DE3702267A1 - Anordnung von zumindest zwei luft-fluessigkeits-waermetauschern an kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wärmetauscheranordnung an Kraftfahrzeugen der im Oberbegriff des ersten Anspruchs ange­ gebenen Art und insbesondere auf eine Anordnung eines Wasser­ kühlers sowie eines Klimaanlagen-Kondensators.

Hierfür ist es üblich, beispielsweise eine in der US-Patentschrift 38 44 130 gezeigte Anordnung zu wählen. In Luftströmungsrichtung betrachtet sind dabei im Fahrzeugfrontbereich ein elektrisch an­ getriebenes Lüfterrad, der Klimaanlagen-Kondensator und dahinter der Wasserkühler der Fahrzeug-Brennkraftmaschine angeordnet. Zur Steigerung des Kühlerwirkungsgrades werden Wasserkühler in neuerer Zeit immer engmaschiger gestaltet, so daß sie der durch­ strömenden Luftmenge einen nicht unerheblichen Widerstand ent­ gegensetzen. Für die Kühlung der Brennkraftmaschine bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten ist dies nicht unschädlich, da alleinig durch den Fahrtwind eine ausreichende Kühlluftmenge den eng­ maschigen Kühler zu durchtreten in der Lage ist. Bei nur gerin­ gen Fahrzeuggeschwindigkeiten jedoch sind die bislang vor den Klimaanlagen-Kondensatoren angeordneten elektrischen Gebläse nun nicht mehr in der Lage, einen ausreichenden Kühlluftstrom durch die beiden Wärmetauscher zu fördern. Zwar befindet sich in Luft­ strömugsrichtung hinter dem Wasserkühler oftmals noch ein weite­ rer, zumeist mechanisch von der Brennkraftmaschine angetriebener Lüfter, doch kann auch dieser, da er in seinen Abmessungen durch die Fahrzeugkarosserie begrenzt ist, meist nicht die in kritischen Betriebszuständen benötigte Luft-Förderleistung er­ bringen.

Eine Abhilfemaßnahme ist in der EP-A 96 127 vorgeschlagen. Dabei ist ein vorrangig dem Klimaanlagen-Kondensator zugeordnetes elektrisches Gebläse zwischen dem Kondensator und dem Wasser­ kühler angeordnet. Da dieses Gebläse nunmehr den Luftstrom sowohl durch den Kondensator saugt als auch direkt ohne einen irgendwie zwischengeschalteten Strömungswiderstand durch den Wasserkühler fördert, kann damit auch in kritischen Betriebs­ zuständen eine ausreichende Kühlleistung erzielt werden. Diese Anordnung weist aber einen relativ hohen Platzbedarf auf; um diesen zumindest so gering als möglich zu halten, schlägt jene Schrift für den Gebläseantrieb die Verwendung eines elektrischen Flachspulen-Motors vor. Jene Motoren sind aber äußerst aufwen­ dig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, mit einfachen Maßnahmen eine optimale Durchströmung zumindest zweier hinter­ einander angeordneter Luft-Flüssigkeits-Wärmetauscher mit einem davor- bzw. dahinterliegenden Gebläse zu erzielen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Patentanspruchs gelöst.

Eine zwischen den Wärmetauschern vorgesehene Luftleitvorrichtung veranlaßt den vom Gebläse geförderten Luftstrom, alle Wärmetau­ scher zu durchströmen; der sich augenblicklich zwischen zwei Wärmetauschern befindende Luftstrom wird somit daran gehindert, sich aufzuteilen und nur zu einem Teil den zweiten Wärmetauscher zu durchströmen, wohingegen bei der in der US 38 44 130 gezeig­ ten Anordnung ein Teil-Luftstrom zwischen dem Kondensator und dem Kühler seitlich austreten kann.

Zwar ist beispielsweise aus der DE-OS 28 26 697 eine an einem Fahrzeugkühler angeordnete Luftleitvorrichtung bekannt, jedoch handelt es sich dabei um eine Luftleitvorrichtung, welche üb­ licherweise zusammen mit einem Lüfterrad zur Anwendung kommt; eine Anregung, eine derartige oder ähnliche Luftleitvorrichtung zwischen zwei Wärmetauschern und insbesondere ohne Verwendung eines zusätzlichen Lüfterrades vorzusehen, erhält der Fachmann aus dieser Schrift jedoch nicht.

Die Ansprüche 2 und 3 beschreiben vorteilhafte Ausbildungen der Luftleitvorrichtung(en). Dabei können diese in ihren Abmessungen entweder der Projektionsfläche des Gebläses oder - strömungs­ technisch optimiert - dem vom Gebläse geförderten Luftstrom angepaßt sein.

Anspruch 4 nennt eine vorteilhafte Weiterbildung unter Verwen­ dung eines weiteren, hinter dem letzten Wärmetauscher vorge­ sehenen Lüfterrades. Dieses im allgemeinen dem Wasserkühler zugeordnete und oftmals von der Fahrzeug-Brennkraftmaschine direkt angetriebene Lüfterrad wird in seiner Wirkung insbesondere dann vorteilhafterweise von dem vor dem vordersten Wärmetau­ scher, im allgemeinen dem Kondensator, angeordneten Gebläse ergänzt, wenn die Projektionsflächen der beiden Lüfterräder in Strömungsrichtung im wesentlichen nebeneinander liegen, sich also nicht mehr als konstruktiv notwendig überschneiden.

Eine weitere Steigerung der Kühlleistung zweier erfindungsgemäß angeordneter Wärmetauscher ist außerdem erzielbar, wenn eine weitere Luftleitvorrichtung vorgesehen ist, welche in ihren Ab­ messungen im wesentlichen den Außenkonturen der beiden Wärme­ tauscher angepaßt ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten - nur skizzenhaft dargestellten - Ausführungsbeispiels näher be­ schrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Teil-Seitenansicht eines Kraftfahrzeuges mit einer erfindungsgemäßen Anordnung zweier Luft-Flüssigkeits- Wärmetauscher, sowie

Fig. 2 eine zugehörige Frontansicht.

Im Motorraum 1 eines Kraftfahrzeuges 2 sind angeordnet eine Brennkraftmaschine 3 mit einem Motorlüfter 4, vor diesem ein Wasserkühler 5 sowie davor ein Klimaanlagen-Kondensator 6. Vor dem Klimaanlagen-Kondensator 6 befindet sich ein elektromotorisch betriebenes Gebläse 7. Vorteilhafterweise sind der Motorlüfter 4 sowie das Gebläse 7 so nebeneinander angeordnet, daß sich deren Projektionsflächen nicht überdecken. Wird das Gebläse dann - insbesondere wenn der vom Motorlüfter 4 geförderte Luftstrom für den Wärmetauschvorgang im Kondensator 6 nicht ausreicht - zeitweise zugeschaltet, so bewirkt der vom Gebläse 7 geförderte Luftstrom auch einen gesteigerten Wärmetauscherwirkungsgrad am Wasserkühler 5.

Aufgrund kompakt gebauter Motorräume herrscht jedoch hinter dem Motorlüfter 4 bzw. dem Wasserkühler 5 ein nicht unwesentlicher Überdruck, welcher - auch wegen der Engmaschigkeit des Wasser­ kühlers 5 - veranlaßt, daß der vom Gebläse 7 geförderte Luftstrom zwischen dem Kondensator 6 sowie dem Wasserkühler 5 in Pfeil­ richtung 9 seitlich zu entweichen versucht.

Dadurch würde aber der Wärmetauscherwirkungsgrad des Wasser­ kühlers 5 wieder deutlich herabgesetzt. Um diesen Effekt zu vermeiden, ist erfindungsgemäß zwischen dem Kondensator 6 sowie dem Wärmetauscher 5 eine im wesentlichen dem vom Gebläse 7 geförderten Luftstrom angepaßte Luftleitvorrichtung 8 vorgesehen. Ein seitliches Entweichen des Luftstromes in Pfeilrichtung 9 ist somit ausgeschlossen, der Luftstrom wird sowohl durch den Kon­ densator 6 als auch durch den Wasserkühler 5 geführt.

In analoger Weise ist daneben auch eine dem Motorlüfter 4 an­ gepaßte Luftleitvorrichtung 10 zwischen dem Kondensator 6 sowie dem Wasserkühler 5 vorgesehen. Diese deckt sich dabei im wesent­ lichen mit der den Motorlüfter 4 umgebenden Lüfterzarge 11. Somit wird vermieden, daß Luftmassen - ohne den Kondensator 6 zu passieren - zwischen diesem und dem Wasserkühler 5 in Pfeil­ richtung 12 seitlich angesaugt werden.

In manchen Fällen erweist es sich auch als vorteilhaft, diese Luftleitvorrichtung 10 gemäß Anspruch 5 im wesentlichen den Außenkonturen der beiden Wärmetauscher anzupassen.

Nicht dargestellt ist in diesem Ausführungsbeispiel eine detaillierte konstruktive Ausgestaltung sowie Befestigung der einzelnen Luft­ leitvorrichtungen 8 und 10. Dies kann wie allgemein üblich er­ folgen.

Wesentlich ist die Tatsache, zwischen zwei Wärmetauschern den durch sie geförderten Luftströmen angepaßte Luftleitvorrichtungen vorzusehen. Unerheblich ist dabei auch, ob nur ein Gebläse in Strömungsrichtung vor dem ersten oder hinter dem letzten Wärme­ tauscher angeordnet ist, oder ob mehrere Gebläse oder Lüfter vorgesehen sind. Eine derartige erfindungsgemäße Anordnung muß dabei auch nicht auf Kraftfahrzeuge beschränkt bleiben, sondern ist ebenso anwendbar bei Traktoren, Baumaschinen oder dgl.

Claims (5)

1. Anordnung von zumindest zwei Luft-Flüssigkeits-Wärme­ tauschern an Kraftfahrzeugen, insbesondere Anordnung eines Wasserkühlers sowie eines Klimaanlagen-Kondensators, wobei zur Förderung eines Luftstromes durch die in Strömungsrich­ tung hintereinander angeordneten Wärmetauscher vor dem ersten Wärmetauscher ein Gebläse vorgesehen ist, gekennzeichnet durch zumindest eine zwischen den Wärme­ tauschern (5, 6) vorgesehene Luftleitvorrichtung (8).

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleitvorrichtung(en) in ihren Abmessungen im wesentlichen der Projektionsfläche des Gebläses (7) in Strömungsrichtung angepaßt ist (sind).

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleitvorrichtunge(en) in ihren Abmessungen dem vom Gebläse (7) geförderten Luft­ strom angepaßt ist (sind).

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, wobei vor dem ersten Wärmetauscher das Gebläse sowie hinter dem letzten Wärmetauscher, insbesondere dem Wasserkühler (5) ein Lüfterrad (4) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektionsfläche des Gebläses (7) sowie des Lüfterrades (4) in Strömungsrichtung im wesentlichen nebeneinander liegen.

5. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeweils zwei Wärme­ tauschern eine weitere Luftleitvorrichtung vorgesehen ist, welche in ihren Abmessungen im wesentlichen den Außenkon­ turen der beiden Wärmetauscher angepaßt ist.