DE102011056838A1

DE102011056838A1 - Kühlvorrichtung

Info

Publication number: DE102011056838A1
Application number: DE102011056838A
Authority: DE
Inventors: Michael Baum; Klaus-Dieter Baum
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2013-06-27
Anticipated expiration: 2031-12-22
Also published as: DE102011056838B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für ein Nebenaggregat einer Brennkraftmaschine, vorzugsweise für ein elektrisches Nebenaggregat, mit einem doppelwandigen Kühlgehäuse, das mit einem Kühlkreislauf verbunden ist, in dem eine Kühlflüssigkeit strömt, wobei das Kühlgehäuse einen Zulaufanschluss und einen Rücklaufanschluss aufweist, wobei das doppelwandige Kühlgehäuse aus einem ersten Kühlabschnitt und einem zweiten Kühlabschnitt gebildet ist, die miteinander verbindbar und derart ausgebildet sind, dass diese mindestens an einer Außenwand des Nebenaggregats anliegen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für ein Nebenaggregat einer Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei emissionsarmen Kraftfahrzeugen werden verstärkt Nebenaggregate, wie elektrische Komponenten, verstärkt verwendet, welche aufgrund ihrer Positionierung in den entsprechenden Kraftfahrzeugen aktiv gekühlt werden müssen. Beispielsweise werden elektrische Motoren, wie Anlasser, aufgrund ihrer nahen Positionierung zum Motor thermisch stark belastet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kühlvorrichtung für ein Nebenaggregat einer Brennkraftmaschine anzugeben, welche eine hohe Kühlleistung zur Verfügung stellt und leicht zu montieren ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das mehrteilige doppelwandige Kühlgehäuse aus einem ersten Kühlabschnitt und einem zweiten Kühlabschnitt gebildet ist, die miteinander verbindbar und derart ausgebildet sind, dass diese mindestens an einer Außenwand des Nebenaggregats anliegen. Somit kann eine effektive Kühlung des Nebenaggregats bewirkt werden, wobei durch die mehrteilige Kühlvorrichtung eine vereinfachte Montage ermöglicht wird.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist an einem der beiden Kühlabschnitten der Zulaufanschluss angeordnet, wobei der Rücklaufanschluss an dem anderen Kühlabschnitt positioniert ist. Hierdurch kann eine flexible Anbringung der mehrteiligen Kühlvorrichtung erreicht werden, so dass je nach Anordnung des Nebenaggregats im Motorraum eine vereinfachte Montage ermöglicht wird.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind am ersten Kühlabschnitt eine erste Kühlflüssigkeitsöffnung und am zweiten Kühlabschnitt eine zweite Kühlflüssigkeitsöffnung vorgesehen, die zueinander korrespondierend ausgebildet und derart positioniert sind, dass beim Verbinden beider Kühlabschnitte der Durchfluss der Kühlflüssigkeit durch das doppelwandige Kühlgehäuse ermöglicht wird. Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung können beide Kühlabschnitte je nach Form des Nebenaggregats entsprechend angepasst werden, wobei gleichzeitig eine leichte Anbringung der mehrteiligen Kühlvorrichtung gewährleistet ist.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Haltevorrichtung zum Verbinden beider Kühlabschnitte im Bereich der Kühlflüssigkeitsöffnungen vorgesehen, durch deren Anbringung beide Kühlflüssigkeitsöffnungen aneinander zur Anlage kommen, so dass die Kühlflüssigkeit vom ersten Kühlabschnitt durch die erste Kühlflüssigkeitsöffnung in den zweiten Kühlabschnitt durch die zweite Kühlflüssigkeitsöffnung hindurchströmt. Demnach werden beide Kühlabschnitte in einem Bereich miteinander verbunden, in dem die Kühlflüssigkeitsöffnungen vorgesehen sind. Damit wird eine leichte Montage der mehrteiligen Kühlvorrichtung erzielt.
Vorzugsweise sind beide Kühlabschnitte aus einem Kunststoffmaterial gebildet, so dass eine flexible Form der mehrteiligen Kühlvorrichtung gegeben ist, welche sich an die Außenwand des Nebenaggregats anpasst. Alternativ sind beide Kühlabschnitte aus einem flexiblen metallischen Material gebildet, so dass ein Einsatz der mehrteiligen Kühlvorrichtung auch bei sehr heißen Nebenaggregaten, wie Turbolader, ermöglicht wird. Eine Ausgestaltung der Kühlabschnitte aus einer Kombination von Kunststoffmaterial und metallischem Material ist denkbar.
Weitere Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus der Beschreibung. Konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen mehrteiligen Kühlvorrichtung,
2 eine schematische Darstellung der mehrteiligen Kühlvorrichtung nach 1,
3 eine schematische Darstellung einer Hälfte der Kühlvorrichtung nach 1,
4 eine weitere schematische Darstellung der mehrteiligen Kühlvorrichtung nach 1,
5 eine detaillierte Ansicht der Haltevorrichtung zum Verbinden von zwei Kühlabschnitten der Kühlvorrichtung nach 1,
6 eine Darstellung der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung nach 1 im montierten Zustand an einem Nebenaggregat der Brennkraftmaschine nach 1, und
7 eine vergrößerte Schnittdarstellung der montierten Kühlvorrichtung am Nebenaggregat nach 6.
In 1 ist zur Kühlung eines Nebenaggregats 7 einer Brennkraftmaschine 2 eine mehrteilige Kühlvorrichtung 1 gezeigt, welche an einem Kühlkreislauf 6 der Brennkraftmaschine 2 angeschlossen ist. Die Kühlvorrichtung 1 ist gemäß der vorliegenden Ausführung aus einem ersten Kühlabschnitt 8 und einem zweiten Kühlabschnitt 9 gebildet. welche eine Außenwand des Nebenaggregats 7 gemäß 6 umschließen. Alternativ kann die mehrteilige Kühlvorrichtung 1 aus mehr als zwei Kühlabschnitten gebildet sein.
Am ersten Kühlabschnitt ist gemäß 6 ein Zulaufanschluss 4 vorgesehen, wobei der Rücklaufanschluss 5 am zweiten Kühlabschnitt 9 positioniert ist. Beide Kühlabschnitte 8 und 9 sind gemäß 2 miteinander verbindbar, wobei in einem Verbindungsbereich jeweils am ersten Kühlabschnitt 8 eine erste Kühlflüssigkeitsöffnung 11 vorgesehen ist. Am zweiten Kühlabschnitt 9 ist im gleichen Verbindungsbereich eine zweite Kühlflüssigkeitsöffnung 12 angeordnet, wobei beide Kühlflüssigkeitsöffnungen 11 und 12 zueinander korrespondierend ausgebildet sind und an den Kühlabschnitten 8 und 9 derart positioniert, dass beim Verbinden beider Kühlabschnitte 8 und 9 gemäß 4 eine Kühlflüssigkeit durch beide Öffnungen 11 und 12 hindurchströmen kann. Jeder Kühlabschnitt 8 bzw. 9 ist gemäß 3 jeweils aus einem doppelwandigen Kühlgehäuse gebildet, so dass dadurch eine Kühlflüssigkeit strömt.
Die beiden Kühlabschnitte 8 und 9 sind derart ausgebildet, dass diese an der Außenwand 10 des Nebenaggregats 7 anliegen und diese kühlen. Gemäß der vorliegenden Ausführung ist das Nebenaggregat 7 als Anlasser ausgebildet, der aufgrund seiner Positionierung im Motorraum übermäßig erwärmt wird und daher eine aktive Kühlung benötigt. Beide Kühlabschnitte 8 und 9 sind aus einem flexiblen Material gebildet, so dass eine Anpassung an die Außenwand 10 des Anlassers 7 ermöglich wird. Am ersten Kühlabschnitt 8 ist der Zulaufanschluss 4 positioniert, der mit einer Zulaufleitung 14 verbunden ist. Die Zulaufleitung 14 ist mit dem Kühlkreislauf 6 der Brennkraftmaschine 2 verbunden, wobei vorzugsweise eine elektrische Pumpe 18 zur Förderung der Kühlflüssigkeit an einer entsprechenden Stelle an der Zulaufleitung positioniert ist. Der Rücklaufanschluss 5 ist mit einer Rücklaufleitung 15 verbunden, die ebenfalls in den Kühlkreislauf 6 der Brennkraftmaschine 1 mündet. Der Kühlkreislauf 6 der Brennkraftmaschine umfasst einen Kühler 16, der mit einem Kühlmittelbehälter 17 verbunden ist.
Jeder Kühlabschnitt 8 bzw. 9 umfasst an einem Ende, an dem die Kühlflüssigkeitsöffnung 11 bzw. 12 vorgesehen ist, entsprechende Haltemittel in Form von Klemmabschnitten 19 bzw. 20, die zur Aufnahme eines Befestigungsmittels 21 geeignet sind. In 5 ist eine Haltevorrichtung 13 gezeigt, welche die beiden Klemmabschnitte 19 und 20 und das Befestigungsmittel 21 umfasst. Das Befestigungsmittel 21 weist zwei Eingriffsabschnitte 21a und 21b und einen sich dazwischen erstreckenden Steg 22 auf, der vorzugsweise elastisch ausgebildet ist. Die Klemmabschnitte 19 und 20 sind in Form eines abgewinkelten Vorsprungs bzw. eines Hakens und jeweils an einem der Kühlabschnitte 8 bzw. 9 angeordnet. Beide Klemmabschnitte 19 und 20 sind entgegengerichtet und abgewinkelt derart ausgebilet, dass jeweils ein Eingriffsabschnitt 21a bzw. 21b des Befestigungsmittels 21 unter dem abgewinkelten Bereich zur Anlage kommt. Durch Anbringung der beiden Eingriffsabschnitte 21a und 21b hinter bzw. unter dem jeweiligen Klemmabschnitt 19 bzw. 20 werden durch die elastische Ausbildung des Stegs 22 beide Kühlabschnitte 8 und 9 aneinander gedrückt. Zum Verbinden beider Kühlabschnitte 8 und 9 werden die Kühlflüssigkeitsöffnungen 11 und 12 aneinander zur Anlage gebracht, wobei gleichzeitig das Befestigungsmittel 21 in die beiden Klemmabschnitte 19 und 20 eingesetzt wird. Somit bleiben beide Kühlabschnitte 8 und 9 in diesem Verbindungsbereich aneinander gedrückt. Eine Zirkulation des Kühlmittels innerhalb der zweiteiligen doppelwandigen Gehäuses 3, wie in 7 dargestellt, bewirkt folglich eine aktive Kühlung des Nebenaggregats 7.
Weiterhin werden beide Kühlabschnitte 8 und 9 am von der Haltevorrichtung 13 entfernten Ende 23 miteinander durch eine geeignete Befestigung zusammen verbunden, so dass eine zusätzliche Befestigung am Nebenaggregat 7 nicht erforderlich ist. Hierzu ist am zweiten Kühlabschnitt eine Lagerung 24 gemäß 3 vorgesehen, in die ein am ersten Kühlabschnitt 8 angeordneten entsprechender Haltemittel 25 eingreift. Alternativ kann bei Bedarf eine entsprechende Befestigung des jeweiligen Kühlabschnitts 8 bzw. 9 am Nebenaggregat 7 vorgesehen sein. Dadurch brauchen beide Kühlabschnitte 8 und 9 miteinander nur im Bereich der Kühlflüssigkeitsöffnungen 11 und 12 verbunden zu werden. Durch die flach ausgebildeten Kühlabschnitte 8 und 9 weist die Kühlvorrichtung 1 ein geringes Einbauvolumen auf, so dass mit einer einfachen Montage eine leichte Integration am Nebenaggregat 7 erfolgt.
Darüber hinaus können die Anschlüsse für Zulauf und Rücklauf flexibel angebracht werden, so dass eine entsprechende angepasste Form an das jeweilige Nebenaggregat 7 ermöglich wird. Mit der mehrteiligen erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung 1 wird beispielsweise ein zweitteiliger Kühlwassermantel um das Nebenaggregat 7 formschlüssig positioniert und zuverlässig verriegelt. Die Anschlüsse für Zulauf und Rücklauf des zweiteiligen Kühlmittelgehäuses sind an den Kühlkreislauf 6 der Brennkraftmaschine 1 angeschlossen, so dass die Kühlvorrichtung 1 zur Kühlung des Nebenaggregats 7 mit Motorkühlflüssigkeit der Brennkraftmaschine 2 bedarfsgesteuert durchströmt wird. Alternativ kann durch einen Wegfall der Pumpe 18 eine permanente Durchströmung mit Motorkühlflüssigkeit bewirkt werden, so dass eine permanente Kühlung des Nebenaggregats 7 erfolgt.
Durch die mehrteilige Kühlvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Positionierung von Nebenaggregaten beispielsweise in der Nähe von Turboladern geplant werden, ohne eine Überhitzung des Nebenaggregats 7 zu riskieren. Darüber hinaus können kleine und leichte elektrisch betriebene Nebenaggregate, wie Anlasser, zum Einsatz kommen, die bei entsprechender Belastung bedarfsgesteuert gekühlt werden.

Claims

Kühlvorrichtung (1) für ein Nebenaggregat (7) einer Brennkraftmaschine (2), vorzugsweise für ein elektrisches Nebenaggregat, mit einem mehrteiligen doppelwandigen Kühlgehäuse (3), das mit einem Kühlkreislauf (6) verbunden ist, in dem eine Kühlflüssigkeit strömt, wobei das Kühlgehäuse (3) einen Zulaufanschluss (4) und einen Rücklaufanschluss (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet dass das mehrteilige doppelwandige Kühlgehäuse (3) aus mindestens einem ersten Kühlabschnitt (8) und einem zweiten Kühlabschnitt (9) gebildet ist, die miteinander verbindbar und derart ausgebildet sind, dass diese mindestens an einer Außenwand (10) des Nebenaggregats (7) anliegen.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulaufanschluss (4) an einem der beiden Kühlabschnitten (8, 9) angeordnet ist, wobei der Rücklaufanschluss (5) am anderen Kühlabschnitt (8, 9) angeordnet ist.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Kühlabschnitt (8) eine erste Kühlflüssigkeitsöffnung (11) und am zweiten Kühlabschnitt (9) eine zweite Kühlflüssigkeitsöffnung (12) vorgesehen sind, die zu einander korrespondierend ausgebildet und derart positioniert sind, dass beim Verbinden beider Kühlabschnitte (8, 9) der Durchfluss der Kühlflüssigkeit durch das doppelwandige Kühlgehäuse (3) ermöglicht wird.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Haltevorrichtung (13) zum Verbinden beider Kühlabschnitte (8, 9) im Beeich der Kühlflüssigkeitsöffnungen (11, 12) vorgesehen ist, durch deren Anbringung beide Kühlflüssigkeitsöffnungen (11, 12) aneinander zur Anlage kommen, so dass die Kühlflüssigkeit vom ersten Kühlabschnitt (8) durch die erste Kühlflüssigkeitsöffnung (11) in den zweiten Kühlabschnitt (9) durch die zweite Kühlflüssigkeitsöffnung (12) hindurchströmt.
Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass beide Kühlabschnitte (8, 9) aus einem Kunststoffmaterial gebildet sind.
Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass beide Kühlabschnitte (8, 9) aus einem flexiblen metallischen Material gebildet sind.