DE19936233C2 - Wärmetauscheranordnung für selbstfahrende landwirtschaftliche Nutzfahrzeuge - Google Patents

Abstract

Für selbstfahrende landwirtschaftliche Nutzfahrzeuge, insbesondere für brennkraftmaschinengetriebene Schlepper wird eine Wärmetauscheranordnung vorgesehen, bei der der oder die Wärmetauscher bevorzugt als säulenförmige Wärmetauscher frontseitig zur Fahrerkabine deren Eckbereich vorgelagert angeordnet ist oder sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmetauscheranordnung für selbst­ fahrende landwirtschaftliche Nutzfahrzeuge, insbesondere eine Kühleranordnung für brennkraftmaschinengetriebene Schlepper ge­ mäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Selbstfahrende landwirtschaftliche Nutzfahrzeuge sind in viel­ fältigen Ausgestaltungsformen bekannt, so insbesondere auch als Schlepper. Bei diesen, wie auch bei anderen landwirtschaftli­ chen Arbeitsmaschinen werden immer höhere Leistungen gefordert, die in Verbindung mit einem meist voll mechanisierten Betrieb und geforderten hohen Arbeitsgeschwindigkeiten und Arbeitsqua­ litäten besondere Anforderungen an den Fahrer wie auch an die Arbeitsmöglichkeiten für den Fahrer bedingen. Es wird deshalb neben hohem Bedienkomfort gute Unterbringung des Fahrers und beste Übersicht über das Fahrzeug und die diesem zugeordneten Arbeitsgeräte gefordert, wobei Bedienkomfort und Fahrerkomfort oft auch Ausstattungen bedingen, die ihrerseits den Kühlleis­ tungsbedarf insgesamt anheben. Entsprechend kritisch sind die Raumgegebenheiten in Verbindung mit der Unterbringung von Wär­ metauschern, so insbesondere auch bezüglich der Kühleranordnung der als Antriebsaggregat vorgesehenen Brennkraftmaschine, zumal insbesondere bei Schleppern der diesbezüglich traditionell ge­ nutzte Frontbereich aus Gründen der Übersichtlichkeit sowie des Blickes auf etwaige Frontarbeitsgeräte möglichst schlank sein sowie auch niedrig bauen sollte. Dies führt zu aufwendigen Küh­ lerkonstruktionen mit teilweise mehrfach hintereinander gestaf­ felten Kühlern, denen fallweise gesonderte Kühlkreise bei­ spielsweise für die Brennkraftmaschine, für das im Antrieb von Zusatzaggregaten genutzte hydraulische Arbeitsmedium, für die Getriebekühlung und/oder für die Klimaanlage zugeordnet sind. Mit der Komplexität solcher Kühleranordnungen auf engstem Raum wächst deren Anfälligkeit gegen Verschmutzung, beispielsweise durch Anlagerung von Pflanzenrückständen und Staub, was die Kühlleistung mindert. Die räumlich begrenzten Verhältnisse er­ schweren zugleich aber die Reinigung, so dass diese unter Um­ ständen sogar nur noch mit Werkstattmitteln, d. h. nicht mehr auf dem Felde durchgeführt werden kann.

Die geforderte Übersichtlichkeit, der notwendige Blick auf et­ waige Frontarbeitsgeräte und der angestrebte Komfort für den Fahrer haben bei modernen, selbstfahrenden landwirtschaftlichen Nutzfahrzeugen als Teil der stirnseitigen Abgrenzung ein bei­ spielsweise durch eine Windschutzscheibe gebildetes Sichtfeld zur Folge, das sich, so insbesondere auch bei modernen Schlep­ perkabinen, über einen Großteil der Breite des Schleppers er­ streckt. Um die dadurch mögliche Übersicht auch durch die frontseitig zwischen den Rädern der Vorderachse liegende Brenn­ kraftmaschine möglichst wenig einzuschränken, ist die Brenn­ kraftmaschine bezüglich der Silhouette ihrer Verkleidung schlank und flach gehalten und auch im Anschlussbereich an die stirnseitige Abgrenzung im Regelfall wesentlich schmäler als diese Abgrenzung. Hierdurch hat der Fahrer von seinem Arbeits­ platz über die Verkleidung der Brennkraftmaschine hinweg, aber auch zwischen dieser und den Rädern freien Blick auf die Ar­ beitsgeräte, aber auch auf die Räder, so dass ein guter Über­ blick beim Manövrieren gegeben ist.

Seitlich wird das Sichtfeld, so beispielsweise die Windschutz­ scheibe, üblicherweise durch einen Rahmen abgegrenzt, und es ist bei Schleppern bekannt (Prospekt Deutz Fahr, Agroplus 75-­ 95, Aktion, gültig für Baumonate Juni, Juli, September 99, 9137101, Printed in Germany 9904), ausgehend vom Fahrerplatz, in der entsprechenden Blickzone gegenüber der stirnseitigen Ab­ grenzung nach vorne verlagert, auch die Abgasab- und Frisch­ luftzuführung vorzusehen, gebildet durch ein aufragendes Abgas­ rohr bzw. ein entsprechendes Frischluftrohr, so dass diese Ele­ mente zu keiner Einschränkung in den wesentlichen Sichtberei­ chen führen.

Es ist ferner aus der DE 41 05 844 A1 bekannt, in einem seit­ lich zum Fahrerplatz versetzten, schräg nach vorne und außen sich erstreckenden Bereich vor der blickdichten Zone einer stirnseitigen Abgrenzung des Fahrerplatzes, die das Sichtfeld umfasst, der Motorabdeckung zugeordnete, seitliche Verklei­ dungsteile der Kühlluftführung vorzusehen.

Für Kraftfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, mit Brenn­ kraftmaschinenantrieb und mit einer zugehörigen Kühlanlage, die einen außerhalb des Motorraumes angeordneten zusätzlichen Wär­ metauscher umfasst, ist es bekannt (DE 29 41 093 C2), diesen zusätzlichen Wärmetauscher im Bereich der Rückwand des Fahrer­ hauses und damit im Übergangsbereich zwischen Fahrerhaus und dem mit Abstand hinter diesem liegenden Fahrzeugaufbau anzuord­ nen. Der Wärmetauscher liegt dabei im unteren Bereich eines Luftkanales, der von einem über dem Fahrerhaus angeordneten Ge­ bläse ausgeht und sich zwischen Fahrerhaus und Aufbau gegen den Wärmetauscher erstreckt, für den als eine mögliche Lage auch der vordere untere Eckbereich des Aufbaues vorgesehen ist.

Hiermit wird das Ziel verfolgt, ohne zusätzliche Geräuschbelas­ tung und ohne Beeinträchtigung der Ladekapazität die benötigte Kühlleistung ergänzend zur Verfügung zu stellen.

Des Weiteren ist es aus der DE 42 05 425 A1 bekannt, rückseitig zum Fahrerhaus in den Eckbereichen desselben und vorgelagert zu dem mit Abstand hinter dem Fahrerhaus liegenden Fahrzeugaufbau eine säulenartige Luftansaugvorrichtung mit integrierter Was­ serabzweigung anzuordnen, die auf einen Luftfilter ausmündet.

Des Weiteren ist aus der US 3 827 523 ein kombiniertes Kühl- Abgas-System, insbesondere für Nutzfahrzeuge, zu entnehmen, das rückseitig zum Fahrerhaus liegt und bei über dem Fahrerhaus liegendem Lufteintritt einen fallend durchströmten Wasserkühler aufweist. Dieser ist über einer Abgasturbine angeordnet, die ein Lüfterrad antreibt und im Übergang zwischen einem Abgasaus­ trittsrohr und zwei hierzu quer verlaufenden weiterführenden Abgasrohren liegt, die anschließend seitlich des Wasserkühlers über das Fahrerhaus nach oben hinausgeführt sind. Die Abgasaus­ trittsrohre sind von Luftführungsrohren mit Abstand ummantelt, über die die über das Lüfterrad angesaugte und bei der Durch­ strömung des Kühlers erwärmte Luft unter Kühlung der Abgasroh­ re, und damit der Abgase an die Atmosphäre abgegeben wird. Ein solches Kühl-Abgas-System soll sich durch besondere Leistungs­ fähigkeit auszeichnen und insbesondere als gesonderte Bauein­ heit den Zwängen herkömmlicher, motornah angeordneter Kühlsys­ teme nicht unterworfen, sowie auch übergreifend für verschiede­ ne Brennkraftmaschinen einsetzbar sein.

Ferner ist es aus der DE 38 00 296 A1 bekannt, für Fahrzeuge mit Heckmotor und frontseitigem Kühler die notwendigen, den da­ zwischenliegenden Fahrgastraum überbrückenden Flüssigkeitslei­ tungen als Zusatzkühler auszubilden, dadurch, dass diese Flüs­ sigkeitsleitungen als außenseitig längsverrippte, im Kühlluft­ strom liegende Verbindungselemente ausgebildet sind.

Für selbstfahrende landwirtschaftliche Nutzfahrzeuge der ein­ gangs genannten Art soll durch die Erfindung eine Wärmetau­ scheranordnung aufgezeigt werden, mit der sich die angesproche­ nen Probleme bezüglich der Bereitstellung einer ausreichenden Kühlleistung ohne Beeinträchtigung sonstiger Anforderungen, insbesondere auch ohne Beeinträchtigung der Sichtverhältnisse zumindest teilweise beheben lassen.

Erreicht wird dies durch die Merkmale des Anspruches 1, demzu­ folge als in der Totwinkelzone angeordnetes Element ein Wärme­ tauscher vorgesehen ist. Diese Anordnung des Wärmetauschers er­ möglicht bei geringem Bauraumaufwand aufgrund der für Kühlzwe­ cke günstigen Lage vergleichsweise hohe Kühlleistungen, ohne die Sichtverhältnisse zu beeinträchtigen, wobei sich in Verbin­ dung mit üblichen frontseitigen Brennkraftmaschinenanordnungen, Getriebeanordnungen und/oder dem Fahrerarbeitsplatz zugeordne­ ten Klimaanlagen auch kurze Leitungswege ergeben.

Vor allem in Verbindung mit sonstigen Elementen, wie einem Luftansaugrohr oder auch mit einem Abgasrohr als weiterem, in der Totwinkelzone angeordneten Element ist die erfindungsgemäße Wärmetauscheranordnung zweckmäßig, da sich in der Kombination eine vorteilhafte Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Raumes der Totwinkelzone erreichen lässt und der Wärmetauscher in Ver­ bindung mit sonstigen Elementen auch als konstruktive Einheit ausgeführt werden kann, die als Strukturteil eine wechselseiti­ ge Stabilisierung ermöglicht.

Für den Wärmetauscher, der im Rahmen der Erfindung gegebenen­ falls auch als Wärmetauschersäule ausgebildet sein kann, er­ weist sich dabei eine Ausgestaltung als Rohrkühler als zweckmä­ ßig, wobei die Rohre innen- und/oder außenseitig verrippt oder gewellt ausgeführt sein können, wie dies zur Erhöhung der Wär­ meabstrahlung an sich bekannt ist, und wobei die Rohre als ein- oder mehrlagige Rohrwendel gewickelt sein können, die zentral das Zu- oder Abflussrohr aufweist.

Insbesondere in Verbindung mit einer derartigen säulenartigen Ausbildung lässt sich die erfindungsgemäße Wärmetauscheranord­ nung alleinstehend oder kombiniert, z. B. mit Abgasrohr oder Luftansaugrohr anordnen, wobei gegebenenfalls gemeinsame Halte­ rungsteile zur Karosserie und/oder Fahrerkabine sowie auch ge­ meinsame Verkleidungsteile vorgesehen sein können.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Ferner wird die Erfindung mit weiteren De­ tails anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Draufsicht auf den Kabinenbereich eines Schleppers als selbstfahrendes, landwirtschaft­ liches Nutzfahrzeug, und

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines aus der Praxis bekannten Schleppers.

In der Darstellung gemäß Fig. 2 ist ein selbstfahrendes land­ wirtschaftliches Nutzfahrzeug in Form eines Schleppers 1 ge­ zeigt, der Vorderräder 2 und Hinterräder 3 aufweist und der mit einer Fahrerkabine 4 versehen ist, die im wesentlichen über den Hinterrädern 3 und in dem diesen benachbartem Zwischenachsbe­ reich liegt. Eine stirnseitige Abgrenzung mit einer Windschutz­ scheibe 5 als Sichtfeld ist Bestandteil einer Fahrerkabine 4, und es ist frontseitig anschließend an diese stirnseitige Ab­ grenzung unterhalb der Windschutzscheibe 5 das Antriebsaggregat des Schleppers in Form einer Brennkraftmaschine vorgesehen, wo­ bei deren Verkleidung mit 6 bezeichnet ist. Die Verkleidung 6, im wesentlichen in Form einer sogenannten Motorhaube, erstreckt sich von der stirnseitigen Abgrenzung mit abfallender Silhouet­ te bis in den Bereich der Vorderräder 2, wobei die Brennkraft­ maschine und ihre Verkleidung 6 schmaler sind als der zwischen den Vorderrädern 2 gegebene Abstand, so dass sich eine gute Übersicht über die Vorderräder 2 und etwaige, hier nicht darge­ stellte, frontseitig zum Schlepper 1 vorgesehene Arbeitsgeräte ergibt.

Der der Fahrerkabine 4 zugeordnete Arbeitsplatz ist in der Dar­ stellung gemäß Fig. 1 durch den Fahrersitz 7 symbolisiert, frontseitig zu dem im Übergang zur Windschutzscheibe 5 das Lenkrad 8 liegt.

Aus Gründen der Veranschaulichung sind der Windschutzscheibe 5 in der Schemadarstellung gemäß Fig. 1 seitliche Abgrenzungen 9, 10 zugeordnet, zwischen denen, bezogen auf die Draufsicht gemäß Fig. 1, die nach vorne auskragende Brennkraftmaschine mit der ihr zugeordneten Verkleidung 6 angedeutet ist. Da die Brennkraftmaschine mit der Verkleidung 6 schmäler baut als die den Raum zwischen den Hinterrädern 3 einnehmende Fahrerkabine 4 als geschützter Fahrerplatz verbleibt zwischen den Vorderrädern 2 bei etwa gleicher Spurweite der Vorder- und der Hinterachse auch aufgrund der üblicherweise schmäleren Bereifung der Vor­ derräder 2 ein seitlicher Freiraum zwischen den Vorderrädern 2 und der Brennkraftmaschine sowie ein seitlicher Überstand der Fahrerkabine 4 gegenüber der Verkleidung 6, wie aus Fig. 1 er­ sichtlich.

Dem vorderen Eckbereich der Fahrerkabine 4 sind, in Fig. 1 symbolisiert durch die seitlichen Abgrenzungen 9 und 10 der Windschutzscheibe 5, erfindungsgemäß Wärmetauscher 11 und 12 vorgelagert, die in Fig. 1 strichliert dargestellt sind und die sich im Bereich des Eckbereiches der Windschutzscheibe ent­ lang desselben in Höhenrichtung erstrecken. Die Anordnung die­ ser Wärmetauscher 11, 12, von denen im Rahmen der Erfindung selbstverständlich auch lediglich einer vorgesehen sein kann, ist im wesentlichen derart getroffen, dass es sich in Höhen­ richtung vorgelagert zur Kabine entlang deren Kante erstrecken, wobei, was hier nicht weiter dargestellt ist, die Wärmetauscher bevorzugt säulenförmig ausgebildet sein können.

Sind, wie in Fig. 2 ersichtlich, in diesem Eckbereich der Ka­ bine 4 vorgelagert bereits anderweitige Elemente angeordnet, so beispielsweise ein Abgasrohr 13 und ein Luftansaugrohr 14, so erweist es sich im Rahmen der Erfindung als zweckmäßig, die Wärmetauscher 11, 12 mit entsprechendem Verlauf und entspre­ chender Erstreckung anzuordnen, und zwar bevorzugt im Übergang zwischen Abgasrohr 13 bzw. Luftansaugrohr 14 und den seitlichen Abgrenzungen 9 und 10, wobei im Rahmen der Erfindung eine un­ mittelbare Anbindung an die seitlichen Abgrenzungen 9, 10 er­ folgen kann. Als zweckmäßig erweist es sich gegebenenfalls auch, den jeweiligen Wärmetauscher 11, 12 mit dem Abgasrohr 13 bzw. dem Luftansaugrohr 14 zu einer Baueinheit zu verbinden oder ihnen eine gemeinsame Verkleidung zuzuordnen.

Als zweckmäßig erweist es sich im Rahmen der Erfindung insbe­ sondere, die Wärmetauscher 11, 12 derart anzuordnen, das sie in einer bereits gegebenen Todwinkelzone 15, 16 liegen, beispiels­ weise bestimmt durch die Lage der seitlichen Abgrenzungen 9, 10 zum Fahrersitz 7, oder dass sie eine entsprechende Todwinkelzo­ ne 15, 16 bestimmen, falls beispielsweise eine entsprechende seitliche Abgrenzung der Windschutzscheibe nicht gegeben ist. Bezogen auf die Gesamtkonfiguration des Schleppers ist die Todwinkelzone 15, 16 so gelegt, dass durch die die Todwinkelzo­ ne bestimmenden Elemente, beispielsweise also die Wärmetauscher 9, 10 bzw. das Abgasrohr 13 oder das Luftansaugrohr 14 der Blick auf arbeitstechnisch wesentliche Bereiche im Schlepperum­ feld nicht beeinträchtigt wird.

Entsprechend der Höhe des Schlepperaufbaus lassen sich verhält­ nismäßig leistungsstarke Wärmetauscher bei etwa säulenförmiger Gestaltung und Anordnung im jeweiligen Eckbereich, wie insbe­ sondere in Fig. 1 veranschaulicht, anordnen.

Claims (13)

1. Wärmetauscheranordnung für selbstfahrende landwirtschaftli­ che Nutzfahrzeuge, insbesondere Kühleranordnung für brennkraft­ maschinengetriebene Schlepper, mit bezogen auf die Vorwärts­ fahrtrichtung frontseitig zum Fahrerplatz (7) liegender, stirn­ seitiger Abgrenzung (5) desselben, die ein Sichtfeld umfasst, dem in einem seitlich zum Fahrerplatz (7) versetzten Bereich eine blickdichte Zone zugeordnet ist, derart, dass sich ausge­ hend vom Fahrerarbeitsplatz (7) und vor der Abgrenzung (5) lie­ gend eine schräg nach vorne und außen erstreckende und in Blickrichtung sich aufweitende Totwinkelzone ergibt, in der ein aufragendes, in Hochrichtung der Totwinkelzone sich erstrecken­ des Element angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass als in der Totwinkelzone (15, 16) angeordnetes Element ein Wärmetauscher (11, 12) vorgesehen ist.

2. Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (11, 12) einem sonstigen, in der Totwin­ kelzone (15, 16) angeordneten Element (Abgasrohr 13; Luftan­ saugrohr 14) benachbart ist.

3. Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als sonstiges Element, einem Eckbereich der Fahrerkabine (4) vorgelagert, ein aufrechtes Luftansaugrohr (14) vorgesehen ist.

4. Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als sonstiges Element, einem Eckbereich der Fahrerkabine (4) vorgelagert, ein aufrechtes Abgasrohr (13) vorgesehen ist.

5. Wärmetauscheranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (11, 12) zwischen einem sonstigem Ele­ ment (Abgasrohr 13; Luftansaugrohr 14) und der stirnseitigen Abgrenzung (Windschutzscheibe 5) des Fahrerplatzes liegt.

6. Wärmetauscheranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher dem sonstigen Element, vom Fahrerplatz aus gesehen, in Blickrichtung vorgelagert ist.

7. Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (11, 12) und ein sonstiges Element (Ab­ gasrohr 13; Luftansaugrohr 14) zu einer Kombinationseinheit verbunden sind.

8. Wärmetauscheranordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (11, 12) und ein sonstiges Element (Ab­ gasrohr 13; Luftansaugrohr 14) eine gemeinsame Verkleidung auf­ weisen.

9. Wärmetauscheranordnung nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (11, 12) durch eine Rohrkühleranordnung gebildet ist.

10. Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (11, 12) eine Kühlwendel aufweist.

11. Wärmetauscheranordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (11, 12) durch innen- und/oder außensei­ tig verrippte oder gewellte Rohre gebildet ist.

12. Wärmetauscheranordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (11, 12) als Wärmetauschersäule ausge­ bildet ist.

13. Wärmetauscheranordnung nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Totwinkelzone (15, 16) angeordnete Wärmetau­ scher (11, 12) einen Zusatzkühler bildet.