul befestigt und daran lagestabil gehalten werden können.
  • Solche Metallhalterungen können somit zur Aufnahme von Komponenten der Kühlanordnung dienen. Bevorzugt sind sie ferner als Befestigungsmittel zur Anbindung des mit Kühlkomponenten bestückten Trägermoduls an der Unterseite des Kraftfahrzeuges vorgesehen. Die Befestigungsmittel können insoweit zur Befestigung von Komponenten der Kühlanordnung am Trägermodul, aber auch zur Befestigung und lagestabilen Positionierung der auf diese Art und Weise vorkonfektionierten Kühlanordnung am Kraftfahrzeug universell Verwendung finden.
  • Neben einer reinen Befestigung können die Befestigungsmittel auch gleichzeitig eine schwingungs- oder geräuschdämpfende Funktion zur Verfügung stellen. Einzelne Befestigungsmittel können beispielsweise als elastische, vorzugsweise gummielastischer Puffer oder als ein in seiner Wirkungsweise vergleichbares Dämpfungselement ausgebildet sein. Hierdurch können Komponenten der Kühlanordnung zum Trägermodul, aber auch das Trägermodul selbst zum Kraftfahrzeug hin schwingungs- und/oder akustisch entkoppelt werden.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es von Vorteil, dass der Wärmetauscher zur Bildung eines sich in Längsrichtung entlang des Wärmetauschers erstreckenden Belüftungsspalts beabstandet zum Trägermodul an diesem angeordnet ist. Folglich können die Befestigungsmittel zur Anbindung des Wärmetauschers am Trägermodul gleichzeitig als Abstandshalter fungieren, sodass an der Unterseite des Wärmetauschers, zum Trägermodul hin, ein Belüftungsspalt entsteht, durch welchen Kühlluft strömen kann.
  • Auf diese Art und Weise kann ein verbesserter Wärmeabtransport vom Wärmetauscher und eine verbesserte thermische Kopplung des Wärmetauschers zur Umgebungsatmosphäre zur Verfügung gestellt werden.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Trägermodul vor einer Montage am Kraftfahrzeug, insbesondere am Kraftfahrzeugboden, zumindest mit dem Wärmetauscher und/oder dem Gebläse und/oder weiteren Kühlkomponenten, wie etwa Kühl- oder Kältemittelschläuchen sowie mit einem Kondensator und/oder einem Trockner eines Klimamoduls bestückt ist. Auf diese Art und Weise kann ein modularer Aufbau der Kühlanordnung geschaffen werden, sodass seitens eines Automobilherstellers zur Endmontage des Kraftfahrzeuges lediglich die das Trägermodul und diverse Kühlkomponenten umfassende Kühlanordnung als modulare Einheit am Unterboden des Kraftfahrzeuges zu befestigen ist.
  • Generell ist die Erfindung nicht auf bestimmte Kühlanordnungen eines Kraftfahrzeuges beschränkt. Es ist insbesondere im Sinne der Erfindung, dass der Wärmetauscher beispielsweise als Kondensator eines Klimamoduls oder als Wasserkühler eines Kühlermoduls des Kraftfahrzeuges ausgebildet ist. Insbesondere bei einer Ausgestaltung als Klimamodul kann die Kühlanordnung neben dem Kondensator ferner einen Kompressor sowie einen Trockner eines Klimamoduls umfassen, wobei sämtliche dieser Komponenten bei einer Endmontage am Kraftfahrzeug bereits vorkonfektioniert am Trägermodul befestigt sein können.
  • Daneben erweist es sich ferner als vorteilhaft, wenn auch die ein Kühl- oder Kältemedium führenden Zu- und Ableitungen der Kühlanordnung bereits vorkonfektioniert mit dem Wärmetauscher in Strömungsverbindung stehen und zusammen mit diesem am Trägermodul befestigt sind.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine als Klimamodul ausgebildete Kühlanordnung einen elektrisch betriebenen Kompressor aufweist. Hierdurch kann das Klimamodul bzw. die Kühlanordnung an nahezu beliebiger Stelle im Fahrzeug positioniert werden. Zum Antrieb des Kompressors ist folglich der Abgriff eines Drehmomentes von der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors nicht mehr erforderlich.
  • Nach einem weiteren unabhängigen Aspekt betrifft die Erfindung ferner ein Kraftfahrzeug, welches mit zumindest einer erfindungsgemäßen Kühlanordnung ausgestattet ist.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass jeweils ein Klimamodul und ein Kühlermodul, welche jeweils als erfindungsgemäße Kühlanordnung ausgebildet sein können, an in Fahrzeugquerrichtung gegenüberliegenden Seiten eines Tunnelprofils einer Fahrzeugunterbodenstruktur zwischen seitlichen Rahmenteilen und dem Tunnelprofil an der Unterseite des Kraftfahrzeuges angeordnet sind. Es erweist sich dabei von Vorteil, wenn das mit dem Verbrennungsmotor oder dem Antrieb des Kraftfahrzeugs in thermischem Kontakt stehende Kühlermodul an jener Seite des Tunnelprofils angeordnet ist, an welcher sich auch eine am Motor bzw. am Antrieb angeflanschte Wasserpumpe befindet. Die den Motor und das Kühlmodul miteinander thermisch verbindenden Kühlmittelschläuche können somit vollständig auf einer Seite des Tunnelprofils verlaufen.
  • Von Vorteil ist das Klimamodul an der anderen Seite des Tunnelprofils angeordnet. Die beiden Kühlanordnungen in Form eines Klima- und eines Kühlermoduls kommen somit einem linken als auch einem rechten Längsträger oder entsprechenden Bauteilen an der vorderen Rahmenstruktur unmittelbar benachbart zu liegen.
  • Weitere Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele dargestellt. Dabei bilden sämtliche im Text beschriebenen als auch in den Figuren bildlich wiedergegebenen Merkmale in jeglicher Kombination untereinander als auch in Alleinstellung den Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Es zeigen:
  • 1 einen mit der erfindungsgemäßen Kühlanordnung bestückten Unterboden eines Kraftfahrzeugs von unten gesehen,
  • 2 den Unterboden eines Kraftfahrzeugs in perspektivischer Darstellung schräg von unten,
  • 3 eine isolierte perspektivische Darstellung einer als Klimamodul ausgebildeten Kühlanordnung,
  • 4 eine perspektivische und isolierte Darstellung einer als Kühlermodul ausgebildeten Kühlanordnung,
  • 5 einen Längsquerschnitt durch die Kühlanordnung mit abschnittsweise vergrößert dargestellten Kühllamellen,
  • 6 eine perspektivische ausschnittsweise Darstellung einer Fahrzeugstirnwand und
  • 7 eine vergrößerte und geringfügig gedrehte Darstellung der Stirnwand gemäß 6.
  • In den 1 und 2 ist eine Unterbodenanordnung 10 eines Kraftfahrzeuges in unterschiedlichen perspektivischen Ansichten dargestellt. Die Unterbodenanordnung 10 weist zwei Kühlanordnungen oder Kühlmodule 12, 14 auf, die jeweils in einem als Vertiefung ausgebildeten Zwischenraum zwischen einem mittig in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Tunnelprofil 32 und seitlichen Längsträgern 16, 18 der Fahrzeugunterbodenstruktur oder des vorderen Fahrzeugrahmens angeordnet sind.
  • Ein Bodenblech 8 geht in der Darstellung gemäß 1 nach links in eine Stirnwand 36 über, die eine hermetische Trennung zwischen Fahrgastzelle und Motorraum des Kraftfahrzeuges zur Verfügung stellt. Ferner ist in
  • 1 am linken, d. h. in Fahrtrichtung 2 vorn liegenden Abschnitt der Unterbodenanordnung 10 ein Lenkgestänge 20 angedeutet.
  • In 1 sind die den beiden als Kühlermodul 12 und als Klimamodul 14 ausgebildeten Kühlanordnungen jeweils zugeordneten Wärmetauscher 42, 46 unmittelbar dargestellt. Dabei weist das Klimamodul 14 einen Kondensator 42 als auch einen Trockner 43 sowie einen dem Kondensator 42 vorgelagerten Kompressor 22 auf. Der Kondensator 42 ist ferner über Kältemittelleitungen 24, 25 mit einem im Inneren des Fahrzeugs angeordneten Verdampfer verbunden.
  • In ähnlicher Art und Weise ist an der anderen Seite des Tunnelprofils 32 zwischen Tunnelprofil 32 und Längsträger 18 ein Kühler 46 eines Kühlmoduls 12 angeordnet. Auch dieser Kühler 46 ist über Kühlmittelleitungen 26, 27 mit dem Kühlkreislauf eines Verbrennungsmotors wärmeübertragend verbunden.
  • Die Wärmetauscher 42, 46 von Klimamodul 14 und Kühlmodul 12 sind lediglich vereinfacht und exemplarisch dargestellt. Sie können jeweils als Lamellenkühler oder Lamellenkondensator bzw. als Plattenkühler oder Plattenkondensator ausgebildet sein.
  • Ferner ist in 1 den Wärmetauschern 42, 46 nachgelagert, d. h. in Fahrtrichtung 2 entgegengesetzt, angrenzend jeweils ein Radialgebläse 28, 30 angeordnet, welches bei Stillstand oder geringer Geschwindigkeit des Fahrzeuges zur Erzeugung eines durch oder entlang den Wärmetauschern 42, 46 strömenden Kühlluftstromes ausgebildet ist.
  • In 2 ist ferner zu erkennen, dass die Kühlanordnung bzw. dass die Wärmetauscher 42, 46 innerhalb einer zwischen Tunnelprofil 32 und seitlichen Rahmenteilen 16, 18 gebildeten Vertiefung zu liegen kommen. Zudem sind die einzelnen Komponenten von Kühlmodul 12 und Klimamodul 14 jeweils mit einer Trägerplatte 40, 44 nach unten hin abgedeckt. An den Trägerplatten 40, 44 sind in Fahrtrichtung voneinander beabstandete und jeweils quer zur Fahrtrichtung erstreckende Kühllamellen 34 ausgebildet, die ein Durchströmen, Anströmen und Umströmen der Wärmetauscher 42, 46 mit zugeführter Kühlluft ermöglichen und verbessern sollen.
  • Die plattenartigen, vorzugsweise als Kunststoff-Spritzgussbauteil ausgebildeten Trägermodule 40, 44 sind mit ihren daran zu befestigenden Komponenten der jeweiligen Kühlanordnung 12, 14 in den 3 und 4 separat als vorkonfektionierte Baueinheiten dargestellt. Die Trägermodule 40, 44 stellen neben einer Verkleidung zum Schutz der Wärmetauscher 42, 46 auch eine tragende Funktion zur Verfügung. Zumindest die Wärmetauscher 42, 46 sind mittels geeigneter Verbindungsmittel zunächst an dem jeweiligen Trägermodul 40, 44 fixierbar und fest daran befestigbar.
  • Zusätzlich können auch noch weitere Komponenten der jeweiligen Kühlanordnung, etwa den jeweiligen Wärmetauschern 42, 46 nachgelagerte Radialgebläse 28, 30 am Trägermodul 40, 44 angeordnet und daran befestigt sein, bevor die gesamte Kühlanordnung 12, 14 als modulare Baueinheit an der Unterseite des Kraftfahrzeuges mittels des jeweiligen Trägermoduls 40, 44 befestigt wird.
  • Auch können vor einer Endmontage am Kraftfahrzeug weitere Komponenten der Kühlanordnungen 12, 14, so etwa Kühlmittelleitungen und -Schläuche 26, 27, sowie Kältemittelleitungen 24, 25 als auch der für ein Klimamodul 14 erforderliche Kompressor 22 am entsprechenden Trägermodul 44, 40 angeordnet werden.
  • In der geschnittenen Seitenansicht gemäß 5 ist die als Klimamodul 14 ausgebildete Kühlanordnung dargestellt. Dem Kondensator 42, welcher unterhalb des Unterbodens 8 des Fahrzeuges zu liegen kommt, ist in Fahrtrichtung 2 vorgelagert ein elektrisch betriebener Kompressor 22 angeordnet, während dem Kondensator 42 nachgelagert ein Radialgebläse 28 zu liegen kommt. Nach vorn, d. h. am linken Rand der 5 geht der Unterboden 8 in die bereichsweise im Wesentlichen vertikal nach oben verlaufende Stirnwand 36 über.
  • In 5 ist ferner zu erkennen, dass der Kondensator 42 sowohl nach oben zum Unterboden 8 hin als auch nach unten, zum plattenartigen Trägermodul 40 hin beabstandet angeordnet ist. Auf diese Art und Weise kann der Kondensator 42 sowohl von oben als auch von unten mit von links, d. h. von vorn zugeführter Kühlluft umströmt werden. Der vergrößerte Ausschnitt in 5 zeigt beispielhaft einen möglichen Strömungsverlauf. Die entgegen der Fahrtrichtung 2 gerichtete Luftströmung 50 verläuft in einem zwischen Kondensator 42 und Trägermodul 40 gebildeten Spalt 60, während die Luftströmung 52 außerhalb bzw. unterhalb des Trägermoduls 40 verläuft.
  • Dadurch, dass die einzelnen sukzessiv hintereinander angeordneten Kühllamellen 34 des Trägermoduls 40 nach unten und nach hinten ragen, entstehen Belüftungsöffnungen oder Belüftungsschlitze 35, durch welche Teile 54 des Kühlluftstromes 50 nach außen in den Kühlluftstrom 52 übergehen. Die nach unten und nach hinten gerichtete Ausrichtung der Kühllamellen bewirkt bei einem Umströmen von Fahrtwind, dass sich an der Unterseite der einzelnen Lamellen 34 ein Unterdruck ausbildet, demzufolge eine nach außen gerichtete, die einzelnen Luftströmungen 54 bewirkende Sogwirkung entsteht.
  • In den 6 und 7 ist ferner eine Anbindung der beiden Kältemittelleitungen 24, 25 an die Stirnwand 36 des Fahrzeuges dargestellt. Ferner sind hier ein Lenkgetriebe 21 sowie ein die Lenkung stabilisierendes Gestänge 23 gezeigt. Weiterhin sind einzelne Kühlluftführungen 56, 58 gezeigt, die als Kühlluftkanal dienen und welche stromabwärts gesehen die zugeführte Kühlluft zu den jeweiligen Wärmetauschern 42, 46 leiten.
  • 2
    Fahrtrichtung
    8
    Fahrzeugboden
    10
    Unterbodenanordnung
    12
    Kühlmodul
    14
    Klimamodul
    16
    Längsrahmenabschnitt
    18
    Längsrahmenabschnitt
    20
    Lenkstange
    21
    Lenkgetriebe
    22
    Kompressor
    23
    Stabilisator
    24
    Kältemittelleitung
    25
    Kältemittelleitung
    26
    Kühlmittelschlauch
    27
    Kühlmittelschlauch
    28
    Gebläse
    30
    Gebläse
    32
    Tunnelprofil
    34
    Lamelle
    35
    Belüftungsöffnung
    36
    Stirnwand
    40
    Träger
    42
    Kondensator
    43
    Trockner
    44
    Träger
    46
    Kühler
    50
    Luftströmung
    52
    Luftströmung
    54
    Luftströmung
    56
    Luftzufuhr
    58
    Luftzufuhr
    60
    Belüftungsspalt

Claims (14)

  1. Kühlanordnung für ein Kraftfahrzeug mit zumindest einem von einem Kühl- oder Kältemedium durchströmbaren Wärmetauscher (42; 46), dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (42; 46) zumindest bereichsweise unterhalb eines Fahrzeugbodens (8) angeordnet ist.
  2. Kühlanordnung nach Anspruch 1, wobei der zumindest eine Wärmetauscher (42; 46) am Fahrzeugboden (8) angeordnet und daran befestigt ist.
  3. Kühlanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zumindest eine Wärmetauscher (42; 46) in Fahrzeugquerrichtung gesehen in einer zwischen einem Tunnelprofil (32) und einem Seitenrahmen (16, 18) oder Vorderrahmen des Kraftfahrzeugs gebildeten Vertiefung zu liegen kommt.
  4. Kühlanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zumindest eine Wärmetauscher (42; 46) an oder auf einem Trägermodul (40; 44) angeordnet ist, welches in Einbaulage am Kraftfahrzeug unterhalb des Wärmetauschers (42; 46) zu liegen kommt.
  5. Kühlanordnung nach Anspruch 4, wobei das Trägermodul (40; 44) an seiner Unterseite mehrere Belüftungsöffnungen (35) aufweist.
  6. Kühlanordnung nach Anspruch 5, wobei die Belüftungsöffnungen (35) von im Wesentlichen parallel und in Fahrzeuglängsrichtung versetzt zueinander angeordneten Lamellen (34) gebildet sind, die sich mit einem freien, die Belüftungsöffnung begrenzenden Endabschnitt der Fahrtrichtung (2) des Fahrzeugs abgewandt nach unten erstrecken.
  7. Kühlanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 6, wobei dem Wärmetauscher (42; 46) in Fahrtrichtung (2) gesehen nachgelagert ein Gebläse (28; 48) am Trägermodul (40; 44) angeordnet ist.
  8. Kühlanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 7, wobei zur Befestigung des Wärmetauschers (42; 46) am Trägermodul (40; 44) Befestigungsmittel am Trägermodul (40; 44) vorgesehen sind.
  9. Kühlanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 8, wobei der Wärmetauscher (42; 46) zur Bildung eines sich in Längsrichtung entlang des Wärmetauschers (42; 46) erstreckenden Belüftungsspalts (60) beabstandet zum Trägermodul (40; 44) an diesem angeordnet ist.
  10. Kühlanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 9, wobei das Trägermodul (40; 44) vor einer Montage am Kraftfahrzeug (8) zumindest mit dem Wärmetauscher (42; 46) und/oder dem Gebläse (28; 48) und/oder weiteren Kühlkomponenten (22, 43) bestückt ist.
  11. Kühlanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche als Klimamodul (14) mit einem Kondensator (42) als Wärmetauscher oder als Kühlermodul (12) mit einem Wasserkühler (46) als Wärmetauscher ausgebildet ist.
  12. Kühlanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem elektrisch betriebenen Kompressor (22) für ein Klimamodul (14).
  13. Kraftfahrzeug mit zumindest einer Kühlanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  14. Kraftfahrzeug nach Anspruch 13, wobei jeweils ein Klimamodul (14) und ein Kühlermodul (12) an in Fahrzeugquerrichtung gegenüberliegenden Seiten eines Tunnelprofils (32) zwischen seitlichen Rahmenteilen (16, 18) und dem Tunnelprofil (32) an der Unterseite (8) des Kraftfahrzeugs angeordnet sind.
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