DE2530741B2

DE2530741B2 - Geräuscharme Kühlanlage für Fahrzeuge, insbesondere für Lastkraftwagen

Info

Publication number: DE2530741B2
Application number: DE2530741A
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl.-Ing. Hauser; Gebhard Schwarz
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1975-07-10
Filing date: 1975-07-10
Publication date: 1979-08-09
Also published as: FR2317118B1; SE7607842L; SE427820B; FR2317118A1; DE2530741A1; IT1067089B; DE2530741C3

Description

Die Erfindung betrifft eine geräuscharme Kühlanlage für Fahrzeuge, insbesondere für Lastkraftwagen, bestehend aus einem oder mehreren hinter einem Fahrerhaus angeordneten Kühlern und einem oder mehreren Lüftern, mit einer Ansaugöffnung für den oder die Kühllüfter oberhalb des Fahrerhausdaches, sowie einem kastenförmigen Gehäuse zwischen Lüfterund Kühler.

Eine derartige Kühlanlage ist aus der US-PS 15 001 bekannt. Die bekannte Kühlanlage ist für einen Schlepper bestimmt, und in einem Gehäuse hinter einem Fahrerhaus angeordnet. Dabei überragt eine Ansaugöffnung das Fahrerhausdach. Im Gehäuse sind Lüfter angeordnet, die unterhalb der Oberkante des Fahrerhausdaches liegen und lotrechte Achsen aufweisen. Der Kühler erstreckt sich dabei über die ganze Breite des Gehäuses und befindet sich vollständig innerhalb dieses Gehäuses. Maßnahmen zur Geräuschverminderung, zur Geräuschdämpfung oder Schalldäm-"' mung sind nicht vorgesehen.

Das Problem der Geräuschreduzierung bei lüfterbetriebenen Kraftfahrzeugkühlanlagen ist an sich lange bekannt, ohne daß bisher eine zufriedenstellende Lösung gefunden wurde (Automobiltechnisches Hand-

"> buch, Bussien, 1. Band, 18. Auflage, Seite 541 und 542; ATZ 73 (1971)8, Seite 297 bis 300). Es ist auch ein Kühler mit kleiner Stirnfläche und großer Tiefe bekannt, der eine kleine Abmessung aufweist und an beliebiger Stelle unterzubringen ist Dabei sind in der Leitung vom

i'¹ Gebläse zum Kühler Luftleitmittel vorgesehen zur gleichmäßigen Beaufschlagung des Kühlers.

Auch bei dieser bekannten Kühlung für Kraftfahrzeuge, Luftfahrzeuge od. dgl. (DE-PS 6 81 120) wurde die erforderliche Geräuschminderung nicht in zufriedenstellendem Maße erreicht

Es besteht die Forderung, daß der Geräuschpegel von Kraftfahrzeugen, insbesondere von Lastkraftwagen, gegenüber den heute zulässigen Werten um ca. 10 dB(A) gesenkt werden muß. Dies bedeutet, daß auch das

2-5 Lüftergeräusch um etwa den gleichen Betrag zu reduzieren ist. Eingehende Untersuchungen haben gezeigt, daß die erforderliche Pegelminderung mit den bisher verwendeten Axial- und Halbaxiallüftern nicht zu erreichen ist, wenn nicht der Druckverlust der

J" Kühlanlage beträchtlich verringert wird, so daß die Lüfter mit geringerer Umfangsgeschwindigkeit betrieben werden können. Deshalb werden Kühlanlagen mit wesentlich größerer Kühlerstirnfläche benötigt, die aber aus Platzgründen nicht mehr im Motorraum unterge-

>■' bracht werden können.

Es ist bekannt, derartige Kühlanlagen hinter dem Fahrerhaus anzuordnen, wobei die Luftförderung durch mehrere mit senkrechter Achse nebeneinander angeordnete Axiallüfter erfolgt, die hinter dem Fahrerhaus

·' in einem rechteckigen Schacht eingebaut sind. Dieser Schacht ist mit einem rechteckigen Krümmer verbunden, der als Lufteintritt dient und oberhalb des Fahrerhausdaches mündet. Die Lufteintrittsöffnung liegt dabei senkrecht zur Fahrtrichtung, so daß der Staudruck der Fahrgeschwindigkeit ausgenutzt wird. Die Kühlluft wird über den erwähnten Schacht nach unten gefördert, wo ein großflächiger Kühler vorzugsweise schräg angeordnet ist, der entgegen der Fahrtrichtung durchströmt wird.

Um den hohen Kostenaufwand zu verringern, ist es auch bekannt, anstelle mehrerer Axiallüfter einen großen Lüfter mit horizontaler Achse zwischen Fahrerhaus und schräg stehendem Kühler einzubauen, wobei die Kühlluft ebenfalls oberhalb des Fahrerhaus-

' daches über einen Schacht angesaugt wird. Beide Ausführungen haben den gemeinsamen Nachteil, daß sich eine relativ große Bautiefe ergibt, wodurch die Ladefläche erheblich verkürzt wird. Außerdem wird die Anlage durch den bei beiden Ausführungsbeispielen

>" notwendigen großflächigen Kühler stark verteuert.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine hinter einem Fahrerhaus zu installierende Kühlanlage zu schaffen, die eine geringere Bautiefe aufweist und mit relativ kleinen Kühlerstirnflächen die

:>"' gestellten Anforderungen bezüglich Kühlleistung und Geräuscharmut erfüllt.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß bei einer Kühlanlage der eingangs

erläuterten Art erfindungsgemäß die Achse(n) des oder der Lüfter in bekannter Weise horizontal angeordnet sind, daß als Lüfter ein freilaufendes, ohne Spiralgehäuse arbeitendes, Radialrad mit vorwiegend rückwärts gekrümmten Schaufeln dient, und daß die Bautiefe des oder der Kühler, gemessen in Fahrtrichtung, etwa der Bautiefe des Lüftergehäuses entspricht

Die Erfindung geht zunächst von der Erkenntnis aus, daß eine Lösung der gestellten Aufgabe durch Erhöhung der Druckziffer, wodurch die Umfangsgeschwindigkeit herabgesetzt bzw. größere Druckverluste der Anlage überwunden werden können, durch Anhebung des Lüfterwirkungsgrades, wobei die Verringerung der Strömungsverluste im Lüfter ein günstiges Geräuschverhalten ergeben und durch eine Verbesserung der Zu- und Abströmverhältnisse am Lüfter erreicht wird.

Mit dem freilaufenden Radialrad kann auch eine Kühleranordnung belüftet werden, bei der Wasser- und ölkühler luftseitig hintereinandergeschaltet sind.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in Stromungsrichtung gesehen hinter jedem Kühler ein als Schutz- und Staugitter wirkendes Lochblech angeordnet, welches die seitlich abströmende Kühlluft bremst, so daß ein Teil derselben im Bereich des Fahrzeugrahmens nach unten abströmt

Zur Verbesserung der Beaufschlagung der oberhalb des Fahrerhausdaches befindlichen Luftansaugöffnung ist es bei einem weiteren Merkmal der Erfindung vorteilhaft, wenn im Bereich einer von der Fahrerhausfrontseite und dem Fahrerhausdach gebildeten Kante ein Leitblech angeordnet ist, um eine Strömungsabtösung an dieser Stelle zu vermeiden, bzw. den Bereich einer Ablösung zu verkleinern.

Bei der erfindungsgemäßen Kühlanlage ist es auch möglich, mehrere kleine Lüfter nebeneinander in einer Reihe senkrecht zur Fahrtrichtung anzuordnen. Es ergeben sich kleinere Lüfterabmessungen, jedoch entsteht ein größerer konstruktiver Aufwand gegenüber einem einzelnen Lüfter.

Der Lüfter einer erfindungsgemäßen Kühlanlage kann zusammen mit einem Teil des kastenförmigen Gehäuses am Fahrerhaus befestigt sein, während die Kühler und ein weiterer Teil des Ansaugschachtes am Fahrzeugrahmen abgestützt sind. Bei kippbaren Fahrerhäusern ist zweckmäßigerweise eine Trennstelle vorgesehen und an der Trennstelle eine elastische Dichtung. Es ist aber auch möglich, die gesamte Kühlanlage am Fahrzeugrahmen oder am Fahrerhaus zu befestigen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Lüfter mit einem hydrostatischem Antrieb versehen sind.

Die Unteransprüche sind echte Unteransprüche.

Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch ein Ausführungsbeispiel darstellt. Dabei zeigt

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kühlanlage mit einem freilaufenden Radialrad in Seitenansicht, und

F i g. 2 einen Schnitt gemäß der Linie A-A in F i g. 1.

In Fig. 1 ist der Vorderteil eines an sich beliebigen Lastkraftwagens mit einem Fahrerhaus 17 auf einem Fahrgestellrahmen 22 dargestellt. Erfindungsgemäß ist hinter dem Fahrerhaus 17 in einem kastenförmig ausgebildeten Lüftergehäuse 1 ein Laufrad 2 mit im wesentlichen horizontaler Achse 21 dargestellt. Vor dem Laufrad 2 befindet sich eine Eintrittsöffnung 23 mit einem Schutzgitter 24, wobei die Eintrittsöffnung 23 oberhalb eines Fahrerhausdaches 18 angeordnet ist, so daß die Kühlluft unter Ausnutzung des Staudruckes direkt in das Laufrad 2 eintritt

Nach Durchströmen des Laufrades 2, in welchem die

Luft von der axialen in eine radiale Richtung umgelenkt wird, gelangt sie in das kastenförmige Lüftergehäuse 1, von wo aus sie nach unten strömt und in den oder die dort installierten Kühler 3 bzw. 3 und 4 eintritt

Aus F i g. 2 ist ersichtlich, daß die Kühler 3 schräg, vorzugsweise V-förmig angeordnet sind. In Strömungsrichtung kann hinter den Wasserkühlern 3 auch ein ölkühler 4 vorgesehen sein.

Die erfindungsgemäß verwendete Lüfterbauart zeichnet sich durch eine geringe Bautiefe aus, so daß zweckmäßigerweise zwei schmale Kühler 3 bzw. 3 und 4 vorgesehen sind, um die geringe Lüfterbautiefe auszunutzen.

Bei dem in den F i g. 1 und 2 dargestellten freilaufenden Radialrad 2 mit vorzugsweise rückwärtsgekrümmten Schaufeln kann auf eine Spirale 6

2(i verzichtet werden, da diese Lüfterbauart bereits innerhalb der Laufschaufeln einen großen statischen Druckanstieg erzeugt

Um eine Belästigung von Verkehrsteilnehmern durch die seitlich abströmende Warmluft zu vermeiden, dann in Strömungsrichtung gesehen hinter dem Kühler 3 bzw. 4 ein Lochblech 14 angeordnet sein, welches als Schutz- und Staugitter wirkend die seitlich abströmende Kühlluft bremst, so daß ein Teil derselben im Bereich des Fahrerhauses 17 bzw. des Fahrgestellrahmens 22

λ nach unten austritt Die Kühler 3 und 4 sind dabei, wie in F i g. 2 angedeutet, vorzugsweise schräg angeordnet.

Zur Verbesserung der Beaufschlagung der oberhalb des Fahrerhausdaches 18 befindlichen Lüftereintrittsöffnung 23 kann, wie in F i g. 1 angedeutet, im Bereich der von der Fahrerhausstirnseite 19' und dem Fahrerhausdach 18 gebildeten Kante 20 ein bügeiförmiges Leitblech 15 angeordnet sein, welches eine Ablösung der Strömung an dieser Stelle vermeidet oder verringert.

Die erfindungsgemäß verwendete Lüfterbauart gestattet es, den Lüfterantrieb so unterzubringen, daß die Bautiefe hierdurch nicht vergrößert wird. Beim freilaufenden Radialrad wird der Laufradboden entgegen der Einströmrichtung vorgewölbt, ebenso die

■'·"' Rückwand des kastenförmigen Lüftergehäuses 1. In den so entstehenden freien Raum kann z. B. ein hydrostatischer Lüfterantrieb 25 oder ein Elektromotor od. dgl. installiert werden.
Das kastenförmige Lüftergehäuse 1 kann an der

""' Rückwand 19 am Fahrerhaus 17 befestigt sein, während die Kühler 3 und 4 am Fahrzeugrahmen 22 abgestützt werden. Bei kippbaren Fahrerhäusern 17 ist eine Trennstelle 9 mit elastischer Dichtung 16 vorgesehen. Es ist aber auch die Befestigung der gesamten Anlage am

v· Fahrzeugrahmen 22 oder am Fahrerhaus 17 möglich.

Da die erwärmte Kühlluft nicht mit dem Motorraum in Berührung kommt kann sie zusätzlich zur Beheizung des Fahrerhauses verwendet werden. In F i g. 2 ist eine derartige Ausführung angedeutet. Hinter dem Kühler 3

"I' wird in einem Kanal 10 ein Teil der Warmluft aufgefangen und über öffnungen 11 dem Fahrerhaus 17 zugeführt.

Rs besteht darüberhinaus die Möglichkeit, eine Klimaanlage zu installieren, bei der ein Kondensator 12

t ' mit Hilfe des Kühlgebläses belüftet wird. Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 ist der Kondensator 12 in der Seitenwand des kastenförmigen Lüftergehäuses 1 eingebaut, während die übrigen Teile der Klimaanlage

in einem von der Kühlluft isolierten Raum 13 untergebracht sind. Der Kondensator 12 kann aber auch vor der Lufteintrittsöffnung 23 oder im Raum zwischen Laufrad 2 bzw. 5 und den Kühlern 3 bzw. 3 und 4 angeordnet werden.

Auch die Inilegration einer Heizungsanlage ist möglich, wobei der Wärmetauscher vom Kühllüfter oder einem zusätzlichen Gebläse beaufschlagt werden kann.

In F i g. 2 ist jeweils ein einziger Lüfter eingezeichnet.

Es können aber auch zwei Lüfter in Fahrtrichtung gesehen nebeneinander eingebaut werden. Dabei reduzieren sich die Lüfterabmessungen bei gleicher Umfangsgeschwindigkeit um ca. 30%, jedoch wird der Bauaufwand etwas vergrößert.

In F i g. 2 sind die Kühler 3 und 4 in Schrägstellung dargestellt. Sie können auch in jeder anderen Lage angeordnet werden, wobei die Bautiefe jedoch nichi größer sein soll als diejenige des Lüfters.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Geräuscharme Kühlanlage für Fahrzeuge, insbesondere für Lastkraftwagen, bestehend aus einem oder mehreren hinter einem Fahrerhaus angeordneten Kühlern und einem oder mehreren Lüftern, mit einer Ansaugöffnung für den oder die Kühllüfter oberhalb des Fahrerhausdaches, sowie einem kastenförmigen Gehäuse zwischen Lüfter und Kühler, dadurch gekennzeichnet, dall die Achse(n) (21) des oder der Lüfter in bekannter Weise horizontal angeordnet sind, daß als Lüfter ein freilaufendes, ohne Spiralgehäuse arbeitendes, Radialrad (2) mit vorwiegend rückwärts gekrümmten Schaufeln dient, und daß die Bautiefe des oder der Kühler (3, 4), gemessen in Fahrtrichtung, etwa der Bautiefe des Lüftergehäuses (1) entsprich:.

2. Kühlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kastenförmige Lüftergehäuse (1) am Fahrerhaus (17) befestigt ist, und daß der oder die Kühler (3, 4) am Fahrzeugrahmen (22) abgestützt sind.

3. Kühlanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung gesehen hinter jedem Kühler (3, 4) ein als Schutz- und Staugitter wirkendes Lochblech (14) angeordnet ist, welches die seitlich abströmende Kühlluft bremst, so daß ein Teil derselben im Bereich des Fahrzeugrahmens (22) nach unten abströmt.

4. Kühlanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich einer von der Fahrerhausfrontscite und dem Fahrerhausdach (18) gebildeten Kante (20) ein Leitblech (15) angeordne« ist, um eine Strömungsablösung an dieser Stelle zu vermeiden, bzw. den Bereich einer Ablösung zu verkleinern.

5. Kühlanlage nach Anspruch 1 oder folgenden, gekennzeichnet durch mehrere nebeneinander in einer Reihe senkrecht zur Fahrtrichtung angeordnete Lüfter.

6. Kühlanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, insbesondere Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kastenförmige Gehäuse (1) eine Trennstelle (9) aufweist und daß an der Trennstelle eine elastische Dichtung (16) vorgesehen ist.

7. Kühlanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Lüfter mit einem hydrostatischen Antrieb (25) versehen sind.