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Die Erfindung betrifft eine Lüfterzarge für ein Kraftfahrzeug. Eine Lüfterzarge umfasst regelmäßig einen Rahmen mit einer ersten Seitenwand und einer zweiten Seitenwand, die eine Breite der Lüfterzarge definieren, sowie mit einem oberen Rahmenteil und einem unteren Rahmenteil, die eine Höhe der Lüfterzarge definieren. Innerhalb der von dem Rahmen umschlossenen Fläche ist mindestens ein Lüfter mit einem drehbaren Rotor angeordnet. Die Lüfterzarge wird, bei Verbau im Vorderwagen eines Kraftfahrzeugs, regelmäßig in Fahrtrichtung vor der Antriebseinheit und hinter einem Kühler verbaut.
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Aus der
EP 1 764 572 A1 ist eine Zarge bekannt, die einen Wärmeüberträger und einen Lüfter umfasst.
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Die steigenden Anforderungen in Bezug auf Crashsicherheit führen dazu, dass der Abstand zwischen der Front eines Kraftfahrzeuges und den vordersten Bauteilen immer größer werden soll. Dadurch wird aber der zum Verbau der Komponenten verfügbare Bauraum immer geringer.
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Weiterhin führt die steigende Anzahl von Aggregaten (zusätzliche Wasserpumpen, Sekundärluftgebläse, Hybridkomponenten), die gerade zur Einhaltung der immer strengeren Abgasvorschriften erforderlich werden, zu beengten Bauraumverhältnissen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die mit Bezug auf den Stand der Technik angeführten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll der zum Einbau von Bauteilen und Komponenten verfügbare Bauraum, insbesondere im Vorderwagen, effizienter genutzt werden.
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Zur Lösung dieser Aufgaben trägt eine Lüfterzarge mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 bei. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und/oder Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.
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Es wird eine Lüfterzarge für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, wobei die Lüfterzarge im Wesentlichen von einem (ein- oder mehrteiligen) Rahmen gebildet ist. Der Rahmen weist eine erste Seitenwand und eine zweite Seitenwand, die eine Breite der Lüfterzarge definieren, sowie ein oberes Rahmenteil und ein unteres Rahmenteil, die eine Höhe der Lüfterzarge definieren auf.
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Innerhalb einer von dem Rahmen umschlossenen Fläche ist mindestens ein Lüfter mit einem drehbaren Rotor angeordnet. Der Lüfter bzw. der Rotor durchringt diese betrachtet Fläche oder ist durch diese begrenzt. Eine Erstreckung des mindestens einen Lüfters (oder des Rotors) in einer sich quer (senkrecht) zur Breite und Höhe erstreckenden ersten Richtung definiert eine Tiefe der Lüfterzarge. Je nach Lage der betrachteten Fläche kann sich der Lüfter bzw. Rotor in die erste Richtung einseitig oder beidseitig erstrecken. Die Erstreckung des Lüfters (oder des Rotors) bestimmt wertemäßig die Tiefe. Mit der Fläche und der Tiefe kann demnach ein Lüfter-Rahmen-Volumenanteil angegeben werden. Sind mehrere Lüfter vorgesehen, wird bevorzugt die Summe der Erstreckungen in erster Richtung betrachtet, es ist jedoch auch möglich, dass nur die Erstreckung eines einzelnen Lüfters (oder Rotors) zur Dentition der Tiefe herangezogen wird.
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Die Lüfterzarge kann einen Rahmen aufweisen, der insbesondere mit seinen Dimensionen selbst eine Rahmentiefe vorgibt. Innerhalb des Rahmens können aber in Tiefenrichtung weitere Bauteile bzw. Bauteilgruppen, z. B. ein Kühleraggregat, angeordnet sein. Da hier die Tiefe über die Erstreckung des Lüfters (oder des Rotors) vorgegeben wird, kann diese Tiefe ggf. einen Teilabschnitt der Rahmentiefe betreffen.
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Innerhalb der (durch den Rahmen gebildeten) Fläche ist zumindest ein Teil von mindestens einer fluidführenden Rohrleitung angeordnet (wobei sich die Rohrleitung im Übrigen auch über die Fläche und/oder den Rahmen hinaus außerhalb erstrecken kann). Die fluidfördernde Rohrleitung kann starr oder flexibel ausgeführt sein. Insbesondere wird mit der Rohrleitung eine Flüssigkeit gefördert, die für elektrische Bauteile problematisch sein kann, wie z. B. eine wässrige und/oder eine korrosive Flüssigkeit.
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Zumindest ein Teilbereich des Teils der fluidführenden Rohrleitung erstreckt sich in einer quer (senkrecht) zur ersten Richtung verlaufenden zweiten Richtung. Dabei ist der Teilbereich zumindest teilweise innerhalb der Tiefe angeordnet. Die fluidführende Rohrleitung kann sich ausgehend von der äußeren Umgebung der Lüfterzarge und/oder des Rahmens in das Lüfter-Rahmen-Volumenanteil hinein erstrecken und danach auch wieder verlassen. Die fluidführende Rohrleitung verläuft zumindest in einem Bereich des Lüfter-Rahmen-Volumenanteils nicht parallel zur Rotationsachse des Lüfters. Der Abschnitt, der den Lüfter-Rahmen-Volumenanteil durchläuft, wird als „Teil“ (bzw. Abschnitt) der fluidführenden Rohrleitung bezeichnet. Dieser Teil der fluidführenden Rohrleitung muss nicht mit seinem ganzen Querschnitt darin angeordnet sein, sondern kann ausreichen, wenn zumindest ein „Teilbereich“ (des Querschnitts) der fluidführenden Rohrleitung in den Lüfter-Rahmen-Volumenanteil eindringt.
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Es ist mit anderen Worten möglich, die Rohrleitung teilweise so in dem Lüfter-Rahmen-Volumenanteil anzuordnen, dass diese über einen vorgebbaren Abschnitt im Wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse des Lüfters (oder Rotors) verläuft, also von einem Bereich nahe des Rahmens hin zu dem mindestens einen Lüfter und/oder umgekehrt.
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Bisher wurde die Lüfterzarge ausschließlich zum Halten des mindestens einen Lüfters eingesetzt. Gegebenenfalls wurden elektrische Leitungen zum Antrieb der Lüfter an der Lüfterzarge befestigt. Weitere Leitungen wurden bisher nicht im Bereich der Lüfterzarge verlegt.
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Hier wird nun vorgeschlagen, mindestens eine fluidführende Rohrleitung, insbesondere zwischen Rahmen und dem mindestens einen Lüfter, im Bereich der Lüfterzarge zu verlegen. Die mindestens eine Rohrleitung erstreckt sich dabei zumindest mit einem Teil innerhalb des Rahmens, also in einem ersten Bereich bzw. Raum, der durch die Fläche und die Tiefe definiert ist. Zumindest ein Teilbereich erstreckt sich in einer quer zur ersten Richtung (in dieser Richtung erstreckt sich die Tiefe) verlaufenden zweiten Richtung (also in der Ebene der Fläche bzw. parallel dazu).
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Insbesondere umfasst der Teilbereich der fluidführende Rohrleitung eine Länge von mindestens 5 cm [Zentimeter], bevorzugt mindestens 10 cm, besonders bevorzugt mindestens 20 cm.
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Durch die mindestens eine fluidführende Rohrleitung kann im Betrieb bzw. nach Inbetriebnahme des Kraftfahrzeuges ein Fluid (z. B. Wasser, Öl, technisches Gas - aber keine Umgebungsluft, etc.) geleitet werden. Ggf. zusätzlich auch ein elektrischer Strom, der aber bevorzugt gerade nicht zum Antrieb des mindestens einen Lüfters verwendet wird.
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Bevorzugt ist die mindestens eine Rohrleitung an der Lüfterzarge befestigt (z. B. über einen Halter, einen Clip, etc.).
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Insbesondere weist die Rohrleitung in dem Teilbereich und quer zur zweiten Richtung zumindest einen Rohrleitungsquerschnitt auf, wobei zumindest 50 %, insbesondere zumindest 75 %, des Rohrleitungsquerschnitts innerhalb der Tiefe angeordnet ist. Insbesondere kann also der Rohrleitungsquerschnitt auch teilweise außerhalb der Tiefe (also vor oder hinter der Lüfterzarge bzw. dem Lüfter-Rahmen-Volumenanteil) angeordnet sein.
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Bevorzugt ist der Teilbereich der Rohrleitung vollständig (also 100 % des Rohrleitungsquerschnitts) innerhalb der Tiefe bzw. des dem Lüfter-Rahmen-Volumenanteils angeordnet.
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Der Rohrleitungsquerschnitt beträgt beispielsweise zwischen 10 und 30 Millimeter, insbesondere ca. 20 Millimeter, wobei der Rohrleitungsquerschnitt hinsichtlich seiner Dimensionierung an die Anforderungen z. B. für den jeweiligen (Kühl-)Kreislauf angepasst ausgeführt ist.
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Die zumindest eine Rohrleitung kann sich zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende erstrecken, wobei zumindest ein Ende außerhalb der Fläche oder außerhalb der Tiefe angeordnet ist. Insbesondere erstreckt sich die Rohrleitung aus einem zweiten Bereich, der außerhalb der Fläche oder außerhalb der Tiefe angeordnet ist, zumindest in den ersten Bereich, der durch Tiefe und Fläche definiert ist, hinein, ggf. auch durch diesen hindurch hin zu dem jeweils anderen Ende.
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Gemäß einer Ausgestaltung weist die Rohrleitung zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende einen im Wesentlichen konstanten Durchströmungsquerschnitt für ein Fluid auf.
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Insbesondere wird das Fluid also durch die Rohrleitung hindurchgeleitet, wobei die Rohrleitung von einem ersten Ende, das in dem zweiten Bereich angeordnet ist, sich durch den ersten Bereich und bis zum zweiten Ende erstreckt, das wieder in dem zweiten Bereich angeordnet ist.
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Insbesondere ist der Teil der Rohrleitung über mindestens eine Befestigung an der Lüfterzarge befestigt.
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Die mindestens eine Befestigung kann ein Festlager umfassen. Durch ein Festlager sind alle (sechs) Bewegungs-Freiheitsgrade (also die drei möglichen Verschiebungs-Bewegungen im Raum und die drei möglichen Rotations-Bewegungen) der Rohrleitung festgelegt.
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Die mindestens eine Befestigung kann ein Loslager umfassen. Durch ein Loslager sind nicht alle (sechs) Bewegungs-Freiheitsgrade der Rohrleitung festgelegt, insbesondere ist zumindest einer der drei Verschiebungs-Bewegungen nicht festgelegt.
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Insbesondere ist der Teil der Rohrleitung über ein Festlager und mindestens (oder genau) ein Loslager an der Lüfterzarge befestigt.
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Durch ein Loslager kann insbesondere eine Wärmeausdehnung der Rohrleitung im Betrieb des Kraftfahrzeuges kompensiert werden. Insbesondere können so auch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungen von Lüfterzarge und Rohrleitung ausgeglichen werden.
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Die Rohrleitung kann sich ausgehend von dem Teil der Rohrleitung, der innerhalb der von dem Rahmen umschlossenen Fläche angeordnet ist, durch zumindest ein Rahmenteil oder ein Seitenteil hindurch erstrecken (in den zweiten Bereich).
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Es wird weiter ein Kraftfahrzeug mit einer Antriebseinheit (z. B. eine Verbrennungskraftmaschine oder ein elektrischer Antrieb oder ähnliches) zum Antrieb des Kraftfahrzeuges, einem Kühler zum Kühlen der Antriebseinheit (oder weiterer Komponenten wie Steuergeräte, Leistungselektronik, etc.) sowie der beschriebenen Lüfterzarge vorgeschlagen. Insbesondere weist die Lüfterzarge mindestens einen Lüfter auf, der zum Beaufschlagen des Kühlers mit einem Luftstrom vorgesehen ist. Dabei wird über den Lüfter insbesondere ein Luftstrom durch den in Fahrtrichtung davor angeordneten Kühler bzw. Wärmetauscher angesaugt.
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Der Verbau der beschriebenen Lüfterzarge in dem Kraftfahrzeug kann zu einer effizienteren Ausnutzung des verfügbaren Bauraums führen.
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Die Ausführungen zu der Lüfterzarge gelten gleichermaßen für das Kraftfahrzeug und umgekehrt.
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Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“, ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:
- 1: ein Kraftfahrzeug in einer Seitenansicht;
- 2: eine Lüfterzarge in perspektivischer Ansicht;
- 3: einen ersten Ausschnitt einer Lüfterzarge in perspektivischer Ansicht;
- 4: das Detail IV aus 3 in einer Ansicht entlang der zweiten Richtung;
- 5: das Detail V aus 3 in einer Ansicht entlang der zweiten Richtung;
- 6: eine erste Ausführungsvariante eines Festlagers in einer perspektivischen Ansicht;
- 7: das Festlager nach 6 in einer Ansicht entlang der zweiten Richtung;
- 8: eine zweite Ausführungsvariante eines Festlagers in einer Ansicht entlang der zweiten Richtung;
- 9: einen zweiten Ausschnitt einer Lüfterzarge in perspektivischer Ansicht; und
- 10: einen dritten Ausschnitt einer Lüfterzarge in perspektivischer Ansicht.
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Die 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 2 in einer Seitenansicht. Das Kraftfahrzeug 2 weist im Vorderwagen nacheinander (mindestens) einen Kühler 28, eine Lüfterzarge 1 und eine Antriebseinheit 27 auf.
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2 zeigt eine Lüfterzarge 1 in perspektivischer Ansicht. Die Lüfterzarge 1 umfasst einen Rahmen 3 mit einer ersten Seitenwand 4 und einer zweiten Seitenwand 5, die eine Breite 6 der Lüfterzarge 1 definieren, sowie ein oberes Rahmenteil 7 und ein unteres Rahmenteil 8, die eine Höhe 9 der Lüfterzarge 1 definieren. Innerhalb der von dem Rahmen 3 umschlossenen Fläche 10 sind zwei Lüfter 11 mit jeweils einem drehbaren Rotor 12 angeordnet. Eine Erstreckung 13 mindestens eines Lüfters 11 in einer sich quer zur Breite 6 und Höhe 9 erstreckenden ersten Richtung 14 definiert eine Tiefe 15 der Lüfterzarge 1. Innerhalb der durch den Rahmen 3 gebildeten Fläche 10 ist zumindest ein Teil 16 von jeweils einer fluidführenden Rohrleitung 17 angeordnet (wobei sich die Rohrleitungen über die Fläche 10 und den Rahmen 3 hinaus außerhalb der Fläche 10 erstreckt). Zumindest ein Teilbereich 18 des Teils 16 der Rohrleitung 17 erstreckt sich in einer quer zur ersten Richtung 14 verlaufenden zweiten Richtung 19. Die zweite Richtung 19 erstreckt sich in der Ebene der Fläche 10 bzw. parallel dazu. Dabei ist der Teilbereich 18 zumindest teilweise innerhalb der Tiefe 15 angeordnet.
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Die Rohrleitungen 17 erstrecken sich zumindest mit einem Teil 16 innerhalb des Rahmens 3, also in einem ersten Bereich 33, der durch die Fläche 10 und die Tiefe 15 definiert ist.
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Die Rohrleitungen 17 sind über Befestigungen 24 an der Lüfterzarge 1 befestigt (z. B. über einen Halter, einen Clip, etc.).
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3 zeigt einen ersten Ausschnitt einer Lüfterzarge 1 in perspektivischer Ansicht. 4 zeigt das Detail IV aus 3 in einer Ansicht entlang der zweiten Richtung 19. 5 zeigt das Detail V aus 3 in einer Ansicht entlang der zweiten Richtung 19. Die 3 bis 5 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu 2 wird Bezug genommen.
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Die Rohrleitung 17 weist in dem Teilbereich 18 und quer zur zweiten Richtung 19 einen Rohrleitungsquerschnitt 20 auf, der zu 100 % innerhalb der Tiefe 15 angeordnet ist.
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Die Rohrleitung 17 erstreckt sich zwischen einem ersten Ende 21 und einem zweiten Ende 22, wobei beide Enden 21, 22 außerhalb der Fläche 10 und außerhalb der Tiefe 15 angeordnet sind. Die Rohrleitung 17 erstreckt sich von einem ersten Ende 21, das in dem zweiten Bereich 34 angeordnet ist, der außerhalb der Fläche 10 und außerhalb der Tiefe 15 angeordnet ist, über eine Öffnung 29 in dem Rahmen 3 in den ersten Bereich 33 hinein, der durch Tiefe 15 und Fläche 10 begrenzt bzw. definiert ist. Die Rohrleitung erstreckt sich durch diesen ersten Bereich 33 hindurch und über eine Öffnung 29 in der Lüfterzarge 1 hin zu dem zweiten Ende 22, das wieder in dem zweiten Bereich 34 angeordnet ist.
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Dabei weist die Rohrleitung 17 zwischen dem ersten Ende 21 und dem zweiten Ende 22 einen im Wesentlichen konstanten Durchströmungsquerschnitt 23 für ein Fluid auf.
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Der Teil 16 der Rohrleitung 17 ist über zwei Befestigungen 24 an der Lüfterzarge 1 befestigt. Die eine Befestigung 24 umfasst ein Festlager 25 (Detail IV, siehe 4). Durch ein Festlager 25 sind alle (sechs) Bewegungs-Freiheitsgrade (also die drei möglichen Verschiebungs-Bewegungen im Raum und die drei möglichen Rotations-Bewegungen) der Rohrleitung 17 festgelegt. Die Rohrleitung 17 ist über den ersten Halter 31 mit dem Festlager 25 verbunden.
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Die andere Befestigung 24 umfasst ein Loslager 26. Durch ein Loslager sind nicht alle (sechs) Bewegungs-Freiheitsgrade der Rohrleitung festgelegt. Hier ist eine der drei Verschiebungs-Bewegungen nicht festgelegt (hier entlang der zweiten Richtung 19). Das Loslager 26 wird durch einen Stift 30 an dem zweiten Halter 32 gebildet, der sich durch eine Aufnahme in dem Rahmen 3 erstreckt (siehe 3 und 5). Der Stift 30 kann entlang der zweiten Richtung 19 gegenüber dem Rahmen 3 verschoben werden. 3 zeigt mehrere Ausführungsformen eines Stifts 30.
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6 zeigt eine erste Ausführungsvariante eines Festlagers 25 in einer perspektivischen Ansicht. 7 zeigt das Festlager 25 nach 6 in einer Ansicht entlang der zweiten Richtung 19. 8 zeigt eine zweite Ausführungsvariante eines Festlagers 25 in einer Ansicht entlang der zweiten Richtung 19. Die 6 bis 8 werden gemeinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu 3 und 4 wird Bezug genommen.
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Beide Ausführungsvarianten des Festlagers 25 umfassen den ersten Halter 31, der jeweils einerseits das Festlager 25 bildet und andererseits die Rohrleitung 17 fixiert. Dabei ist der erste Halter 31 über Clipverbindungen mit der Lüfterzarge 1 verbunden.
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9 zeigt einen zweiten Ausschnitt einer Lüfterzarge 1 in perspektivischer Ansicht. Auf die Ausführungen zu 2 wird verwiesen.
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Im Unterschied zu 2 ist hier an der ersten Seitenwand 4 eine Öffnung 29 vorgesehen, in die der erste Halter 31 entlang der ersten Richtung 14 eingeschoben werden kann. Der erste Halter 31 bildet das Festlager 25 für die Rohrleitung 17. Weiter ist im Bereich der Fläche 10 in der Lüfterzarge 1 eine weitere Öffnung 29 vorgesehen, durch die hindurch das zweite Ende 22 der Rohrleitung 17 zur Bildung der Loslagerung an dem Loslager 26 geschoben wird. Hier wird die Rohrleitung 17 über den zweiten Halter 32 mit dem Loslager 26 verbunden.
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10 zeigt einen dritten Ausschnitt einer Lüfterzarge 1 in perspektivischer Ansicht. Auf die Ausführungen zu 2 und 9 wird verwiesen.
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Im Unterschied zu 9 ist hier an der ersten Seitenwand 4 eine Öffnung 29 vorgesehen, in die der zweite Halter 32 entlang der ersten Richtung 14 eingeschoben werden kann. Der zweite Halter 32 bildet das Loslager 26 für die Rohrleitung 17. Weiter ist im Bereich der Fläche 10 in der Lüfterzarge 1 eine weitere Öffnung 29 vorgesehen, durch die hindurch das zweite Ende 22 der Rohrleitung 17 zur Bildung der Festlagerung an dem Festlager 25 geschoben wird. Hier wird die Rohrleitung 17 über den ersten Halter 31 mit dem Festlager 25 verbunden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lüfterzarge
- 2
- Kraftfahrzeug
- 3
- Rahmen
- 4
- erste Seitenwand
- 5
- zweite Seitenwand
- 6
- Breite
- 7
- oberes Rahmenteil
- 8
- unteres Rahmenteil
- 9
- Höhe
- 10
- Fläche
- 11
- Lüfter
- 12
- Rotor
- 13
- Erstreckung
- 14
- erste Richtung
- 15
- Tiefe
- 16
- Teil
- 17
- Rohrleitung
- 18
- Teilbereich
- 19
- zweite Richtung
- 20
- Rohrleitungsquerschnitt
- 21
- erstes Ende
- 22
- zweites Ende
- 23
- Durchströmungsquerschnitt
- 24
- Befestigung
- 25
- Festlager
- 26
- Loslager
- 27
- Antriebseinheit
- 28
- Kühler
- 29
- Öffnung
- 30
- Stift
- 31
- erster Halter
- 32
- zweiter Halter
- 33
- erster Bereich
- 34
- zweiter Bereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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