DE102013215614A1

DE102013215614A1 - Funktionsmodul für einen Motor

Info

Publication number: DE102013215614A1
Application number: DE102013215614.6A
Authority: DE
Inventors: Jörg Schleyer
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2013-08-07
Filing date: 2013-08-07
Publication date: 2015-02-12
Also published as: CN104343582B; CN104343582A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Funktionsmodul für einen Motor, wobei das Funktionsmodul einen Kühlmitteleingang und einen Kühlmittelausgang aufweist. Bekannt ist, dass Multifunktionsmodule sehr komplex aufgebaut und als Bindeglied zwischen Motor und Anbauteil ausgebildet sind. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine platzsparende Verbindung zwischen Motor und Anbauelemente zu schaffen. Das erfindungsgemäße Funktionsmodul für einen Motor, welches einen Kühlmitteleingang und einen Kühlmittelausgang aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass das Funktionsmodul einerseits mit einem Motorgehäuse und andererseits mit einem Anbauelement verbindbar ist, wobei das Funktionsmodul für das Anbauelement eine Trägerfunktion und für den Kühlmitteleingang und Kühlmittelausgang eine Leitungsfunktion bildet, wobei Kühlmitteleingang und Kühlmittelausgang nicht direkt in Wirkverbindung mit dem Anbauelement stehen. Vorteilhaft bei dem erfindungsgemäßen Funktionsmodul ist, dass das Modul einfach und kompakt aufgebaut ist, Anbauelemente am Funktionsmodul anbringbar sind und nicht direkt mit diesem in Wirkverbindung stehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Funktionsmodul für einen Motor, wobei das Funktionsmodul einen Kühlmitteleingang und einen Kühlmittelausgang aufweist.
Aus DE 10 2007 049 336 A1 ist ein Multifunktionsmodul bekannt, durch das Kühlmittel geführt wird. Ferner kann auch ein Abgasrückführkühler befestigt werden. Dies Modul ist komplex aufgebaut und dient zur Regelung des Abgasstroms.
Aus DE 60 2005 004 579 T2 ist ein Multifunktionsmodul bekannt, durch das ein Kühlmittelkreislauf geführt wird. Dieser Kühlmittelkreislauf ist ein Zirkulationskreislauf in dem Hohlkörper integriert sind. Ferner sind Komponenten zum Regeln des Kreislaufes integriert.
In beiden Fällen ist das Multifunktionsmodul sehr komplex aufgebaut und steht direkt in Wirkverbindung mit dem Anbauteil.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine platzsparende Verbindung zwischen Motor und Anbauelemente zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale der Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Funktionsmodul für einen Motor, welches einen Kühlmitteleingang und einen Kühlmittelausgang aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass das Funktionsmodul einerseits mit einem Motorgehäuse und andererseits mit einem Anbauelement verbindbar ist, wobei das Funktionsmodul für das Anbauelement eine Trägerfunktion und für den Kühlmitteleingang und Kühlmittelausgang eine Leitungsfunktion bildet, wobei Kühlmitteleingang und Kühlmittelausgang nicht direkt in Wirkverbindung mit dem Anbauelement stehen.
Vorteilhaft bei dem erfindungsgemäßen Funktionsmodul ist, dass das Modul einfach und kompakt aufgebaut ist, Anbauelemente am Funktionsmodul anbringbar sind und nicht direkt mit diesem in Wirkverbindung stehen. Eine indirekte Verbindung ist gegeben, da das Kühlmittel im Zirkulationsprozess durch mindestens ein Anbauelemente geführt wird, dass somit einerseits ein einfacher Aufbau des Funktionsmoduls gegeben ist, andererseits den Anbauelementen eine Haltefunktion zur Verfügung gestellt wird.
Anders als im Stand der Technik, bei dem das Kühlmittel direkt von den Anbauteilen verwandt wird, ist das erfindungsgemäße Funktionsmodul so aufgebaut, dass das Kühlmittel in einem nahezu rechten Winkel geführt wird. Dadurch kann auf engstem Bauraum das Kühlmittel funktionswirksam geführt werden. Eine zusätzliche Winkelführung muss somit nicht verbaut werden.
Das Funktionsmodul ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmitteleingang am Motorgehäuse mit einem Zylinderkopf verbunden ist und so das Kühlmittel vom Zylinderkopf durch das Funktionsmodul zu einem Ausgleichsbehälter und/oder zum Abgasrückführmodul geführt wird. Durch die Verbindung des Kühlmitteleingangs mit dem Motorgehäuse ist es nicht notwendig eine weitere Leitung als Verbindung zu verbauen. Somit ist eine kompaktere Bauweise möglich. Ferner ist so auf einfache kompakte Art möglich, den Zylinderkopf über den Ausgleichbehälter zu entlüften.
Das Funktionsmodul ist vorzugsweise einteilig ausgebildet. Durch die einteilige Ausgestaltung des Funktionsmoduls kann das Funktionsmodul mit einem einfachen Herstellungsverfahren erstellt werden. Vorzugsweise wird das Funktionsmodul im Alu-Druckgussverfahren hergestellt. An Bereichen wo eine hohe Genauigkeit gefordert wird, wie z.B. Anbindungs- und Übergangsbereiche, findet eine mechanische Nachbearbeitung statt.
Im Funktionsmodul ist im Übergangsbereich zum Zylinderkopf eine Nut vorgesehen. In diese Nut wird ein Gummidichtring eingesetzt, um somit beide Elemente funktionsfähig und dichtend zu verbinden. An dieser Stelle wird motorseitig vom Zylinderkopf das Kühlmittel an das Funktionsmodul übergeben.
Ferner ist im Funktionsmodul am Kühlmittelausgang ein Kühlmittelstutzen auf Anschlag eingepresst und verklebt. Dadurch, dass der Kühlmittelstutzen auf Anschlag eingepresst und verklebt ist, wird der Kühlmittelausgang fest mit dem Funktionsmodul verbunden. Somit ist es nicht nötig hier noch weitere Verbindungselemente einzubringen. Somit kann ein Kühlmittelschlauch mit dem Funktionsmodul verbunden werden. Während einerseits der Kühlmittelschlauch mit dem Funktionsmodul verbunden ist, wird dieser andererseits mit einem Abgasrückführmodul als Anbauelement verbunden. Herstellungstechnisch bietet das einpressen und verkleben den Vorteil, dass keine mechanisch Nachbearbeitung an dieser Stell nötig ist, da der Kühlmittelstutzen zuvor auf das passende Maß hergestellt wurde.
Das Funktionsmodul weist Öffnungen und/oder Streben auf. Durch die Streben / Versteifungen wurde die Eigenfrequenz, vorzugsweise die 1. Eigenfrequenz des Halters mit seinen Anbauteilen so hoch gesetzt, dass diese oberhalb der Motordrehzahl liegt und es somit zu keinen Resonanzschwingungen kommen kann. Ferner wird über das Funktionsmodul ein Teil der Wärme – der im Zylinderkopf entsteht – abgeführt.
Das Funktionsmodul hat zudem eine Transportlasche. Die Transportlasche hat den Vorteil, dass in einer Produktionkette das Funktionsmodul von Produktionsschritt zu Produktionsschritt einfacher und sicherer transportiert wird. Ferner kann über diese Transsportlasche auch der Motor in der Produktion und im Kundendienst angehoben bzw. transportiert werden. Durch die Integration der Transportlasche in das Funktionsmodul ist keine separate Transportlasche erforderlich.
Der Kühlmitteleingang, der von dem Motor das Kühlmittel übernimmt, ist durch die dort angeordnete Kühlmitteldichtung mit dem Motor funktionsdicht verbunden. An dieser Stelle wird motorseitig vom Zylinderkopf das Kühlmittel an das Funktionsmodul übergeben.
Ferner findet über das Funktionsmodul eine bessere Wärmeableitung statt als bei bisherigen Kunststoffanbindungen. Durch einen besseren Wärmeleitübergangskoeffizient von Alu wird mit dem Funktionsmodul die Wärme vom Motor besser abgeführt als dies bei einer Kunststoffkühlmittelanbindung der Fall ist. Ferner ist die Oberfläche des Funktionsmoduls größer als bei einer herkömmlichen Kunststoffanbindung. Diese dienen lediglich als Verbindung zwischen Motor und Kühlmittelschlauch und sind nicht als Funktionsmodul ausgestaltet. Über Öffnungen und Streben wird die Wärme durch das Funktionsmodul aufgenommen und an die Umgebung und/oder Anbauteile abgeführt. Durch den größeren Querschnitt in Motornähe wirkt sich der Kühlmitteldruck nicht so stark auf die dort verwandte Dichtung aus. Somit ist das System an dieser später nicht so einfach zugänglichen Stelle drucksicherer. Auch kann somit eine dünnere Dichtung als sonst nötig verbaut werden, um die gleiche Dichtheit zu erlangen.
Am Funktionsmodul können als Anbauelemente ein Ladeluftkühler und/oder ein Abgasrückführmodul angeordnet werden. Ferner ist die Transportlasche integriert. Somit werden die Kosten in diesem Bereich optimiert.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung an mehreren Ausführungsbeispielen erläutert. In der Zeichnung zeigen
1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Funktionsmoduls,
2 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Funktionsmoduls mit Abgasrückführmodul und
3 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Funktionsmoduls mit Ladeluftkühler.
In 1 wird das Funktionsmodul 1 in Seitenansicht dargestellt. Das Funktionsmodul 1 weist Öffnungen 7, 8, 9 und Streben 10, 11, 12, 13 auf. Durch die Kombination von Öffnungen und Streben wird das Funktionsmodul zum einen leichter und zum anderen konstruktiv stabiler ausgestaltet.
Das Funktionsmodul 1 weist einen Kühlmitteleingang 2 und einen Kühlmittelausgang 3 auf. Der Kühlmittelausgang 3 ist als Kühlmittelstutzen 16 auf Anschlag eingepresst und verklebt. Somit ist kein zusätzliches Verbindungselement für den Kühlmittelausgang 3 nötig, um die Kühlmittelflüssigkeit von Kühlmitteleingang 2 zum Kühlmittelausgang 3 zu führen. Der Kühlmitteleingang 2 ist mit einer Dichtung 17 versehen. Der Kühlmitteleingang 2 ist mit einem nicht dargestellten Motorgehäuse, vorzugsweise einem Zylinderkopf, verbunden. Über Verschraubungspunkte M1 bis M8 ist das Funktionsmodul 1 mit dem Motor, hier nicht dargestellt, verbunden. Eine Transportlasche 15 ist vorgesehen, um das Funktionsmodul 1 im Produktionsstadium zuverlässig händeln und transportieren zu können. Ferner kann über diese Transsportlasche 15 der Motor in der Produktion und im Kundendienst angehoben bzw. transportiert werden. Durch die Integration der Transportlasche 15 in das Funktionsmodul ist somit keine separate Transportlasche notwendig.
Das erfindungsgemäße Funktionsmodul 1 führt das Kühlmittel mit einem nahezu rechten Winkel von Kühlmitteleingang 2 zu Kühlmittelausgang 3. Dadurch kann auf engstem Bauraum das Kühlmittel funktionswirksam geführt werden. Eine zusätzliche Winkelführung muss somit nicht verbaut werden.
Ferner findet zwischen Kühlmitteleingang 2 und Kühlmittelausgang 3 eine Querschnittsverjüngung statt. Somit wird das Kühlwasser motorseitige von einem größerer Eingangsquerschnitt Q1 zu einem entfernten kleineren Ausgangsquerschnitt Q2 geführt. Über Öffnungen 7–9 und Streben 10–13 wird die Temperatur durch das Funktionsmodul aufgenommen und an die Umgebung und/oder Anbauteile abgeführt. Am Kühlmittelausgang 3 wird ein geringerer Querschnitt Q2 verwandt werden, an dem ein Kühlmittelschlauch angeschlossen wird. Dieser Schlauch, nicht dargestellt, wird mit Hilfe einer Schlauchschelle, nicht dargestellt, druckfest verbunden. Durch den größeren Querschnitt in Motornähe wirkt sich der Kühlmitteldruck nicht so stark auf die dort verwandte Dichtung 17 aus. Somit ist das System an dieser später nicht so einfach zugänglichen Stelle drucksicherer. Auch kann bei gleicher Dichtheit eine dünnere Dichtung als sonst verbaut werden.
2 zeigt das Funktionsmodul 1 mit einem als Anbauelement angeordneten Abgasrückführmodul 14. Das Abgasrückführmodul 14 ist über Verschraubungspunkte M11 bis M13 mit dem Funktionsmodul verbunden. Der nicht dargestellte Kühlmittelschlauch aus 1 ist mit einem Kühlmittelzulauf 18 verbunden. Somit kann das Funktionsmodul 1 indirekt über einen Kühlmittelzulauf 18 das Abgasrückführmodul 14 mit Kühlmittel versorgen. Vorteilhaft ist, dass entsprechend der Kühlleistungsanforderung des Abgasrückführmoduls 14 eine Größe von Funktionsmodulen 1 verbaut werden kann und mit einer Variation des Kühlmittelschlauchs andere Größen an Abgasrückführmodulen angebunden werden können. Somit kann entsprechend der Motorleistung bei gleichem bzw. nahezu gleichem Funktionsmodul ein anderes Abgasrückführmodul verbaut werden. Während das Abgas vom Abgaseingang 19 durch das Abgasrückführmodul 14 zum Abgasausgang 20 geführt wird, gelangt das Kühlmittel vom Kühlmittelzulauf 18 im Gegenstrom zum Abgas zum Kühlmittelablauf 21.
3 zeigt das Funktionsmodul 1 mit einem als Anbauelement angeordneten Ladeluftkühler 4. Der Ladeluftkühler 4 ist über Verschraubungspunkte M9 bis M11 mit dem Funktionsmodul verbunden.
4 zeigt das Funktionsmodul 1 mit Abgasrückführmodul 14, Ladeluftkühler 4 und Transportlasche 15.
Anhand der 1 bis 4 ist ersichtlich, dass das Funktionsmodul 1 mit Kühlmitteleingang 2, Kühlmittelausgang 3 und Transportlasche 15 kompakt ausgeführt ist. Somit ist es möglich Kosten- und Bauraumoptimiert Anbauelemente wie Abgasrückführmodul 14 und Ladeluftkühler 4 anzubinden.
Bezugszeichenliste

1: Funktionsmodul
2: Kühlmitteleingang
3: Kühlmittelausgang
4: Ladeluftkühler
7, 8, 9: Öffnungen
10, 11, 12, 13: Streben
14: Abgasrückführmodul
15: Transportlasche
16: Kühlmittelstutzen
17: Dichtung
18: Kühlmittelzulauf
19: Abgaseingang
20: Abgasausgang
21: Kühlmittelablauf
M1 bis M11: Verschraubungspunkte
Q1: Eingangsquerschnitt
Q2: Ausgangsquerschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102007049336 A1 [0002]
DE 602005004579 T2 [0003]

Claims

Funktionsmodul für einen Motor, wobei das Funktionsmodul einen Kühlmitteleingang und einen Kühlmittelausgang aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsmodul (1) einerseits mit einem Motorgehäuse und andererseits mit einem Anbauelement (4, 14) verbindbar ist, wobei das Funktionsmodul (1) für das Anbauelement (4, 14) eine Trägerfunktion und für den Kühlmitteleingang (2) und den Kühlmittelausgang (3) eine Leitungsfunktion bildet, wobei der Kühlmitteleingang (2) und der Kühlmittelausgang (3) nicht direkt in Wirkverbindung mit dem Anbauelement (4, 14) stehen.
Funktionsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmitteleingang (2) am Motorgehäuse mit einem Zylinderkopf verbunden ist und so das Kühlmittel vom Zylinderkopf durch das Funktionsmodul zu einem Ausgleichsbehälter geführt wird.
Funktionsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsmodul (1) einteilig ausgebildet ist und Öffnungen (7, 8, 9) sowie Streben (10, 11, 12, 13) aufweist.
Funktionsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel von Kühlmitteleingang (2) zu Kühlmittelausgang (3) in einem nahezu rechten Winkel geführt wird.
Funktionsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmitteleingang (2) einen größeren Querschnitt als der Kühlmittelausgang (3) aufweist.
Funktionsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmitteleingang (2) mit einem größerer Eingangsquerschnitt (Q1), mindestens eine Doppelung des Eingangsquerschnitts (Q1‘) entfernt, zum Kühlmittelausgang (3) mit einem kleineren Ausgangsquerschnitt (Q2) angeordnet ist.
Funktionsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Funktionsmodul (1) eine Transportlasche (15) angeordnet ist.
Funktionsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Kühlmittelausgang (3) ein Kühlmittelstutzen (16) angeordnet ist.
Funktionsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Kühlmitteleingang (2) eine Kühlmitteldichtung (17) angeordnet ist.
Funktionsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anbauelement (4, 14) als Ladeluftkühler (4) und/oder als Abgasrückführmodul (14) ausgebildet ist.