DE19938428C2 - Kühlanordnung in Kraftfahrzeugen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lichtmaschine (10) und die Verwendung von Lichtmaschinen (10) in Kraftfahrzeugen (14). DOLLAR A Im modernen Fahrzeugbau herrscht das Bestreben, den für die Unterbringung des Antriebsaggregats und der Nebenaggregate erforderlichen Raum zu minimieren, um einen möglichst großen nutzbaren Innenraum zur Verfügung stellen zu können. DOLLAR A Um in diesem Zusammenhang die Gestaltungsfreiheit bei der Anordnung von kühlluftbenötigenden Hilfsaggregaten zu erhöhen, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß eine Lichtmaschine (10) als kompakter Hilfslüfter ausgebildet ist. Dazu ist insbesondere gemäß Anspruch 1 vorgesehen, daß an dem Gehäuse (28) der Lichtmaschine (10) ein Saugleitungsanschlußstutzen (40) zum Anschluß einer Kühlluftleitung (42) eines luftgekühlten Wärmetauschers (44) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlanordnung mit einer Lichtmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1 (DE 195 42 956 A1) und die Verwendung einer Lichtmaschine.

Im modernen Kraftfahrzeugbau herrscht das Bestreben, den für die Unterbringung des Antriebsaggregats und der Nebenaggregate erforderlichen Raum zu minimieren, um einen möglichst großen nutzbaren Innenraum zur Verfügung stellen zu können. Ferner wird aus Gründen der Aerodynamik der das Antriebsaggregat umschließende Karosseriebereich immer fla­ cher gestaltet. Dies führt dazu, daß die einzelnen Aggre­ gatkomponenten sehr beengt untergebracht sind und häufig an nicht optimalen Einbauorten angeordnet werden müssen. Da­ durch besteht insbesondere die Gefahr, daß einzelne Kompo­ nenten, für deren einwandfreie Funktion in ausreichendem Maße vorhandene kühle Luft erforderlich ist, mit Leistungs­ verlust und oder störanfällig arbeiten.

Komponenten, für die kühle Luft von besonderer Bedeutung ist, sind neben dem Wasser- und dem Ölkühler Hilfsaggregate wie ein Klimaanlagen- oder Ladeluftkühler. Die beiden zuletzt genannten Komponenten stehen in der Prioritätenliste hinter den zuerst genannten und werden daher häufig in einer ungünstigen Einbaulage angeordnet. Dies führt im allgemeinen zu einem Leistungsverlust, wenn nämlich der Ladeluftkühler nur noch warme Luft atmet.

Das Problem der Belüftung von Lichtmaschinen ist im Stand der Technik in DE 30 09 815 A1, DE 35 00 069 A1, EP 0 213 981 A1 und EP 0 420 371 A1 behandelt.

DE 30 09 815 A1 beschreibt eine Lichtmaschine, bei der das Lüfterrad im Innern des Lichtmaschinengehäuses in Fahrt­ richtung hinten angeordnet ist und zusammen mit dem Fahrt­ wind eine axiale Durchlüftung der Lichtmaschine bewirkt.

Gemäß DE 35 00 069 A1 erfolgt eine Durchlüftung des Gehäu­ ses gegen den Fahrtwind. Das Lüfterrad ist dazu in Fahrt­ richtung vorne am Gehäuse an dessen Außenseite angeordnet.

EP 0 213 981 A1 beschreibt ein besonderes gestaltetes Lüfterrad einer Lichtmaschine, welches im Innern der Licht­ maschine angeordnet ist und die Durchlüftung verbessern soll.

Eine weitere Lichtmaschine mit speziell gestaltetem Lüfter­ rad ist in EP 0 420 371 A1 beschrieben. Das Lüfterrad ist im Gehäuseinnern angeordnet und so ausgebildet, daß die Schallabstrahlung begrenzt ist.

Eine Lichtmaschine mit zwei Lüfträdern, die Luft in verschiedenen Richtungen durch das Lichtmaschinengehäuse fördern, ist aus DE 90 14 251 U1 bekannt.

Das Problem der Kühlerbelüftung wird in DE 34 32 439 A1, DE 38 39 009 A1, DE 42 22 264 A1, EP 0799 979 A1, EP 0 886 046 A1, und EP 0 919 705 A2 behandelt.

Das Problem eines beengten Motorraumes bei gleichzeitig mangelhafter Belüftung des Motorraumes ist aus DE 195 42 965 A1 bekannt. In dieser Schrift, von der der Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgeht, sind einige Probleme beschrieben, die bestehen, wenn in einen für luftgekühlte Motoren ausgebildeten, am Heck eines Fahrzeugs angeordneten Motorraum ein wassergekühlter Motor eingebaut wird. Um den Wasserkühler dieses Motors mit ausreichend Kühlluft zu ver­ sorgen ist in dieser Schrift vorgeschlagen, koaxial zu der Lichtmaschine des Motors einen Lüfter anzuordnen, der den Kühler über eine Luftführung anbläst und gleichzeitig die Lichtmaschine kühlt.

Keine der genannten Schriften befaßt sich jedoch mit dem Problem der Belüftung, das bei der Anordnung von kühlluft­ benötigenden Hilfsaggregaten wie Ladeluftkühler oder Klima­ anlagenkühler in engen Räumen besteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Gestaltungs­ freiheit bei der Anordnung von kühlluftbenötigenden Hilfsaggregaten zu erhöhen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 9 bzw. 10.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß eine Lichtmaschine als kompakter Hilfslüfter der Kühlanordnung ausgebildet ist. Dazu ist insbesondere gemäß Anspruch 1 vorgesehen, daß an dem Gehäuse der Lichtmaschine ein Saugleitungsan­ schlußstutzen zum Anschluß einer Kühlluftleitung eines luftgekühlten Wärmetauschers ausgebildet ist. Die an dem Saugleitungsanschlußstutzen anzuschließende Kühlluftleitung ermöglicht es, Hilfsaggregate an praktisch jeder beliebigen Stelle im Motorraum anzuordnen, wobei dennoch die Lüfterwirkung der Lichtmaschine eine ausreichende Belüftung gewährleistet.

Eine besonders effektive Lüfterwirkung läßt sich erzielen, wenn auf der Welle der Lichtmaschine an beiden Stirnseiten des Gehäuses ein erstes bzw. ein zweites Lüfterrad angeord­ net sind. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, über die Gestaltung des ersten Lüfterrades die Durchlüftung der Lichtmaschine zu optimieren und über die Gestaltung des zweiten Lüfterrades die Luft-Fördermenge für das zu küh­ lende Hilfsaggregat.

Bei einer Ausgestaltung der Lichtmaschine als Sauglüfter kann mit zwei Lüfterrädern auch sichergestellt werden, daß die Lichtmaschine ausreichend gekühlt wird, auch wenn über die Kühlluftleitung und den Saugleitungsanschlußstutzen er­ wärmte Luft in die Lichtmaschine geführt wird.

Die Vorteile der Erfindung zeigen sich besonders, wenn der Wärmetauscher der einer Ladeluftkühlanlage eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Pkws ist. Durch die verbesserte Kühlung der Ladeluft wird eine höhere Motorleistung erreicht, ohne daß dafür in nennenswertem Umfang Motorraum benötigt wird. Auch die Fertigungskosten für das Kraftfahrzeug bleiben praktisch unverändert, denn bis auf die zusätzlich zu verlegende Kühlluftleitung sind bei der Montage keine weiteren Komponenten einzubauen.

Die erfindungsgemäße Kühlanordnung erleichtert auch das Nachrüsten von Fahrzeugen mit einer Klimaanlage, da nicht zusätzlich zu dem für die Klimaanlage erforderlichen Raum noch Raum für einen Lüfter zur Verfügung gestellt werden muß.

Weiter vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße, im Motorraum eines PKW an­ geordnete Kühlanordnung in schematischer Darstel­ lung.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Kühlanordnung mit einer Lichtmaschine 10 gezeigt, die im Motorraum 12 eines PKW 14 angeordnet ist. Der PKW 14 weist als Antriebsaggregat einen 6-Zylinder-Dieselmotor 16 auf, welcher im Betrieb in dem Motorraum 12 hohe Temperaturen verursacht. Zur Kühlung des Dieselmotors 16 ist hinter ei­ nem am Frontende 18 des PKW angeordneten Kühlergrill (nicht gezeigt) ein Kühler 20 angeordnet. Dieser Kühler 20, der vom Fahrtwind (Pfeile A) angeströmt wird, beansprucht die gesamte offene Fläche des Kühlergrills.

Die Lichtmaschine 10 ist seitlich am Motorblock des Diesel­ motors 16 angeordnet, wobei die Welle 22 sich parallel zur Kurbelwelle 24 und in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt. Die Welle 22 wird über einen Keilriemenantrieb 26 von dem Die­ selmotor 16 angetrieben.

In ihrem, von einem aus Gußteilen bestehenden Gehäuse 28 umschlossenen Innenraum 30 sind ein Stator 32 und ein Rotor 34 angeordnet, wobei der Rotor 34 mit der Welle 22 rotiert. Auf der Welle 22 sind im Innenraum 30 des Gehäuses 28 im Bereich der vorderen Stirnseite ein erstes Lüfterrad 36 und im Bereich der hinteren Stirnseite ein zweites Lüfterrad 38 angeordnet.

An dem Gehäuse 28 ist ein kappenartiger, aus einem gummi­ elastischen Material bestehender Saugleitungsanschluß­ stutzen 40 ausgebildet. Dazu weisen die Gußteile des Gehäuses 28 eine umlaufende Nut oder Rippe auf, so daß der Saugleitungsanschlußstutzen 40 sicher festgehalten wird.

An dem Saugleitungsanschlußstutzen 40 ist eine Kühlluft­ leitung 42 aus einem bis 130°C hitzebeständigen Material angeordnet. Vorzugsweise weist die Kühlluftleitung 42 ra­ dial verlaufende Rippen auf, die ein kollabieren der Kühl­ luftleitung 42 aufgrund des in ihr herrschenden leichten Unterdrucks vermeiden. Die Kühlluftleitung 42 verbindet die Lichtmaschine 10 mit einem Ladeluftkühler 44, welcher in einem sogenannten "Totluft"-Bereich des Motorraums 12 ange­ ordnet ist. In diesem Bereich wird der Ladeluftkühler 44 nicht direkt vom Fahrtwind angeströmt.

Im Betrieb saugt das erste Lüfterrad 36 gemäß dem Pfeil B Luft durch den Kühler 20 hindurch in die Lichtmaschine hin­ ein. Ferner saugt das zweite Lüfterrad 38 über die Kühl­ luftleitung 42 gemäß den Pfeilen C Luft durch den Ladeluft­ kühler 44 hindurch an. Es ist erkennbar, daß am Ladeluft­ kühler 44 keine direkte Anströmung aufgrund des Fahrtwindes erfolgt. Sowohl die von dem ersten als auch die von dem zweiten Lüfterrad 36, 38 geförderte Luft tritt radial aus dem Gehäuse 28 der Lichtmaschine 10 durch dafür vorgesehene Entlüftungsschlitze aus.

Claims (10)

1. Kühlanordnung in Kraftfahrzeugen mit einer Lichtmaschine (10) mit einem in einem Gehäuse (28) angeordneten Stator (32), mit einem auf einer Welle (22) rotierenden, von einem Antriebsaggregat (16) des Kraftfahrzeugs (14) angetriebenen Rotor (34), mit einem auf der Welle (22) angeordneten Lüfterrad, mit einem luftgekühlten Wärmetauscher (44) und einer Kühlluftführung zwischen dem Gehäuse (28) und dem Wärmetauscher (44), wodurch der Wärmetauscher (44) durch einen durch das Lüfterrad erzeugten Kühlluftstrom beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kühlluftführung einen an dem Gehäuse (28) ausgebildeten Saugleitungsanschlußstutzen (40) und eine an diesem angeschlossene Kühlluftleitung (42) aufweist,
wobei das Lüfterrad die Kühlluft über den Wärmetauscher (44) und die Kühlluftleitung (42) ansaugt.

2. Kühlanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle (22) an den beiden Stirnseiten des Gehäuses (28) ein erstes bzw. ein zweites Lüfterrad (36, 38) angeordnet sind.

3. Kühlanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Lüfterrad (36, 38) die Luft in entgegengesetzten Richtungen durch das Gehäuse (28) fördern.

4. Kühlanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Lüfterrad (36, 38) die Luft axial in das Gehäuse (28) hinein fördern, wobei das Gehäuse (28) so ausgebildet ist, daß die Luft radial aus dem Gehäuse (28) austritt.

5. Kühlanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Lüfterräder (26, 38) im Innern des Gehäuses (28) angeordnet sind.

6. Kühlanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (44) ein Ladeluftkühler ist.

7. Kühlanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladeluftkühler in einem vom Fahrtwind nicht oder nicht direkt angeströmten Totluftbereich des Motorraumes (12) des Kraftfahrzeugs (14) angeordnet ist.

8. Kühlanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (44) ein Kühler einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage ist.

9. Verwendung einer Lichtmaschine (10) als Hilfslüfter für einen Kraftfahrzeug-Ladeluftkühler (44).

10. Verwendung einer Lichtmaschine als Hilfslüfter für den Kühler einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage.