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Die
Erfindung betrifft einen Kühlradiator
für einen
Kraftfahrzeugmotor, wie im Oberbegriff von Anspruch 1 definiert.
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Insbesondere
betrifft die Erfindung einen Kühlradiator
mit einem Bündel
von Rohren im Wärmeaustausch
mit Luft, in denen die Kühlflüssigkeit
eines Motors zirkuliert. Für
die Kühlleistung
ist es manchmal nötig,
dass die Flüssigkeit
mehrmals durch das Wärmetauscher-Bündel des
Radiators läuft.
Ein solcher Radiator umfasst eine Eintrittsöffnung und eine Austrittsöffnung für die wärmeabführende Flüssigkeit.
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Damit
das Fluid das Rohrbündel
mindestens zweimal in entgegengesetzten Richtungen durchlaufen kann,
müssen
die Eintritts- und Austrittsöffnungen
voneinander beabstandet sein. Insbesondere wenn es sich um einen
Radiator handelt, bei dem die Flüssigkeit
drei Durchgänge
durchführt
(so genannte Z-Zirkulation), müssen
die beiden Öffnungen
in Bezug auf den mittleren Abschnitt des Radiators diametral gegenüberliegend
angeordnet sein. Das heißt
die Eintrittsöffnung
ist auf einer Seite des oberen Abschnitts des Radiators und die
Austrittsöffnung
im unteren Abschnitt und auf der anderen Seite des Radiators angeordnet.
Für das
Ein- und Ableiten der Kühlflüssigkeit
sorgen Ansätze,
die an der Eintritts- beziehungsweise Austrittsöffnung montiert sind.
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Diese
Anordnung der Ansätze
kann jedoch Probleme mit sich bringen. Denn der Platz unter der Motorhaube
kann sich als zu knapp für
die Eingangs- und/oder Ausgangsansätze erweisen. Es ist bekannt, Leitungen
oder Zufuhrschläuche
zu verwenden, die am Radiator entlanglaufen, um die schlechte Positionierung
der Eingangs- und Ausgangsansätze
zueinander auszugleichen. Diese Lösung ist jedoch im Hinblick
auf Kosten, Masse und Platzverbrauch nicht zufrieden stellend.
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Die
JP-A-11118367 beschreibt einen Radiator, bei dem die Eintritts- und Austrittsöffnung in
der Nähe
einer Ebene angeordnet sind, die im Wesentlichen parallel zur Zirkulationsrichtung
der Flüssigkeit im
Bündel
und senkrecht zur Ebene des Bündels
verläuft.
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Die
JP-A-60142197 beschreibt einen Radiator gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs
mit einer Öffnung,
durch die eine wärmeabführende Flüssigkeit
zu einem Rohrbündel
im thermischen Austausch mit Luft läuft, wobei die Flüssigkeit
mindestens zweimal in entgegengesetzten Richtungen durch das Bündel fließt, und
einer Austrittsöffnung
für die
Flüssigkeit,
die im Bündel
zirkuliert ist, wobei die Eintritts- und Austrittsöffnungen
in der Nähe
einer Ebene angeordnet sind, die im Wesentlichen parallel zur Zirkulationsrichtung
der Flüssigkeit
im Bündel und
senkrecht zur Ebene des Bündels
verläuft,
wobei die beiden Öffnungen
darüber
hinaus zumindest teilweise in der Längsverlängerung desselben Abschnitts
des Bündels
angeordnet sind, in dem die Flüssigkeit
in einer bestimmten Richtung zirkuliert, wobei sich die Eintrittsöffnung für die wärmeabführende Flüssigkeit
in einem Eingangs-Wasserkasten befindet, der dem Rohrbündel angefügt ist.
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Der
in der JP-A-60142197 beschriebene Radiator (6 bis 8)
erlaubt die Zirkulation der Flüssigkeit
in zwei aufeinander folgenden Ebenen, die hintereinander auf dem
Weg des zu kühlenden Gases
in der Richtung der Dicke des Radiators angeordnet sind, sodass
das zu kühlende
Gas zweimal in Folge in thermischem Austausch mit der Flüssigkeit des
Bündels
steht.
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Diese
Architektur verleiht dem Radiator eine größere Dicke, die seinen Einsatz
in einem Fahrzeug erschwert und außerdem erhöhte Herstellungskosten nach
sich zieht.
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Ein
weiteres Problem der oben beschriebenen Radiatoren besteht darin,
dass sie in vertikaler Richtung viel Platz beanspruchen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kühlradiator für einen
Kraftfahrzeugmotor vorzuschlagen, der die oben erwähnten Nachteile
des Stands der Technik vollständig
oder teilweise behebt.
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Dieses
Ziel wird dadurch erreicht, dass der Kühlradiator für einen
Kraftfahrzeugmotor mindestens eine Führungswand im Eingangs-Wasserkasten aufweist,
die gegenüber
einer horizontalen und zur Ebene des Radiators senkrechten Ebene
leicht geneigt ist, um den direkten Durchlauf der Flüssigkeit von
der Eintrittsöffnung
zur Austrittsöffnung
oder in einem einzigen Durchlauf durch das Bündel zu verhindern.
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Darüber hinaus
kann die Erfindung eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen:
- – Die
Austrittsöffnung
für die
wärmeabführende Flüssigkeit
befindet sich in einem am Bündel
angefügten
Ausgangs-Wasserkasten, die Eingangs- und Ausgangs-Wasserkästen sind
an den beiden Enden des Bündels
angeordnet, die Flüssigkeit läuft dreimal
durch das Bündel,
eine erste Seite der Wand leitet die Flüssigkeit so, dass sie gegenüber der
Eintritts- und Austrittsöffnung
seitlich verschoben in das Bündel
eindringt, und die zweite Seite der Wand führt die Flüssigkeit beim Richtungswechsel
zwischen dem zweiten und dritten Durchlauf.
- – Die
Austrittsöffnung
für die
wärmeabführende Flüssigkeit
befindet sich in einem am Rohrbündel angefügten Ausgangs- Wasserkasten, wobei
die Eingangs- und Ausgangs-Wasserkästen am selben Ende des Bündels liegen,
wobei die Führungswand
die Eingangs- und Ausgangs-Wasserkästen derart trennt, dass die
Flüssigkeit
zweimal in entgegengesetzten Richtungen durch das Bündel läuft.
- – Der
Eingangs-Wasserkasten liegt im oberen Abschnitt des Radiators, wobei
die Führungswand zum
einen in einer ersten Richtung geneigt ist, die im Wesentlichen
parallel zur Ebene des Bündels verläuft, und
zum anderen in einer zweiten Richtung, die im Wesentlichen senkrecht
zur Ebene des Bündels
verläuft,
sodass die Höhe
des Eingangs-Wasserkastens begrenzt ist.
- – Die
Führungswand
ist durch Einrasten und/oder Crimpen am Eingangs-Wasserkasten befestigt.
- – Die
Führungswand
wird im Eingangs-Wasserkasten zum einen von darin gebildeten Anschlagmitteln
und zum anderen von Mitteln zum Crimpen des Eingangs-Wasserkastens
an das Bündel des
Radiators gehalten.
- – Der
Querschnitt der Führungswand
entspricht im Wesentlichen einem umgedrehten U, dessen zwei parallele
Zweige an ihren Enden von den Mitteln zum Crimpen des unteren Endes
des Eingangs-Wasserkastens
an das obere Ende des Bündels
gehalten werden.
- – Die
vom Querschnitt der Führungswand
gebildete Basis des Us umfasst Rippen oder Vertiefungen, die mit
komplementär
geformten Vertiefungen oder Rippen an den Innenwänden des Eingangs-Wasserkastens zusammenwirken.
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Weitere
Besonderheiten und Vorteile werden bei der Lektüre der folgenden Beschreibung
deutlich, die auf die beigefügten
Zeichnungen Bezug nimmt.
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1 zeigt
einen Radiator nach einer ersten Ausführungsart der Erfindung in
schematischer Vorderansicht und im Schnitt durch eine vertikale
Ebene.
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2 zeigt
den Radiator von 1 in schematischer Draufsicht.
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3 zeigt
einen schematischen Querschnitt entlang der Linie BB der 1 und 2 des Radiators.
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4 ist
eine schematische Draufsicht auf den Raum eines Fahrzeugs unter
der Motorhaube und zeigt ein Beispiel für den Einsatz des Radiators von 1.
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5 zeigt
einen schematischen Querschnitt entlang der Linie BB der 1 und 2 einer
zweiten Ausführungsart
eines erfindungsgemäßen Radiators.
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6 zeigt
einen schematischen Querschnitt entlang der Linie BB der 1 und 2 einer
dritten Ausführungsart
eines erfindungsgemäßen Radiators.
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7 zeigt
einen schematischen Querschnitt entlang der Linie BB der 1 und 2 einer
vierten Ausführungsart
eines erfindungsgemäßen Radiators.
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8 zeigt
eine schematische Vorderansicht im Schnitt durch eine vertikale
Ebene eines Radiators nach einer fünften Ausführungsart der Erfindung.
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Nun
wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben.
Der Radiator 1 umfasst einen mittleren Abschnitt, der von
einem Bündel 7 von
Rohren gebildet wird, in denen die wärmeab führende Kühlflüssigkeit des Motors eines Fahrzeugs
zirkuliert. Die Rohre stehen in Wärmeaustausch mit der Außenluft,
sie bilden also einen Wärmetauscher
vom Typ Flüssigkeit/Luft.
Die Rohre, die in den Zeichnungen aus Gründen der Einfachheit nicht
dargestellt sind, verlaufen vertikal.
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Auf
dem oberen Ende des Rohrbündels 7 sitzt
ein Eingangs-Wasserkasten 6 mit
einer Öffnung 2 für den Eintritt
der Kühlflüssigkeit.
Das untere Ende des Bündels
ist von einem Ausgangs-Wasserkasten 8 mit
einer Öffnung 4 für den Austritt
der Flüssigkeit verschlossen,
die das Bündel 7 durchlaufen
hat.
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Die
Eintritts- beziehungsweise Austrittsöffnungen 2 und 4 können jeweils
von einem Verbindungsansatz 12, 14 festgelegt
sein. Wie in den 2 und 3 dargestellt,
können
die beiden Ansätze 12, 14 im
Wesentlichen senkrecht zur Ebene des Radiators verlaufen, sodass
sie auf der gleichen Seite des Radiators 1 vorspringen.
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Die
Eintrittsöffnung 2 und
die Austrittsöffnung 4 liegen
in der Nähe
einer vertikalen Ebene, die im Wesentlichen senkrecht auf der Ebene
des Bündels 7 steht,
vorzugsweise in der Verlängerung
(von einer Seite oder der anderen ) eines Abschnitts des Bündels, in
dem das Fluid in einer bestimmten Richtung zirkuliert. Außerdem umfasst
der Eingangs-Wasserkasten 6 eine Führungswand 5, die unter
der Eintrittsöffnung 2 angeordnet
ist. Die Führungswand 5 ist
gegenüber
einer horizontalen Ebene leicht geneigt und steht senkrecht auf
der Ebene des Radiators 1. Genauer gesagt ist die Wand 5 nach
unten geneigt, indem sie sich von der Eintrittsöffnung 2 entfernt,
um den Eintritt der Flüssigkeit
in das Bündel 7 gegenüber der Öffnung 2 seitlich
zu verschieben.
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Auf
diese Weise durchläuft
die Flüssigkeit
einen ersten Abschnitt des Rohrbündels 7 in
einem ersten Durchgang P1 von oben nach unten. Dann wird die Flüssigkeit
vom Ausgangsgehäuse 8 so
geführt,
dass sie ihre Richtung ändert
und einen zweiten Durchgang P2 von unten nach oben vollführt. Die Wand 5 und
der Eingangs-Wasserkasten 6 führen die Flüssigkeit dann so, dass sie
ihre Richtung ändert,
zu einem dritten Durchlauf P3 von oben nach unten. Dann tritt die
Flüssigkeit
durch die Öffnung 4 aus.
Der Radiator 1 ist also ein Radiator mit Z-Zirkulation.
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4 veranschaulicht
ein Beispiel für
den Einsatz des oben beschriebenen Radiators 1 im Motorraum
eines Kraftfahrzeugs. Der Radiator 1 ist vor einem Motor 3 und
unter einem vorderen quer verlaufenden Aufbauelement 11 angeordnet.
Der Motor 3 und eine Vorrichtung 17 für den Einlass
von Luft sind zwischen zwei längs
verlaufenden Aufbauelementen 15, 16 angeordnet.
In 4 ist zu sehen, dass die Ansätze 12 und 14 für den Eintritt
beziehungsweise den Austritt im Wesentlichen in der gleichen vertikalen
Ebene und senkrecht zur Ebene des Radiators 1 an einer
Stelle angeordnet sind, wo genügend
Platz vorhanden ist, dass sie den Motor 3 nicht behindern. Außerdem ist
es in dieser Konfiguration nicht nötig, am Radiator 1 entlang
eine Leitung vorzusehen.
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Wie
in 5 dargestellt, kann die Führungswand 5 einen
Querschnitt aufweisen, der im Wesentlichen die Form eines umgedrehten
Us besitzt. Die Wand 5 wird oben von Schultern 9 gehalten,
die ihre Verschiebung nach oben verhindern.
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Die
unteren Enden der beiden parallelen Zweige des von der Wand 5 gebildeten
Us sind zwischen dem unteren Ende des Wasserkastens 6 und dem
oberen Ende des Bündels 7 blockiert.
Das Bündel 7 besitzt beispielsweise
an seinem oberen Ende eine Leiste 10, die an die Basis
des Wasserkastens 6 gecrimpt ist.
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Selbstverständlich kann
die Führungswand 5 durch
jedes andere geeignete Mittel am Wasserkasten 6 befestigt
werden, beispielsweise kann sie angeschweißt sein.
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6 zeigt
eine andere Ausführungsvariante,
bei der die Führungswand 5 in
zwei verschiedenen Richtungen geneigt ist. Das heißt die Wand 5 ist nicht
nur in einer ersten Richtung D1 geneigt, die im Wesentlichen parallel
zur Ebene des Bündels 7 ist (siehe 1),
sondern auch in einer zweiten Richtung D2, die im Wesentlichen senkrecht
zur Ebene des Bündels 7 verläuft. Erfindungsgemäß kann diese Form
der Wand 5 unabhängig
von der Positionierung der Eintrittsöffnung 2 zur Austrittsöffnung 4 in
Betracht gezogen werden.
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Im
dargestellten Beispiel ist die Wand 5 in der Richtung nach
unten geneigt, in der die Ansätze 12 gegenüber der
Ebene des Bündels 7 vorspringen. Außerdem fällt der
untere Rand der Wand 5 im Wesentlichen mit dem oberen Ende
des Bündels 7 zusammen.
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So
weist das Wasserausgangs-Gehäuse 6 eine
geringere Höhe
H2 auf als die Höhe
H1 der Ausführungsarten
der 3 und 5. Denn die geneigte Wand 5 erlaubt,
in der Dicke des Kastens 6 und/oder des Eingangsansatzes 12 einen
kleineren Raum 18 für
die Richtungsänderung
der Flüssigkeit zwischen
zwei Durchgängen
im Bündel 7 vorzusehen.
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Wie
in 7 dargestellt, kann die in den beiden Richtungen
geneigte Wand 5 auch einen U-förmigen Querschnitt aufweisen.
Ebenso kann die Wand 5 analog zu der oben unter Bezugnahme
auf 5 beschriebenen Weise befestigt werden (Elemente,
die mit den oben beschriebenen identisch sind, tragen die gleichen
Bezugszeichen).
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8 zeigt
einen Radiator 1 nach einer anderen Ausführungsvariante
der Erfindung. Der in 8 dargestellte Radiator 1 ist
ein Radiator mit U-Zirkulation. Das heißt, die Flüssigkeit vollführt nur zwei
Durchgänge
P1, P2 in entgegengesetzten Richtungen.
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Das
Bündel 7 ist
oben von einem Eingangs-Wasserkasten 6 und einem Ausgangs-Wasserkasten 8 verschlossen,
die die Eintrittsöffnung 2 beziehungsweise
die Austrittsöffnung 4 enthalten. Das
untere Ende des Bündels 7 ist
von einem Gehäuse 17 verschlossen.
Der Radiator 1 umfasst eine Führungswand 5, die
das Eingangsgehäuse 6 und das
Ausgangsgehäuse 8 voneinander
trennt. Die Wand 5 ist nach unten geneigt und ihr unteres
Ende fällt
im Wesentlichen mit der Mitte des oberen Rands des Bündels 7 zusammen.
Die beiden Öffnungen 2, 4 können nahe
beieinander liegen und sorgen für zwei
Durchgänge
P1, P2 der Flüssigkeit
im Bündel 7.
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Es
ist leicht zu erkennen, dass der erfindungsgemäße Radiator einfach und kostengünstig aufgebaut
ist und sich gleichzeitig bei seinem Einsatz besser auf den knappen
verfügbaren
Platz anpassen lässt.