EP2847445A1 - Anordnung eines ladeluftkühlers in einem ansaugrohr - Google Patents

Anordnung eines ladeluftkühlers in einem ansaugrohr

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EP2847445A1
EP2847445A1 EP13714956.3A EP13714956A EP2847445A1 EP 2847445 A1 EP2847445 A1 EP 2847445A1 EP 13714956 A EP13714956 A EP 13714956A EP 2847445 A1 EP2847445 A1 EP 2847445A1
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EP
European Patent Office
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intercooler
intake pipe
wall
radiator block
charge air
Prior art date
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Ceased
Application number
EP13714956.3A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Fehrenbach
Werner Helms
Rüdiger KÖLBLIN
Christian Saumweber
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Mahle Behr GmbH and Co KG
Original Assignee
Behr GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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    • F02B29/0475—Constructional details of the heat exchangers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation, materials, or manufacturing and assembly the intake air cooler being combined with another device, e.g. heater, valve, compressor, filter or EGR cooler, or being assembled on a special engine location
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    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
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    • F28D7/1684—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D7/1692—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation the conduits having a non-circular cross-section with particular pattern of flow of the heat exchange media, e.g. change of flow direction
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to an arrangement of an intercooler in an intake pipe, wherein the charge air cooler has a radiator block through which can be inserted through a first opening of the intake pipe, wherein the radiator block has at least a first outer wall and at least a second outer wall along the Hauptausdehnungsraum of Run cooler block and limit the permeable area of the radiator block, wherein the intake pipe includes the plug-in part of the intercooler on three sides, so that the radiator block of the intercooler is flowed through within the intake manifold, wherein the intake pipe has a first inner surface and a second inner surface each along a the outer walls of the radiator block run.
  • intercoolers are used to cool the charge air. This is necessary because the intake air is heated by the compression in a turbocharger. This leads to a decrease in the density of the intake air. What effectively leads to a lower proportion of oxygen in the combustion chamber charge.
  • the cooling by the intercooler causes in contrast to compression an increase in density, with the result that in the combustion chamber of the
  • Internal combustion engine intake air is supplied to high density.
  • the amount of oxygen needed for combustion is particularly high in high density air.
  • the intercooler In order to achieve the greatest possible advantage by cooling the intake air, it is expedient to place the intercooler as close to the inlet valves as possible in order to avoid subsequent heating of the air.
  • the intercooler In today's applications in the automotive industry, the arrangement of the intercooler in the Intake manifold of the internal combustion engine enforced.
  • the intercooler is usually inserted through a side opening in the intake pipe and secured by means of a usually positively connected to the intercooler connection flange on the intake manifold.
  • a second bearing for the charge air cooler may be provided at the wall of the intake pipe opposite the insertion opening. Solutions of this type are today implemented in inline engines with three and four cylinders. Likewise in internal combustion engines with V-shaped cylinder banks with six or eight cylinders.
  • a disadvantage of the prior art is that by this method of installation vibrations on the intake manifold and voltages that may arise due to not 100% tolerances between the flange of the charge air cooler and the intake manifold, are transmitted directly to the Ladeiuftkühler.
  • the object of the present invention to provide an arrangement of a charge air cooler in an intake manifold, which makes it possible to easily and safely mount long intercooler in the intake manifold.
  • the aim is to provide an installation concept which is particularly advantageous for the charge air cooler with regard to the vibrations and vibrations that occur.
  • the object of the present invention is achieved by an arrangement of an intercooler in an intake pipe having the features according to claim 1.
  • an arrangement of an intercooler in an intake pipe wherein the intercooler has a charge air permeable radiator block and can be inserted through a first opening of the intake pipe, wherein the radiator block at least a first outer wall and at least a second outer wall has along the Hauptausdehnungsraum of the radiator block run and limit the permeable area of the radiator block, wherein the intake pipe includes the plug-in part of the intercooler on three sides, so that the radiator block of the intercooler within the intake pipe by ström bar, wherein the intake pipe has a first inner surface and a second inner surface along each one of the outer walls of the radiator block, wherein the first inner surface and / or the second inner surface each having a first projection on which the first outer wall and / or the second outer wall of the radiator block can be supported is.
  • first projection of the first and / or second inner surface each has a damping element, via which the first outer wall and / or the second outer wall of the radiator block can be supported.
  • first inner surface and / or the second inner surface have a plurality of projections, via which the first outer wall and / or the second outer wall of the radiator block can be supported by a plurality of projections, the number of bearing points where can support the intercooler can be increased. This leads to lower relative movements of the intercooler within the intake manifold and to a greater resistance of the charge air cooler against vibrations from the outside.
  • the plurality of projections of the first inner surface and / or the second inner surface have damping elements, via which the first outer wall and / or the second outer wall of the radiator block can be supported.
  • the position of the at least first projection on the first inner surface and / or the second inner surface is matched to the natural shapes and natural vibrations of the intercooler.
  • the at least first projection of the first inner surface and / or the second inner surface are made in one piece with the intake pipe.
  • the first outer wall and / or the second outer wall of the radiator block have a first elastic damping element via which the first inner surface and / or the second inner surface can be supported.
  • FIG. 3 shows a section through the center plane of an intercooler and an intake pipe in an embodiment according to the invention
  • FIG. 4 shows a section through the center plane of an intercooler and an intake pipe in a further embodiment according to the invention
  • FIG. 5 shows a section through the center plane of an intercooler and an intake pipe in a further embodiment according to the invention
  • FIG. 6 shows a section through the center plane of an intercooler and an intake pipe in a further embodiment according to the invention
  • Fig. 7 shows a section through the center plane of an intercooler and an intake pipe in a further embodiment of the invention.
  • Fig. 8 shows a section through the center plane of a charge air cooler and an intake pipe in a further embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows in the left half of the figure, a perspective external view of an intake manifold 5.
  • This intake pipe 5 is the air supply to an internal combustion engine, not shown in the picture. Compressing the intake air in a turbocharger or compressor heats the air. As a result, the density of the air is reduced, which would lead to a poorer filling of the combustion chambers of the internal combustion engine.
  • a charge air cooler 4 is installed for the purpose of cooling the air, which is supplied via the intake manifold 5 to an internal combustion engine and thus the increase in the density of the intake air in the intake manifold 5.
  • the right half of Figure 1 shows the built intercooler 4.
  • the intercooler 4 shown in Figure 1 corresponds in its construction known from the prior art intercoolers.
  • the intercooler 4 has outer walls 7.
  • a flange plate 12 is attached Laterally on one of the manifolds of the intercooler 4, a flange plate 12 is attached. This is used to attach the intercooler 4 to the intake manifold 5.
  • the intercooler 4 has two coolant connection pieces 16a, 16b.
  • a centering means 17 is arranged, which serves for the additional storage of the intercooler 4 in the intake pipe 5.
  • intercooler is not further described at this point, since this is not essential to the invention.
  • intercoolers in different designs is conceivable.
  • U-shaped intercoolers with a deflection in the interior as well as the use of a straight-flow intercooler without deflection, which have the inlet and the outlet at opposite ends.
  • FIG. 2 shows a section through the center plane of the installed intercooler 4 in the intake pipe 5.
  • the section through the intake pipe 5, which has intake pipe inner walls 9, can be seen in particular.
  • the inner region of the intake pipe 5 in this case has dimensions that allow insertion of the charge air cooler 4.
  • a recess in the intake pipe is provided, which serves to receive the centering means 17, which is attached to one of the outer ends of the charge air cooler 4.
  • the flange plate 12 terminates flush with the outer wall of the intake pipe 5 and can be fixed on the intake pipe 5 via the screw 13.
  • a sealant such as an O-ring seal
  • the radiator block 15 is thus effectively exposed to the air flow flowing inside the intake pipe 5, whereby a heat transfer from the air flowing through the cooling medium, which flows in the interior of the intercooler 4, is promoted.
  • FIG. 2 represents in its execution the current state of the art with all the disadvantages described in the introduction.
  • the following figures 3 to 8 each represent different embodiments of an inventive arrangement of the charge air cooler in
  • the intake pipe 5 has projections 6 on the inner walls 9.
  • the two projections 6 are arranged centrally on half of the length of the inserted intercooler 4 on the intake pipe inner walls 9.
  • an intake pipe 5 is now shown in Figure 3 with two opposing openings 1, 1 1.
  • the opening 1 1 opposite opening 1 in the intake pipe 5 is shown.
  • This second opening 1, as well as the housing part 2, which closes the opening 1 is mentioned at this point only for a better understanding of the figures.
  • the housing part 2 has a bearing 3, in which the charge air cooler 4 can be inserted.
  • the housing part 2 is further fastened by means of screw 14 on the intake manifold.
  • the second opening 1, as well as the housing part 2 are not essential to the invention and are therefore not included in the further description of the figures.
  • the protrusions 6 of the intake pipe inner walls 9 shown in FIG. 3 are in direct contact with the outer surfaces 7 of the radiator block 15 in the assembled state.
  • the Intercooler 4 mounted in the installed state at four points, namely the projections 6, in the bearing 3 of the housing part 2 and by the screw 13 of the flange 12 of the intercooler 4. This causes the intercooler is particularly resistant to vibration mounted in the intake manifold 5, which a longer service life of the intercooler is beneficial.
  • FIG. 4 shows an illustration which is analogous to FIG.
  • the projections 6, which are arranged on the intake tube inner walls 9, are coated with an additional damping element 8.
  • the outer walls 7 of the charge air cooler are not supported directly on the projections 6, but indirectly via the additional damping element eighth
  • This additional damping element 8 thus contributes to the decoupling of the charge air cooler 4 from the intake manifold 5.
  • the transmitted vibrations of the intake manifold 5, which inevitably arise due to the direct connection to the internal combustion engine are not fully transferred to the charge air cooler 4.
  • a plurality of projections 6 can also be arranged on the intake pipe inner walls 9. This is illustrated, for example, in FIG. These projections may be directly opposite one another on the top and the bottom of the intake pipe 5, however, the projections 6 may also be made offset from one another. This is shown, inter alia, the figure 6. Also, in a further advantageous embodiment, it would be conceivable to provide the projections 6 of Figures 5 and 6 respectively with the additional damper elements 8, as shown in Figure 4.
  • the distribution of the projections 6 on the intake pipe inner walls 9 can be influenced by various considerations. Among other things, one approach may be the design according to the vibration modes that the intercooler 4 has in operation. It is particularly advantageous the projections 6 in areas of maximum
  • FIGS. 7 and 8 show, in principle, a similar construction to FIGS. 3 to 6, but FIGS. 7 and 8 have no projections 6. Instead of the projections 6 on the Ansaugrohrinnenpartyn 9 here have the outer walls 7 of the intercooler 4 elastic elements, via which the intercooler is supported in the inserted state on the intake pipe inner walls 9 of the intake manifold 5.
  • the elastic elements 10 are designed so that they can be inserted due to their compliance with the intercooler 4 in the insertion opening 1 1.
  • elastic elements 10 are shown, which are applied over the entire length of the charge air cooler 4. However, it is also conceivable to apply the elastic elements only in sections to the outer surfaces 7 of the intercooler 4.

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Abstract

Anordnung eines Ladeluftkühlers (4) in einem Ansaugrohr (5), wobei der Ladeluftkühler (4) einen von Ladeluft durchströmbaren Kühlerblock (15) aufweist und durch eine erste Öffnung (1 1 ) des Ansaugrohrs in dieses einsteckbar ist, wobei der Kühlerblock (15) mindestens eine erste Außenwand (7) und mindestens eine zweite Außenwand (7) aufweist die entlang der Hauptausdehnungsrichtung des Kühlerblocks (15) verlaufen und den durchströmbaren Bereich des Kühlerblocks (15) begrenzen, wobei das Ansaugrohr (5) den einsteckbaren Teil des Ladeluftkühlers (4) an drei Seiten umfasst, so dass der Kühlerblock (15) des Ladeluftkühters (4) innerhalb der Ansaugrohrs (5) durchströmbar ist, wobei das Ansaugrohr (5) eine erste Innenfläche (9) und eine zweite Innenfläche (9) aufweist die jeweils entlang einer der Außenwände (7) des Kühlerblocks (15) verlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Innenfläche (9) und/oder die zweite Innenfläche (9) jeweils einen ersten Vorsprung (6) aufweisen an welchem die erste Außenwand (7) und/oder die zweite Außenwand (7) des Kühlerblocks (15) abstützbar ist.

Description

Anordnung eines Ladeluftkühlers in einem Ansaugrohr
Beschreibung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines Ladeluftkühlers in einem Ansaugrohr, wobei der Ladeluftkühler einen von Ladeluft durchströmbaren Kühlerblock aufweist und durch eine erste Öffnung des Ansaugrohrs in dieses einsteckbar ist, wobei der Kühlerblock mindestens eine erste Außenwand und mindestens eine zweite Außenwand aufweist die entlang der Hauptausdehnungsrichtung des Kühlerblocks verlaufen und den durchströmbaren Bereich des Kühlerblocks begrenzen, wobei das Ansaugrohr den einsteckbaren Teil des Ladeluftkühlers an drei Seiten umfasst, so dass der Kühlerblock des Ladeluftkühlers innerhalb der Ansaugrohrs durchströmbar ist, wobei das Ansaugrohr eine erste Innenfläche und eine zweite Innenfläche aufweist die jeweils entlang einer der Außenwände des Kühlerblocks verlaufen.
Stand der Technik
In aufgeladenen Motoren werden zur Kühlung der Ladeluft Ladeluftkühler eingesetzt. Dies ist erforderlich, da die Ansaugluft durch die Komprimierung in einem Turbolader erhitzt wird. Dies führt zu einer Abnahme der Dichte der Ansaugluft. Was effektiv zu einem geringeren Sauerstoffanteil in der Brennraumladung führt. Die Abkühlung durch den Ladeluftkühler bewirkt im Gegensatz zur Komprimierung eine Zunahme der Dichte, woraus resultiert, dass in den Brennraum der
Verbrennungskraftmaschine Ansaugluft mit hoher Dichte zugeführt wird. Der Anteil an Sauerstoff, welcher für die Verbrennung benötigt wird ist in Luft hoher Dichte besonders hoch.
Um einen möglichst großen Vorteil durch der Abkühlung der Ansaugluft zu erzielen ist es zweckmäßig den Ladeluftkühler möglichst nahe an den Einlassventilen zu platzieren, um ein anschließendes erwärmen der Luft möglichst zu vermeiden.. In heutigen Anwendungen in der Automobilindustrie hat sich hierfür die Anordnung des Ladeluftkühlers im Ansaugrohr der Verbrennungskraftmaschine durchgesetzt. Hierbei wird der Ladeluftkühler zumeist durch eine seitliche Öffnung in das Ansaugrohr eingesteckt und mittels eines in der Regel formschlüssig mit dem Ladeluftkühler verbundenen Anschlussflansches am Ansaugrohr befestigt.
Innerhalb des Ansaugrohres kann eine zweite Lagerung für den Ladeluftkühler an der, der Einschuböffnung gegenüberliegenden Wand des Ansaugrohres vorgesehen sein. Lösungen dieser Art sind heute bei Reihenmotoren mit drei und vier Zylindern umgesetzt. Ebenso bei Verbrennungskraftmaschinen mit V-förmigen Zylinderbänken mit sechs oder acht Zylindern.
Nachteilig am Stand der Technik ist, dass durch diese Einbauweise Vibrationen am Ansaugrohr und Spannungen, die aufgrund nicht 100%iger Toleranzen zwischen dem Flansch des Ladeluftkühlers und dem Ansaugrohr entstehen können, direkt auf den Ladeiuftkühler übertragen werden.
Aufgrund der teilweise großen Längen der Ladeluftkühler und der Tatsache, dass nur in den wenigsten Fällen ein exakt rechter Winkel zwischen der Matrix des Ladeluftkühlers und dem Flansch des Ladeluftkühlers zu finden ist, kann es zu mehr oder weniger großen Auslenkungen des Ladeluftkühlers aus der Mittellage kommen. Je länger der Ladeluftkühier ist, umso stärker kann diese Auslenkung aus der Mittelebene sein. Insbesondere in Konfigurationen mit langen Ladeluftkühlern und nur einer Öffnung im Ansaugrohr, kann dies zu erheblichen Problemen bei der Positionierung des Ladetuftkühlers in der zwingend erforderlichen zweiten Lagerung auf der gegenüberliegenden Seite des Ansaugrohres führen. Außerdem ist eine Lagerung insbesondere von langen Ladeluftkühlern an nur zwei Lagerstellen aufgrund der starken auftretenden Vibrationen nicht ausreichend.
Insbesondere im Hinblick auf den künftigen Einsatz von saugrohrintegrierten Ladeluftkühlern für Reihensechszylinder-Motoren geraten die im Stand der Technik bekannten Ausführungen an ihre Grenzen.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Anordnung eines Ladeluftkühlers in einem Ansaugrohr bereitzustellen, die es ermöglicht auch lange Ladeluftkühler einfach und sicher im Saugrohr zu montieren. Außerdem ist es Ziel ein Einbaukonzept bereitzustellen welches hinsichtlich der auftretenden Erschütterungen und Vibrationen besonders vorteilhaft für den Ladeluftkühler ist. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Anordnung eines Ladeluftkühlers in einem Ansaugrohr mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert. Vorteilhaft ist eine Anordnung eines Ladeluftkühlers in einem Ansaugrohr, wobei der Ladeluftkühler einen von Ladeluft durchströmbaren Kühlerblock aufweist und durch eine erste Öffnung des Ansaugrohrs in dieses einsteckbar ist, wobei der Kühlerblock mindestens eine erste Außenwand und mindestens eine zweite Außenwand aufweist die entlang der Hauptausdehnungsrichtung des Kühlerblocks verlaufen und den durchströmbaren Bereich des Kühlerblocks begrenzen, wobei das Ansaugrohr den einsteckbaren Teil des Ladeluftkühlers an drei Seiten umfasst, so dass der Kühlerblock des Ladeluftkühlers innerhalb der Ansaugrohrs durch ström bar ist, wobei das Ansaugrohr eine erste Innenfläche und eine zweite Innenfläche aufweist die jeweils entlang einer der Außenwände des Kühlerblocks verlaufen, wobei die erste Innenfläche und/oder die zweite Innenfläche jeweils einen ersten Vorsprung aufweisen an welchem die erste Außenwand und/oder die zweite Außenwand des Kühlerblocks abstützbar ist.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn der erste Vorsprung der ersten und/oder zweiten Innenfläche jeweils ein Dämpfungselement aufweist, über welches die erste Außenwand und/oder die zweite Außenwand des Kühlerblocks abstützbar ist. Hierdurch kann eine zusätzliche Entkopplung des Ladeluftkühlers von den im Betrieb auftretenden Vibrationen erreicht werden. Dies ist der Lebensdauer des Ladeluftkühlers zuträglich.
Außerdem ist es zu bevorzugen, wenn die erste Innenfläche und/oder die zweite Innenfläche eine Mehrzahl von Vorsprüngen aufweisen, über welche die erste Außenwand und/oder die zweite Außenwand des Kühlerblocks abstützbar ist Durch eine Mehrzahl von Vorsprüngen wird die Anzahl der Lagerstellen, an denen sich der Ladeluftkühler abstützen kann erhöht. Dies führt zu geringeren Relativbewegungen des Ladeluftkühlers innerhalb des Ansaugrohrs und zu einer größeren Resistenz des Ladeluftkühlers gegen Erschütterungen von außen.
In einer alternativen Ausführungsform ist es vorteilhaft, wenn die Mehrzahl von Vorsprüngen der ersten Innenfläche und/oder der zweiten Innenfläche Dämpfungselemente aufweisen, über welche die erste Außenwand und/oder die zweite Außenwand des Kühlerblocks abstützbar ist. Durch zusätzliche Dämpfungselemente kann die Entkopplung des Ladeluftkühlers, von dem Ansaugrohr erhöht werden, wodurch die Erschütterungen, welche von außen auf den Ladeluftkühler einwirken reduziert werden.
Weiterhin zu bevorzugen ist es, wenn die Lage des mindestens ersten Vorsprungs auf der ersten Innenfläche und/oder der zweiten Innenfläche auf die Eigenformen und Eigenschwingungen des Ladeluftkühlers abgestimmt ist. Durch ein Abstimmen der Lagerstellen auf die Eigenschwingungen des Ladeluftkühlers können Schwingungsamplituden des Ladeluftkühlers minimiert werden. Dies dient der Erhöhung der Lebensdauer des Ladeluftkühlers. Außerdem können durch eine solche Anordnung Resonanzschwingungen des Ladeluftkühlers vermieden werden, die unter ungünstigen Umständen zu einer Beschädigung des Ladeluftkühlers und sogar des Ansaugrohrs führen können.
Auch ist es vorteilhaft, wenn der mindestens erste Vorsprung der ersten Innenfläche und/oder der zweiten Innenfläche einteilig mit dem Ansaugrohr ausgeführt sind. Dies bedeutet insbesondere Vorteile im Herstellprozess. Außerdem vorteilhaft ist es, wenn die erste Außenwand und/oder die zweite Außenwand des Kühlerblocks ein erstes elastisches Dämpfungselement aufweisen über welches die erste Innenfläche und/oder die zweite Innenfläche abstützbar ist. Durch dieses Dämpfungselement wird zum einen die Entkopplung des Ladeluftkühlers vom Ansaugrohr erhöht, zum anderen wird auch die Abdichtung des Ladeluftkühlers zu den Innenflächen des Ansaugrohrs erhöht, wodurch der Anteil der am Ladeluftkühler seitlich vorbeiströmenden Luft reduziert wird. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigen; Fig.1 zeigt in der linken Hälfte eine perspektivische Ansicht eines Ansaugrohrs eines Verbrennungsmotors mit eingebautem Ladeluftkühler sowie in der rechten Hälfte den Ladeluftkühler in ausgebautem Zustand,
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Mittelebene des Ladeluftkühlers und des Ansaugrohrs in dem in Figur 1 gezeigten verbauten Zustand,
Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch die Mittelebene eines Ladeluftkühlers und eines Ansaugrohres in einer erfindungsgemäßen Ausführung, Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch die Mittelebene eines Ladeluftkühlers und eines Ansaugrohres in einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung,
Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch die Mittelebene eines Ladeluftkühlers und eines Ansaugrohres in einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung,
Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch die Mittelebene eines Ladeluftkühlers und eines Ansaugrohres in einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung,
Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch die Mittelebene eines Ladeluftkühlers und eines Ansaugrohres in einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung, und
Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch die Mittelebene eines Ladeluftkühlers und eines Ansaugrohres in einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung. Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Die Figur 1 zeigt in der linken Hälfte der Abbildung eine perspektivische Außenansicht eines Ansaugrohrs 5. Dieses Ansaugrohr 5 dient der Luftzubringung zu einem im Bild nicht gezeigten Verbrennungsmotor. Durch die Komprimierung der Ansaugluft in einem Turbolader oder einem Kompressor, wird die Luft erwärmt. Hierdurch wird die Dichte der Luft herabgesetzt, was zu einer schlechteren Füllung der Brennräume des Verbrennungsmotors führen würde. Zum Zwecke der Abkühlung der Luft, welche über das Ansaugrohr 5 einem Verbrennungsmotor zugeführt wird und damit der Erhöhung der Dichte der Ansaugluft ist im Ansaugrohr 5 ein Ladeluftkühler 4 verbaut.
Der genauere innere Aufbau des Ansaugrohrs 5 wird an dieser Stelle nicht näher beschrieben, da dies nicht erfindungswesentlich ist. Aus der linken Abbildung der Figur 1 geht das Einbauprinzip des Ladeluftkühlers 4 im Ansaugrohr 5 hervor.
Die rechte Hälfte der Figur 1 zeigt den verbauten Ladeluftkühler 4. Der in Figur 1 gezeigte Ladeluftkühler 4 entspricht in seinem Aufbau dem aus dem Stand der Technik bekannten Ladeluftkühlern. Neben einem Kühlerblock 15, welcher aus einer Vielzahl von Kühlmittel durchflossenen Kühlrohren besteht, welche von einer zu kühlenden Luft umströmt werden, weist der Ladeluftkühler 4 Außenwandungen 7 auf.
Seitlich an einem der Sammelkästen des Ladeluftkühlers 4 ist eine Flanschplatte 12 angebracht. Diese dient zur Befestigung des Ladeluftkühlers 4 am Ansaugrohr 5. Wetterhin weist der Ladeluftkühler 4 zwei Kühlmittelanschlussstutzen 16a, 16b auf. An dem der Flanschplatte 12 gegenüberliegenden Ende, des Ladeluftkühlers 4, ist ein Zentriermittel 17 angeordnet, welches der zusätzlichen Lagerung des Ladeluftkühlers 4 im Ansaugrohr 5 dient.
Der weitere detaillierte Aufbau des Ladeluftkühlers ist an dieser Stelle nicht weiter beschrieben, da dies nicht erfindungswesentlich ist. In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen ist der Einsatz verschiedener Ladeluftkühler in unterschiedlichen Bauweisen denkbar. So zum Beispiel der Einsatz von U-förmigen Ladeluftkühlern mit einer Umlenkung im Inneren, sowie aber auch der Einsatz eines gradlinig durchströmten Ladeluftkühlers ohne Umlenkung, welcher den Zu- und den Ablauf an gegenüberliegenden Enden aufweisen.
Die Figur 2 zeigt einen Schnitt durch die Mittelebene des verbauten Ladeluftkühlers 4 im Ansaugrohr 5. Zu sehen ist insbesondere der Schnitt durch das Ansaugrohr 5, welches Ansaugrohrinnenwände 9 aufweist. Der Innerbereich des Ansaugrohrs 5 weist dabei Abmessungen auf, die ein Einschieben des Ladeluftkühlers 4 ermöglichen. Am der Eischuböffnung gegenüberliegenden Ende des Ansaugrohrs 5 ist eine Vertiefung im Ansaugrohr vorgesehen, welche zur Aufnahme des Zentriermittels 17 dient, welches an einem der äußeren Enden des Ladeluftkühlers 4 angebracht ist.
Im eingesteckten Zustand schließt die Flanschplatte 12 bündig mit der Außenwand des Ansaugrohres 5 ab und kann über die Verschraubungen 13 am Ansaugrohr 5 fixiert werden. Um die Anbindung des Ladeluftkühlers 4 am Ansaugrohr 5 abzudichten ist der Einsatz eines Dichtmittels, wie etwa einer O-Ring-Dichtung vorgesehen.
Der Kühlerblock 15 wird somit effektiv dem Luftstrom, welcher im Inneren des Ansaugrohrs 5 strömt ausgesetzt wodurch eine Wärmeübergang von der durchströmenden Luft auf das Kühlmedium, welches im Inneren des Ladeluftkühlers 4 fließt, gefördert wird.
Die Figur 2 stellt in ihrer Ausführung den aktuellen Stand der Technik mit allen in der Einführung beschriebenen Nachteilen dar. Die nun folgenden Figuren 3 bis 8 stellen jeweils unterschiedliche Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Anordnung des Ladeluftkühlers im
Saugrohr dar. Alle weiteren Figuren zeigen jeweils einen Schnitt analog der Figur 2 durch das Ansaugrohr 5 mit dem montierten Ladeluftkühler 4. Die Bezugszeichen der Figuren 2 bis 8 stimmen weitestgehend überein, figuren spezifische Abweichungen werden in der jeweiligen Figurenbeschreibung gesondert erwähnt.
In der Figur 3 weist das Ansaugrohr 5 Vorsprünge 6 auf den Innenwänden 9 auf. In der gezeigten Ausführung sind die beiden Vorsprünge 6 mittig auf halber Länge des eingeschobenen Ladeluftkühlers 4 an der Ansaugrohrinnenwänden 9 angeordnet.
Abweichend zu dem in Figur 1 dargestellten Ansaugrohr 5 und der in Figur 2 dargestellten Anordnung des Ansaugrohrs 5 und des montierten Ladeluftkühlers 4 wird in Figur 3 nun ein Ansaugrohr 5 mit zwei sich gegenüberliegenden Öffnungen 1 , 1 1 dargestellt. Neben der Einschuböffnung 1 1 durch welche der Ladeluftkühler in das Ansaugrohr 5 eingeschoben wird ist die, der Öffnung 1 1 gegenüberliegende Öffnung 1 im Ansaugrohr 5 dargestellt. Diese zweite Öffnung 1 , sowie das Gehäuseteil 2, welches die Öffnung 1 verschließt ist an dieser Stelle lediglich zum besseren Verständnis der Figuren erwähnt. Das Gehäuseteil 2 weist eine Lagerstelle 3 auf, in weiche der Ladeluftkühler 4 einsteckbar ist. Das Gehäuseteil 2 ist weiterhin mittels Verschraubungen 14 am Ansaugrohr befestigt. Die zweite Öffnung 1 , sowie das Gehäuseteil 2 sind nicht erfindungswesentlich und werden deshalb in die weitere Figurenbeschreibung nicht einbezogen.
Die in Figur 3 gezeigten Vorsprünge 6 der Ansaugrohrinnenwände 9 stehen in montiertem Zustand mit den Außenflächen 7 des Kühlerblocks 15 in direktem Kontakt. Durch eine eben solche Montageanordnung, wie in Figur 3 gezeigt, wird der Ladeluftkühler 4 in verbautem Zustand an vier Stellen gelagert, nämlich den Vorsprüngen 6, in der Lagerstelle 3 des Gehäuseteils 2 und durch die Verschraubung 13 der Flanschplatte 12 des Ladeluftkühlers 4. Dies führt dazu, dass der Ladeluftkühler besonders Erschütterungsresistent im Ansaugrohr 5 befestigt ist, welches einer höheren Lebensdauer des Ladeluftkühlers zuträglich ist.
Figur 4 zeigt eine Abbildung, welche analog der Figur 3 ist. Zusätzlich in Figur 4 sind nun die Vorsprünge 6, welche an den Ansaugrohrinnenwänden 9 angeordnet sind, mit einem zusätzlichen Dämpfungselement 8 beschichtet. Auf diese Weise stützen sich die Außenwände 7 des Ladeluftkühlers nicht direkt an den Vorsprüngen 6 ab, sondern indirekt über das zusätzliche Dämpfungselement 8.
Dieses zusätzliche Dämpfungselement 8 trägt so zur Entkopplung des Ladeluftkühlers 4 vom Ansaugrohr 5 bei. Hierdurch werden die übertragenen Vibrationen des Ansaugrohres 5, welche unweigerlich durch den direkten Anschluss an den Verbrennungsmotor entstehen nicht in vollem Umfang auf den Ladeluftkühler 4 übertragen.
In weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsformen können auch mehrere Vorsprünge 6 an den Ansaugrohrinnenwänden 9 angeordnet sein. Dies ist zum Beispiel in Figur 5 dargestellt. Diese Vorsprünge können sich auf der Ober- und der Unterseite des Ansaugrohres 5 direkt gegenüberliegen, jedoch können die Vorsprünge 6 auch zueinander versetzt ausgeführt sein. Dies zeigt unter anderem die Figur 6. Ebenfalls wäre in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform denkbar, die Vorsprünge 6 der Figuren 5 und 6 jeweils mit den zusätzlichen Dämpferelementen 8 zu versehen, wie sie in Figur 4 dargestellt sind. Die Verteilung der Vorsprünge 6 an den Ansaugrohrinnenwänden 9 kann durch verschiedene Erwägungen beeinflusst werden. Unter anderem kann ein Ansatz, die Auslegung entsprechend der Schwingungsmoden, welche der Ladeluftkühler 4 im Betrieb aufweist sein. Dabei ist es besonders vorteilhaft die Vorsprünge 6 in Bereichen der maximalen
Schwingungsamplitude des Ladeluftkühlers 4 anzuordnen. Auf diese Weise kann der Ladeluftkühler 4 besser und effektiver gegen Vibrationen und Schwingungsphänomene, welche durch das Ansaugrohr 5 auf den Ladeluftkühler 4 übertragen werden, isoliert werden.
Die Figuren 7 und 8 zeigen prinzipiell einen ähnlichen Aufbau wie die Figuren 3 bis 6 jedoch weisen die Figuren 7 und 8 keine Vorsprünge 6 auf. Anstelle der Vorsprünge 6 an den Ansaugrohrinnenwänden 9 weisen hier die Außenwände 7 des Ladeluftkühlers 4 elastische Elemente auf, über welche sich der Ladeluftkühler in eingestecktem Zustand an den Ansaugrohrinnenwänden 9 des Ansaugrohrs 5 abstützt.
Die elastischen Elemente 10 sind dabei so ausgeführt, dass sie auf Grund Ihrer Nachgiebigkeit mit dem Ladeluftkühler 4 in die Einschuböffnung 1 1 eingesteckt werden können. In Figur 7 sind elastische Elemente 10 dargestellt, welche auf der gesamten Länge des Ladeluftkühlers 4 aufgebracht sind. Ebenso ist es aber auch denkbar die elastischen Elemente nur abschnittsweise auf die Außenflächen 7 des Ladeluftkühlers 4 aufzubringen.
In einer alternativen Ausführungsform ist es ebenfalls denkbar die elastischen Elemente 10 an den Ansaugrohrinnenwänden 9 anzubringen und den Ladeluftkühler 4 anschließend in das Ansaugrohr 5 einzuschieben. Dies ist jedoch aus produktionstechnischen Gründen eher zu vermeiden. Die Verteilung und Anordnung der elastischen Elemente 10 ist generell auf viele verschiedene Arten denkbar.

Claims

Patentansprüche
1 . Anordnung eines Ladeluftkühlers (4) in einem Ansaugrohr (5), wobei der Ladeluftkühler (4) einen von Ladeluft durchströmbaren Kühlerblock (15) aufweist und durch eine erste Öffnung (11 ) des Ansaugrohrs in dieses einsteckbar ist, wobei der Kühlerblock (15) mindestens eine erste Außenwand (7) und mindestens eine zweite Außenwand (7) aufweist die entlang der Hauptausdehnungsrichtung des Kühlerblocks (1 5) verlaufen und den durchströmbaren Bereich des Kühlerblocks (15) begrenzen, wobei das Ansaugrohr (5) den einsteckbaren Teil des Ladeluftkühlers (4) an drei Seiten umfasst, so dass der Kühlerblock (1 5) des Ladeluftkühlers (4) innerhalb der Ansaugrohrs (5) durchströmbar ist, wobei das Ansaugrohr (5) eine erste Innenfläche (9) und eine zweite Innenfläche (9) aufweist die jeweils entlang einer der Außenwände (7) des Kühlerblocks (1 5) verlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Innenfläche (9) und/oder die zweite Innenfläche (9) jeweils einen ersten Vorsprung (6) aufweisen an welchem die erste Außenwand (7) und/oder die zweite Außenwand (7) des Kühlerblocks (1 5) abstützbar ist.
2. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Vorsprung (6) der ersten und/oder zweiten Innenfläche (9) jeweils ein Dämpfungselement (8) aufweisen, über welches die erste Außenwand (7) und/oder die zweite Außenwand (7) des Kühlerblocks (15) abstützbar ist.
3. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Innenfläche (9) und/oder die zweite Innenfläche (9) eine Mehrzahl von Vorsprüngen (6) aufweisen, über welche die erste Außenwand (7) und/oder die zweite Außenwand (7) des Kühlerblocks (15) abstützbar ist.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Vorsprüngen (6) der ersten Innenfläche (9) und/oder der zweiten Innenfläche (9) Dämpfungselemente (8) aufweisen, über welche die erste Außenwand (7) und/oder die zweite Außenwand {7} des Kühlerblocks (15) abstützbar ist.
5, Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage des mindestens ersten Vorsprungs (6) auf der ersten Innenfläche (9) und/oder der zweiten Innenfläche (9) auf die Eigenformen und Eigenschwingungen des Ladeluftkühlers (4) abgestimmt ist,
8, Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens erste Vorsprung (6) der ersten Innenfläche (9) und/oder der zweiten Innenfläche (9) einteilig mit dem Ansaugrohr (5) ausgeführt sind.
7. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Außenwand {7} und/oder die zweite Außenwand (7) des Kühlerblocks (15) ein erstes elastisches Dämpfungselement (10) aufweisen über welches die erste Innenfläche (9) und/oder die zweite Innenfläche (9) abstützbar ist.
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