DaimlerChrysler AG
Vorrichtung zur Kühlung wenigstens einer Komponente im Motorraum eines Kraftf h zeugs
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlung wenigstens einer Komponente im Motorraum eines Kraftfahrzeugs, mit einer zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs hin gerichteten Einlassoffnung für den Fahrtwind, die mit einer sich ab einer vorgebbaren Fahrzeuggeschwindigkeit in Abhängigkeit derselben öffnenden Klappenanordnung versehen ist .
Bei einer derartigen, aus der DE 19904515 AI bekannten Vorrichtung befindet sich eine solche Luftklappe an der Unterseite des Motorraums und öffnet sich fahrgeschwindigkeitsabhängig. Sie dient insbesondere zur großflächigen Kühlung des Getriebes oder eines großflächigen Aggregats, da keine Vorrichtungen zur Strömungsführung vorgesehen sind. Weiterhin kann sich die Klappe auch bei Stillstand des Fahrzeugs durch einen Überdruck im Motorraum öffnen, der durch das Kühlergebläse erzeugt wird. Dadurch kann austretende erhitzte Luft wieder in den Einströmbereich des Kühlergebläses gelangen.
Eine ähnliche Vorrichtung ist aus der DE 100 50 219 AI bekannt, bei der wiederum große Aggregate im Kühlraum, wie das Getriebe ungezielt gekühlt werden. Mittels Staudruck-Lamellen ist zwar ein geschwindigkeitsabhängiges Öffnen des Lufteinlasses möglich, jedoch sind keine Mittel angegeben, um ein
Öffnen des Lufteinlasses im Stillstand des Fahrzeugs beim Auftreten eines Überdrucks im Motorraum zu verhindern.
Aus der DE 4106684 AI sind zwar Stromungskanale zur gesteuerten Luftzufuhr zu mehreren Baueinheiten im Motorraum bekannt, jedoch erfolgt die LuftZuführung dort nicht mittels des Fahrtwindes, sondern mittels einer Förderpumpe. Die Kühlung erfolgt nicht geschwindigkeitsabhängig, sondern temperaturabhängig, d.h., erst bei Erreichen einer kritischen Temperatur eines Bauteils wird die Förderpumpe eingeschaltet.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Kühlung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, durch die wenigstens eine Komponente im Motorraum eines Kraftfahrzeugs gezielt gekühlt werden kann und bei der verhindert wird, dass im Stillstand des Fahrzeugs oder bei geringen Geschwindigkeiten infolge des Gebläseüberdrucks im Motorraum erhitzte Luft wieder durch die Einlassöffnung nach außen gelangen kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst .
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestehen insbesondere darin, dass ab einer bestimmten Geschwindigkeit Kühlluft von der Einlassöffnung und die Kühlkanalanordnung gezielt zu der zu kühlenden Komponente bzw. dem zu kühlenden Bauteil gelangt, bei dem es sich beispielsweise um eine Lageranordnung oder eine elektronische Einrichtung handelt. Bei sehr langsamer Fahrt und im Stand besteht nun die Gefahr, dass heiße Luft aus dem Motorraum infolge des durch das Kühl- gebläse erzeugten Überdrucks in Gegenrichtung für die Kühlkanalanordnung und die Einlassöffnung wieder nach außen gelangt . Dort kann sie vom Kühlgebläse angesaugt und in unerwünschter Weise zur Erhöhung der Temperatur im Motorraum bei-
tragen. Dies verhindert erfindungsgemäß die als Rückschlagklappenanordnung ausgebildete Klappenanordnung. Die zu kühlende Komponente wird daher während der Fahrt gezielt und wirkungsvoll gekühlt . Entsprechend nieder ist das Temperaturniveau der zu kühlenden Bauteile, damit bei geringer Fahrt und im Stillstand des Fahrzeugs, wo die Kühlwirkung durch den Fahrtwind nicht mehr vorliegt, eine Erhitzung des Motorraums und damit auch der zu kühlenden Komponente verhindert wird.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Vorrichtung möglich.
Die Einlassöffnung ist zweckmäßigerweise am oder unmittelbar neben dem mit einem Gebläse versehenen Motorkühler angeordnet, da dieser gewöhnlich an einer für die Kühlluftzufuhr günstigen Stelle an der Frontseite des Fahrzeugs platziert ist. Die Einlassöffnung ist dabei zweckmäßigerweise oberhalb des Motorkühlers angeordnet .
Müssen mehrere Komponenten im Motorraum gekühlt werden, so besitzt die Kühlkanalanordnung zweckmäßigerweise entsprechende Verzweigungen.
Eine einfache und kostengünstige Ausführung der Rückschlagklappenanordnung besteht darin, dass sie aus wenigstens einer oben schwenkbar aufgehängten Klappe besteht, wobei wenigstens ein ein Öffnen zur Fahrtrichtung hin verhinderndes Anschlagelement vorgesehen ist. Hierdurch wird in einfacher Weise ohne Erfordernis eines Aktors eine geschwindigkeitsabhängige Kühlung bewirkt, also insbesondere ein Öffnen ab einer vorgebbaren Geschwindigkeit und ein Verhindern einer gegensinnigen Luftströmung.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Längsschnittdarstellung einer oberhalb eines schematisch dargestellten Kühlers angeordneten Einlassöffnung mit einer Rückschlagklappe und einem daran angeschlossenen Kühlrohr und
Fig. 2 die Rückansicht des Kühlers und eine entsprechende Ansicht der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung, wobei das Kühlrohr an einem zu kühlenden Lenkungssteuergerät mündet .
Bei dem in den beiden Figuren dargestellten Ausführungsbei- spiel ist eine Einlassöffnung 10 für den Fahrtwind bei der Fahrt eines Kraftfahrzeugs seitlich oberhalb eines Motorkühlers 11 an diesem angeordnet. Die obere Position hat sich als am günstigsten erwiesen, jedoch könnte die Einlassöffnung 10 auch an einer anderen Stelle im Bereich des Motorkühlers angeordnet sein. In der im Ausführungsbeispiel einen rechteckigen Querschnitt aufweisenden rohrartigen Einlassöffnung 10 ist eine Rückschlagklappe 12 an der oberen Innenseite der Einlassöffnung 10 aufgehängt und nimmt schwerkraftbedingt ohne zusätzliche Einflüsse die vertikale Position ein. Bewegt sich das Fahrzeug, so entsteht von außen her ein Staudruck, der die Rückschlagklappe 12 geschwindigkeitsabhängig öffnet. Dieser Öffnungsvorgang beginnt auf einer niederen Geschwindigkeit, die von der konstruktiven Ausführung der Ruckschlag- klappe 12 abhängt. An der Unterseite der Einlassöffnung 10 ist zum Einlass hin ein Anschlag 13 für die Rückschlagklappe 12 angeordnet, der verhindert, dass sich diese in der Gegenrichtung öffnet. Dadurch bewirkt dieser die Funktion der Klappe als Rückschlagklappe.
An der Einlassöffnung 10 ist motorraumseitig ein Kühlrohr 14 angeschlossen, dass sich gemäß Figur 2 bis zu einem schematisch dargestellten elektronischen Lenkungssteuergerät 15 für die schematisch dargestellte Fahrzeuglenkung 16 erstreckt.
Der Motorkühler 10 ist mit einem generell dort vorgesehenen schematisch dargestellten Kühlgebläse 17 versehen. Eine ebenfalls um den Motorkühler 11 herum schematisch dargestellte Rahmenkonstruktion 18 hält den Motorkühler 11 an der Vorderseite des Motorraums des im übrigen nicht dargestellten Fahrzeugs und bewirkt einen gewissen Luftabschluss . Durch das Kühlgebläse 17 entsteht ein gewisser Überdruck im Motorraum in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit und der Drehzahl des Kühlgebläses 17.
Die Wirkungsweise der dargestellten Kühlvorrichtung besteht insbesondere darin, dass sich die Rückschlagklappe 12 ab einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit öffnet, und der Fahrtwind als Kühlluft in die Einlassöffnung 10 einströmen kann. Sie wird mittels des Kühlrohrs 14 zu dem zu kühlenden Lenkungssteuergerät 15 geführt, das dadurch gekühlt wird. Bei sehr geringer Geschwindigkeit oder im Stand des Fahrzeugs schließt die Rückschlagklappe 12 infolge des fehlenden Staudrucks von außen, und infolge des durch das Kühlgebläse 17 erzeugten Ü- berdrucks im Motorraum bestünde die Gefahr, dass erhitzte Luft im Motorraum über das Kühlrohr 14 und die Einlassöffnung 10 wieder nach außen gelangen könnte. Diese erhitzte Luft würde dann wieder zum Motorkühler 10 anstelle der kalten Außenluft gelenkt, was zu einer unerwünschten Erhöhung der Kühlmitteltemperaturen (z.B. Getriebeöl, Klimaflüssigkeit, Servo-Öl, Kühlmittel für Motor ...) sowie der Motorraumtemperatur und damit auch des zu kühlenden Lenkungssteuergeräts 15 führen würde. Die Rückschlagfunktion der Rückschlagklappe 12 verhindert diese Rückstrδmung.
Die Kühlung des Lenkungssteuergeräts 15 ist lediglich als Beispiel einer zu kühlenden Komponente im Motorraum aufgeführt. Prinzipiell können selbstverständlich beliebige elektronische oder nicht elektronische Komponenten gekühlt werden, die sich entweder in besonderer Weise erhitzen und/oder besonders temperaturempfindlich sind. Darunter fallen beispielsweise Lager und Lageranordnungen sowie Aktoren. Das Kühlrohr 14 wird hierzu jeweils zu der zu kühlenden Komponente geführt. Sollen mehrere Komponenten gekühlt werden, so kann eine Verzweigung 19 oder können mehrere Verzweigungen am Kühlrohr 14 vorgesehen sein.
Anstelle von Kühlrohren 14 können auch Schläuche und sonstige kanalartige Elemente die erforderliche Kühlkanalanordnung bilden.
Im Ausführungsbeispiel ist nur eine einzige Rückschlagklappe 12 dargestellt. Je nach Größe der Einlassöffnung 10 kann es sich als zweckmäßig erweisen, mehrere Rückschlagklappen lamellenartig vorzusehen. Dabei ist der Querschnitt der Einlassöffnung 10 selbstverständlich nicht auf den rechteckigen Querschnitt beschränkt, sondern kann beispielsweise auch o- val, rund oder dergleichen ausgebildet sein.
Um ein Öffnen der Rückschlagklappe 12 erst bei einer gewünschten höheren Fahrgeschwindigkeit zu erreichen, können auch Federelemente an der Rückschlagklappe 12 angeordnet sein, durch die das Öffnen je nach gewünschter Einstellung erschwert oder erleichtert wird.