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Die Erfindung betrifft ein Kühlmodul bzw. ein Kühlaggregat gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Derartige Kühlmodule haben einen Ventilator, über den Umgebungsluft durch einen Kühler des Kühlmoduls gefördert wird. Dabei wird ein Kühlmittel, das zuvor entfernt von dem Kühlmodul zur Kühlung genutzt wurde, in einem Kreislauf zum Kühler zurückgeführt und darin wieder abgekühlt. Dann kann das Kühlmittel wieder zur Kühlung genutzt werden.
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Derartige Kühlmodule werden z. B. auf Dächern von Schienenfahrzeugen montiert, in denen sich Menschen befinden. Dazu wird das Kühlmittel in die zu kühlenden Komponenten des Schienenfahrzeugs gefördert. Nachteilig an derartigen Kühlmodulen ist, dass störende Geräusche des Ventilators über das Gehäuse des Kühlmoduls verstärkt und in den Innenraum und die Umgebung übertragen werden können.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, das Gehäuse zur Schalldämmung mit Schaumstoffen oder faserigen Materialien auszukleiden. Nachteilig an derartigen Schalldämmungen ist, dass diese neben Staub auch Regen- bzw. Kondenswasser oder auch ausgetretene Kühlflüssigkeit aufsaugen, wodurch ihre Haltbarkeit verringert wird. Insbesondere können derartige Schaldämmungen nach der Beaufschlagung durch Flüssigkeiten bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt beschädigt werden.
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Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Kühlmodul zu schaffen, bei dem diese Nachteile vermieden sind.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Kühlmodul mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Das erfindungsgemäße Kühlmodul bzw. Kühlaggregat hat einen als Lüfter dienenden Ventilator und ein Gehäuse. Dieses weist zur Schalldämmung einen mikro-perforierter Absorber (MPA) auf, der eine Vielzahl von vergleichsweise kleinen Mikro-Durchgangsausnehmungen hat. Damit ist ein Kühlmodul geschaffen bei dem die Haltbarkeit der Schalldämmung verbessert ist. Insbesondere können derartige Schaldämmungen nach einer Beaufschlagung mit Staub und Flüssigkeit (Wasser oder Kühlflüssigkeit) auch Temperaturen unter dem Gefrierpunkt widerstehen und gereinigt werden.
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In Abhängigkeit des möglichen Aufwandes und angestrebter Schalldämmung können Innenwandungen des Gehäuses ganz oder teilweise mit dem Absorber ausgekleidet sein.
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Vorzugsweise haben die Durchgangsausnehmungen einen Anteil an einer Fläche des Absorbers von wenigen Prozent.
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Der Ventilator ist bei einer bevorzugten Weiterbildung ein Radialventilator, der Umgebungsluft axial über einen Kühler ansaugt und radial abführt.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
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Der Absorber und das Gehäuse begrenzen abgesehen von den kleinen Durchgangsausnehmungen dichtend zumindest eine Kammer. Damit gelangt die Luft bzw. der Schall durch die kleinen Durchgangsausnehmungen in einen Luftraum der zumindest einen Kammer, wo der Schall abgeschwächt bzw. gedämpft wird.
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Zur Maximierung der Effektivität des Absorbers ist die Größe seiner zumindest einen Kammer in Abhängigkeit einer Schaufelblattfrequenz des rotierenden Ventilators ausgelegt. Die Schaufelblattfrequenz lässt sich aus der vornehmlichen Drehfrequenz (z. B. Nenn-Drehfrequenz) des Ventilators und der Anzahl von Schaufelblättern des Ventilators ermitteln. Die Schaufelblattfrequenz kann bei einem Anwendungsfall 440 Hz betragen.
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Bei einer schnell zu montierenden Weiterbildung begrenzen der Absorber und das Gehäuse des Kühlmoduls mehrere Kammern, wobei der Absorber Hauptabschnitte zu Begrenzung einer jeweiligen Kammer und zuwischen dem Kammern angeordnete – insbesondere streifenförmige – Analageabschnitte zu Anlage am Gehäuse aufweist.
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Die Größe der Kammern kann über den Abstand der Hauptabschnitte zum Gehäuse und über den Abstand zwischen den Anlageabschnitten definiert sein.
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Dabei wird es bevorzugt, wenn der Absorber aus einem flächigen Grundkörper – vorzugsweise aus Blech – umgeformt ist. Die Kammern sind in einem Querschnitt durch den Absorber betrachtet trapezförmig.
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Durch das Gehäuse bzw. im Gehäuse kann ein Ventilatorgehäuse bzw. ein Gebläsekasten gebildet sein, in dem ein Schaufelrad des Ventilators angeordnet ist. Der Absorber kann an Innenseiten von Gehäusewänden und/oder eines Bodens und/oder eines Deckels des Ventilatorgehäuses befestigt sein.
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Durch das Gehäuse bzw. im Gehäuse kann ein Zwischengehäuse gebildet sein, das in Strömungsrichtung hinter einem Kühler des Kühlmoduls und vor einem Ventilatorgehäuse angeordnet ist. Der Absorber kann an Innenseiten von Gehäusewänden und/oder eines Bodens und/oder eines Deckels des Zwischengehäuses befestigt sein.
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Durch das Gehäuse bzw. im Gehäuse kann ein Ausblaskanal bzw. Auslasskanal gebildet sein, der in Strömungsrichtung hinter einem Ventilatorgehäuse angeordnet ist. Der Absorber kann an Innenseiten von Gehäusewänden und/oder eines Bodens des Ausblaskanals befestigt sein.
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Bei einer bevorzugten nicht brennbaren Weiterbildung weist der Absorber Aluminium auf oder besteht aus Aluminium. Auch das Gehäuse kann aus Aluminium bestehen.
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Aus fertigungstechnischen Gründen wird es bevorzugt, wenn die Durchgangsausnehmungen Mikroschlitze sind.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung hat das erfindungsgemäße Kühlmodul Träger, die zur Befestigung des Kühlmoduls an einem Dach – insbesondere eines Schienenfahrzeugs – ausgebildet sind.
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Im Folgenden werden anhand der Figuren zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung detailliert beschrieben. Es zeigen:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kühlmoduls in einer perspektivischen Ansicht,
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2 das erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kühlmoduls in einer geschnittenen Ansicht,
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3 das erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kühlmoduls in einer teilweise geschnittenen seitlichen Ansicht,
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4 das erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kühlmoduls in einer teilweise geschnittenen seitlichen Ansicht, und
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5 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kühlmoduls in einer teilweise geschnittenen Ansicht.
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1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kühlmoduls in einer perspektivischen Ansicht. Es hat zwei Querträger 1, die quer zur Fahrtrichtung auf einem Dach eines Schienenfahrzeugs (beide nicht gezeigt) montiert werden. Die Querträger 1 tragen einen Kühler 2, ein Zwischengehäuse 4 und ein Ventilatorgehäuse 6.
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Im Betrieb des erfindungsgemäßen Kühlmoduls wird über eine Kühlmittelpumpe 8 Kühlmittel durch den Kühler 2 geführt und von dort in einen Innenraum des Schienenfahrzeugs (beide nicht gezeigt) geführt. Gleichzeitig wird über einen Radialventilator, Umgebungsluft durch den Kühler 2 und durch das Zwischengehäuse 4 in das Ventilatorgehäuse 6 gesaugt. Der Radialventilator, von dem in 1 nur ein Elektromotor 16 dargestellt ist, wird mit Bezug zu 2 genauer erläutert. Aus dem Ventilatorgehäuse 6 wird die Umgebungsluft durch einen am Ventilatorgehäuse 6 gebildeten Ausblaskanal 10 an die Umgebung abgeführt. Damit wird die Umgebungsluft, nach dem sie im Kühler 2 Wärme des zugeführten Kühlmittels aufgenommen hat, durch ein Gehäuse des Kühlmoduls geführt, das im Wesentlichen aus dem Zwischengehäuse 4, dem Ventilatorgehäuse 6 und dem Ausblaskanal 10 besteht.
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2 zeigt das Kühlmodul gemäß 1 in einer geschnittenen Ansicht, wobei die Schnittebene quer zur Fahrtrichtung des Schienenfahzeugs orientiert ist. In dem Ventilatorgehäuse 6 ist Schaufelrad 12 des Radialventilators benachbart zu einer Gehäusewand 14 des Ventilatorgehäuses 6 angeordnet. An einer Außenseite der Gehäusewand 14 ist der Elektromotor 16 angesetzt, der an das Schaufelrad 12 angekoppelt ist und diesen antreibt. Dadurch wird die Umgebungsluft (in der 2 von rechts nach links) durch den Kühler 2 und das Zwischengehäuse 4 in das Ventilatorgehäuse 6 angesaugt und von dort über den Ausblaskanal 10 (vgl. 1) ausgeschoben. Dazu ist am Außenumfang des Schaufelrades 12 in Strömungsrichtung vor diesem ein ringförmiges Luftleitelement 18 vorgesehen. Damit strömt die Umgebungsluft axial durch das Luftleitelement 18 zum Schaufelrad 12 und verlässt diesen radial.
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An einem Boden 22 und an einem Deckel 20 des Ventilatorgehäuses 6 ist jeweils ein Absorber 28a befestigt und geschnitten dargestellt. An einer schräg zur Zeichenebenen angestellten Trennwand 36 ist ein Absorber 28a befestigt und in eine Ansicht dargestellt. Die Absorber 28a werden mit Bezug zur 3 genauer erläutert.
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3 zeigt das Kühlmodul gemäß den 1 und 2 in einer teilweise geschnittenen seitlichen Ansicht. Dabei ist die Schnittebene senkrecht zu der Schnittebene aus 2 angeordnet. Über die Kühlmittelpumpe 8 und die beiden geschnittenen Querträger 1 hinausgehend ist insbesondere ein Schnitt durch das Ventilatorgehäuse 6 dargestellt. Dadurch ist insbesondere die Innenseite der Gehäusewand 14 in einer Ansicht dargestellt, die einstückig mit einer Gehäusewand des Ausblaskanals 10 gebildet ist. Weiterhin sind der Deckel 20 und der Boden 22 des Ventilatorgehäuses 6 dargestellt, wobei der Boden 22 einstückig mit einem dazu abgewinkelten Boden 24 des Ausblaskanals 10 gebildet ist. Gegenüber dem Ausblaskanal 10 und benachbart zur Kühlmittelpumpe 8 ist eine weitere Gehäusewand 26 geschnitten dargestellt.
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Die Gehäusewände 14, 26, der Boden 24 und der Deckel 20 sind erfindungsgemäß mit Absorbern 28a, 28b ausgekleidet. Die Absorber 28a, 28b sind aus Aluminiumblech hergestellt und sind mehrfach nach einem regelmäßigen Schema abgewinkelt. Insbesondere am Boden 24 und am Deckel 20 ist zu erkennen, dass sich durch die Abwinklung im Querschnitt der Absorber 28a eine wiederkehrende Trapezform ergibt.
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Jeder Absorber 28a, 28b hat streifenförmige am Ventilatorgehäuse 6 befestigte Anlageabschnitte 30a, 30b, die im Wesentlichen flächig am Gehäuse 6 anliegen. Dazu benachbart sind streifenförmige schräg angestellte Abschnitte geformt zwischen denen jeweils ein Hauptabschnitt 32a, 32b angeordnet sind. Die Hauptabschnitte 32a, 32b sind vorzugsweise parallel zur Gehäusewand 14, 26 bzw. zum Boden 24 bzw. zum Deckel 20 angeordnet. Dadurch entstehen mehrere flache Kammern 34a die lediglich über eine Vielzahl von dem Absorber 28a, 28b durchdringenden Mikroschlitzen mit dem Innenraum des Gehäuses 6 verbunden sind.
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An der Gehäusewand 14 im Bereich des Schaufelrades 12 ist die Höhe bzw. Dicke der Kammern und damit die Dicke des Absorbers 28b geringer als die der anderen Absorber 28a.
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4 zeigt das Kühlmodul gemäß den 1 bis 3 in einer teilweise geschnittenen seitlichen Ansicht. Dabei liegt die Schnittebene parallel zu derjenigen der 3 und verläuft durch das Zwischengehäuse 4. In 4 ist (im Hintergrund) ein Teil der Gehäusewand 14 des Ventilatorgehäuses 6 mit dem Schaufelrad 12 und dem Luftleitelement 18 gemäß 3 abgebildet. Dabei ist der Absorber 28b nicht näher gezeigt. Die zwischen dem Zwischengehäuse 4 und dem Ventilatorgehäuse 6 angeordnete Trennwand 36 und eine als Außenwand dienende Gehäusewand 38 des Zwischengehäuses 4 sind erfindungsgemäß mit Absorbern 28a ausgekleidet. Weiterhin sind an einem Deckel 40 und an einem Boden 42 des Zwischengehäuses 4 Absorber 28a befestigt.
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5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kühlmoduls in einer teilweise geschnittenen Ansicht. Diese entspricht etwa der Ansicht gemäß 2 des ersten Ausführungsbeispiels. Das Kühlmodul des zweiten Ausführungsbeispiels hat zusätzlich zum ersten Kühler 2 gemäß dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel einen zusätzlichen zweiten Kühler 102, der von der einströmenden Umgebungsluft (in 5 von links nach rechts) zunächst durchströmt wird, bevor die Umgebungsluft den ersten Kühler 2, das Zwischengehäuse 4 und das Ventilatorgehäuse 6 durchströmt. Weiterhin hat das zweite Ausführungsbeispiel einen Kühlmittelfilter 144.
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In 5 ist dargestellt, dass die Absorber 28a, 28b über ihre Anlageabschnitte 30a und über Einnietmuttern 146 am jeweiligen Gehäuse 4, 6 befestigt sind. Dazu durchdringen die Einnietmuttern 146 die betroffenen Wände und Böden und Decken der Gehäuse 4, 6.
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Offenbart ist ein Kühlmodul bzw. Kühlaggregat mit einem Gehäuse und mit einem Radialventilator, der als Lüfter für einen Kühler dient. Das Gehäuse weist zur Schalldämmung einen aus einem Aluminiumblech in eine Wellenform umgeformten Absorber auf, der eine Vielzahl von Mikroschlitzen hat. Mit dem Absorber sind Innenwandungen des Gehäuses ganz oder teilweise ausgekleidet, wodurch Kammern zwischen der Innenwandung und dem Absorber gebildet sind. Die Kammern sind nur durch die Mikroschlitze mit dem Innenraum des Gehäuses verbunden und dämmen den Schall des Radialventilators.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Querträger
- 2
- Kühler
- 4
- Zwischengehäuse
- 6
- Ventilatorgehäuse
- 8
- Kühlmittelpumpe
- 10
- Ausblaskanal
- 12
- Schaufelrad
- 14
- Gehäusewand
- 16
- Elektromotor
- 18
- Luftleitelement
- 20
- Deckel
- 22
- Boden
- 24
- Boden
- 26
- Gehäusewand
- 28a
- Absorber (dick)
- 28b
- Absorber (dünn)
- 30a, 30b
- Anlageabschnitt
- 32a, 32b
- Hauptabschnitt
- 34a
- Kammer
- 36
- Trennwand
- 38
- Gehäusewand
- 40
- Deckel
- 42
- Boden
- 102
- Kühler
- 144
- Kühlmittelfilter
- 146
- Einnietmutter
