WO2020016145A1

WO2020016145A1 - Kühlvorrichtung für eine fahrzeugfront eines kraftfahrzeugs

Info

Publication number: WO2020016145A1
Application number: PCT/EP2019/068941
Authority: WO
Inventors: Steve Sattler; Jürgen Hintereder; Susanne Rübsamen; Jacek LERCHE
Original assignee: Man Truck & Bus Se
Priority date: 2018-07-16
Filing date: 2019-07-15
Publication date: 2020-01-23
Also published as: DE102018117091A1; CN112204233A; EP3824169A1; BR112020025400A2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung (10) für eine Fahrzeugfront eines Kraftfahrzeugs, vorzugsweise eines Nutzfahrzeug. Die Kühlvorrichtung (10) weist ein Lüfterrad (12), das trieblich mit einem Abtrieb (22) einer Brennkraftmaschine verbindbar oder verbunden ist und drehbar in einer fahrzeugtragrahmenfesten Lagerung (16) gelagert ist, auf. Durch die fahrzeugtragrahmenfeste Anordnung des Lüfterrads(12) ist es nicht mehr erforderlich, das Lüfterrad (12) motornah zu verbauen. Die somit ermöglichten Positionsveränderungen für das Lüfterrad und die Brennkraftmaschine können u.a. eine verbesserte Montierbarkeit des Antriebsstrangs, mehr Flexibilität hinsichtlich einer Nutzung des verfügbaren Bauraums und eine verbesserte Kühlleistung ermöglichen.

Description

Kühlvorrichtung für eine Fahrzeugfront eines Kraftfahrzeugs

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für eine Fahrzeugfront eines Kraftfahrzeugs, vor- zugsweise eines Nutzfahrzeug. Typischerweise weist ein LKW-Triebstrang einen wassergekühlten Motor (optional luftgekühlt) mit einem motorfesten Lüfterrad und vorgelagerter Kühlereinheit auf. Beim Frontlenker-LKW befindet sich der Antriebstrang in der Regel unterhalb des Fahrerhauses nahe am vorderen Rahmenende und über einer Vorderachse.

Mit Hilfe der Kühlereinheit kann die Kühlmitteltemperatur unter Zuhilfenahme eines durch das Lüfterrad angesaugten Kühlluftmassenstroms, der die Kühlereinheit durchströmt, abgekühlt werden. Herkömmlich ist das Lüfterrad hierbei motorfest und durch eine direkt oder indirekt mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbundene Welle angetrieben. Da die Welle nur innerhalb des Motorblockes gelagert ist, ergibt sich eine motornahe Anordnung des Lüfterrads, um die Schwingungen des Lüfterrads so gering wie möglich zu halten. Ein Spalt zwischen dem Lüfterrad und der Lüfterhaube ist so gering wie möglich zu halten, jedoch groß genug, um die Schwingungen des Triebstrangs noch auszugleichen. Ein geringer Spalt verhindert, dass Falschluft vom Lüfterrad erneut angesaugt wird. Die Brennkraftma- schine sitzt herkömmlich mit dem Lüfterrad direkt hinter der Kühlereinheit.

Die DE 100 41 915 A1 offenbart ein alternatives Kühlsystem für ein Nutzfahrzeug. Das Kühl- System mit einem Kühlerlüfteraggregat, bestehend aus einem Kühler und einem Kühlerlüfter, für die Kühlung einer Antriebseinrichtung, z. B. eines Dieselmotors, weist einen aerodyna- misch optimierten Lüfter auf, der elektrisch angetrieben ist.

Aus der DE 10 2005 033 331 A1 ist eine weitere Fahrzeugkühleranordnung mit einem Kühl- modul und einer Lüfterhaube in einem Lastkraftwagen bekannt. Die Lüfterhaube ist fahrzeug- tragrahmenfest angeordnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine alternative und/oder verbesserte Kühlvorrich- tung zu schaffen.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Wei- terbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung angegeben. Die Kühlvorrichtung für eine Fahrzeugfront eines Kraftfahrzeugs, vorzugsweise eines Nutz- fahrzeug (z. B. Lastkraftwagen, vorzugsweise Frontlenker-Lastkraftwagen), weist ein Lüfterrad auf. Das Lüfterrad ist trieblich mit einem Abtrieb einer Brennkraftmaschine (z. B. direkt oder indirekt mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine) verbindbar oder verbunden und dreh- bar in einer fahrzeugtragrahmenfesten Lagerung (z. B (z. B. Gleitlager oder Wälzlager)) gela- gert.

Durch die fahrzeugtrag rahmenfeste Anordnung des Lüfterrads ist es nicht mehr erforderlich, dass das Lüfterrad motornah verbaut ist, was herkömmlich aufgrund der motorfesten Anord- nung des Lüfterrads nötig ist. Die somit ermöglichten Positionsveränderungen für das Lüfter- rad und die Brennkraftmaschine können u.a. eine verbesserte Montierbarkeit des Antriebs- strangs, mehr Flexibilität hinsichtlich einer Nutzung des verfügbaren Bauraums und eine ver- besserte Kühlleistung ermöglichen. Insbesondere kann ein vergrößerter Abstand zwischen dem Lüfterrad und der Fahrzeugfrontseite bspw. eine verlängerte Lüfterhaube ermöglichen, die damit aerodynamischer ausgeführt werden kann. Die äußeren Ecken einer Kühlereinrich- tung können so besser durchströmt werden. Zwischen der Brennkraftmaschine und dem Lüf- terrad kann ein weiterer Fahrzeugquerträger angeordnet sein, der den Fahrzeugtragrahmen weiter versteifen kann und zusätzlich als fahrzeugtragrahmenfeste Anbindung für die Lage- rung des Lüfterrads dienen kann. Zusätzlich wird durch die fahrzeugtragrahmenfeste Anord- nung des Lüfterrads eine Entkopplung des Lüfterrads von den Triebstrangschwingungen der Brennkraftmaschine bewirkt. Diese Entkopplung kann es ermöglichen, einen Ringspalt zwi- schen dem Lüfterrad und einer Lüfterhaube im Vergleich zu herkömmlichen Konstruktionen deutlich zu reduzieren. Der verkleinerte Ringspalt hat ebenfalls einen positiven Effekt auf die Effizienz der Kühlvorrichtung.

In einer Ausführungsform kann das Lüfterrad eine Antriebswelle aufweisen und/oder mit einer Antriebswelle trieblich verbunden sein, die trieblich mit dem Abtrieb verbunden (z. B. von dem Abtrieb angetrieben ist) und/oder in der fahrzeugtragrahmenfesten Lagerung drehbar gelagert ist.

In einem Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung ferner ein Tragrahmenbauteil eines Fahr- zeugtragrahmens, vorzugsweise ein Querträgertragrahmenbauteil, auf, an oder in dem die La- gerung fahrzeugtragrahmenfest angeordnet ist.

Zweckmäßig kann das Tragrahmenbauteil zwischen dem Lüfterrad und der Brennkraftma- schine angeordnet sein und/oder sich in einer Fahrzeugquerrichtung erstrecken. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Tragrahmenbauteil als Gitterrahmen aus Stabelementen ausgebildet oder weist einen Gitterrahmen aus Stabelementen auf. Alternativ oder zusätzlich ist das Tragrahmenbauteil in Kühlluftströmungsrichtung hinter dem Lüfterrad und/oder vor dem Abtrieb angeordnet. Der Gitterrahmen ermöglicht ein steifes und zugleich leichtbauendes Tragrahmenteil.

Beispielsweise kann das Tragrahmenbauteil Teil eines vollständig oder zumindest teilweise als Gitterrahmen ausgeführten Fahrzeugtragrahmens sein.

Zweckmäßig kann sich der Begriff„Kühlluftströmungsrichtung“ hierin auf eine Strömungsrich- tung der durch das Lüfterrad angesaugten Kühlluft beziehen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Kühlvorrichtung ferner eine flexible Triebver- bindung auf, die das Lüfterrad (z. B. die Antriebswelle des Lüfterrads) trieblich mit dem Abtrieb verbindet. Die flexible Triebverbindung ermöglicht die tragrahmenfeste Anordnung der Lage- rung des Lüfterrads und die Entkoppelung von den Triebstrangschwingungen. Aufgrund der Entkoppelung kann auch ein Ringspalt zwischen einer Lüfterhaube und dem Lüfterrad verrin- gert werden.

In einer Weiterbildung weist die flexible Triebverbindung eine Gelenkwelle, vorzugsweise eine Gleichlaufgelenkwelle, auf. Alternativ oder zusätzlich weist die flexible Triebverbindung bspw. eine biegsame Welle auf. Es ist möglich, dass die flexible Triebverbindung zur Kompensation von Relativbewegungen und/oder einem Winkelversatz zwischen dem Lüfterrad und dem Ab- trieb ausgebildet ist.

In einer Ausführungsform weist die Kühlvorrichtung ferner eine Kühlereinrichtung (z. B. Küh- lereinheit oder Kühlerpaket) für Ladeluft und/oder ein Motorkühlmittel auf. Vorzugsweise kann die Kühlereinrichtung von Kühlluft, die das Lüfterrad ansaugt, durchströmbar angeordnet sein.

Beispielsweise kann die Kühlereinrichtung direkt hinter einer Fahrzeugfrontmaske und/oder Fahrzeugfrontseite des Kraftfahrzeugs angeordnet sein.

Es ist auch möglich, dass ein waagerechter Abstand zwischen dem Lüfterrad und der Kühlein- richtung größer oder gleich 300 mm ist. In einer Weiterbildung weist die Kühlereinrichtung einen Hochtemperaturkühler (z. B. Motor- kühlmittelkühler für ein Motorkühlmittel) und/oder einen Niedertemperaturkühler (z. B. Lade- luftkühler für Ladeluft) auf. Alternativ oder zusätzlich ist die Kühlereinrichtung in Kühlluftströ- mungsrichtung vor dem Lüfterrad angeordnet.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Kühlvorrichtung ferner eine Lüfterhaube auf, die in Kühlluftströmungsrichtung zumindest teilweise (z. B. im Wesentlichen) vor dem Lüfterrad angeordnet ist. Es kann ein zumindest aus Strömungsgründen notwendiger Überlappungsbe- reich zwischen der Lüfterhaube und dem Lüfterrad bestehen. Die Lüfterhaube kann eine ae- rodynamische Luftführung ermöglichen, insbesondere auch eine Durchströmung der Kühler- einrichtung in deren äußeren Eckbereichen.

In einer Weiterbildung ist ein Ringspalt zwischen der Lüfterhaube und dem Lüfterrad kleiner oder gleich 6 mm. Insbesondere kann der Spalt minimalst klein sein, wobei hier lediglich die Toleranz der Anbindungsstruktur begrenzend ist. in einer weiteren Ausführungsform ist ein Haubenabschnitt der Lüfterhaube, vorzugsweise ein unterer Haubenabschnitt, konvex nach innen gebogen. Dies kann dazu dienen, zusätzlichen Bauraum für einen weiteren Tragrahmenquerträger zu schaffen, der den Fahrzeugtragrahmen, insbesondere einen Leichtbau-Fahrzeugtragarmen, weiter versteifen kann. Die konvexe Bie- gung ermöglicht eine Steigerung der Eigensteifigkeit und gleichzeitig eine strömungsgünstige Luftführung.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Lüfterhaube an deren Außenumfangsfläche eines oder mehrere Versteifungselemente, vorzugsweise Versteifungsrippen, auf. Die Versteifungs- elemente dienen zum Versteifen der Lüfterhaube, sodass diese bei Schwingungen und Er- schütterungen trotz dünner Wandstrukturen formstabil bleibt.

Beispielsweise kann die Lüfterhaube aus faserverstärktem (z. B. endlosfaserverstärktem) Kunststoff gefertigt sein. Andere Materialien sind auch denkbar.

In einer Weiterbildung sind die Versteifungsrippen vorzugsweise so angeordnet und/oder ge- ometrisch ausgebildet, dass eine Eigenfrequenz der Lüfterhaube in einer Richtung weg von einer im Betrieb auftretenden fahrzeugtragrahmenseitigen Anregungsfrequenz (z. B. einer im Betrieb des Kraftfahrzeugs normalerweise und/oder häufig und/oder überwiegend auftreten- den fahrzeugtragrahmenseitigen Anregungsfrequenz) verändert ist. In einem Ausführungsbeispiel sind eines oder mehrere der Versteifungselemente oben und/o- der unten an der Außenumfangsfläche angeordnet und/oder erstrecken sich im Wesentlichen parallel zur Kühlluftströmungsrichtung.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist mindestens ein Versteifungselement zumindest teil- weise (vorzugsweise vollständig) umlaufend um die Außenumfangsfläche angeordnet und/o- der erstreckt sich in einer Umfangsrichtung um die Außenumfangsfläche (zum Beispiel teil- weise oder vollständig).

In einer Ausführungsform ist die Lüfterhaube an der Kühlereinrichtung befestigt und/oder fahr- zeugtragrahmenfest angeordnet. Die modulare Anbindung und selbsttragende Struktur wirkt sich positive auf Montage und Service aus. Durch Anbindung an fahrzeugtragrahmenfeste Strukturen lassen sich weitere Potentiale wie schwingungsgerechte Konstruktion ermöglichen. Es ist möglich, dass die Lüfterhaube zwischen der Kühlereinrichtung und/oder einem Fahr- zeugfrontlufteintritt und dem Lüfterrad angeordnet ist und/oder eine Länge in Kühlluftströ mungsrichtung von größer als 200 mm, 250 mm, 300 mm oder 350 mm aufweist.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Lüfterhaube eine strömungsgünstig gewölbte In- nenkontur auf.

Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise ein Nutzfahrzeug, vorzugsweise einen Lastkraftwagen, aufweisend eine Brennkraftmaschine und eine Kühlvorrichtung wie hie- rin offenbart, wobei das Lüfterrad trieblich mit dem Abtrieb der Brennkraftmaschine verbunden ist.

In einem Ausführungsbeispiel ist ein waagerechter Abstand zwischen dem Lüfterrad und einer Fahrzeugfrontseite (zum Beispiel einer Vorderseite einer Fahrzeugfrontmaske) des Kraftfahr- zeugs größer oder gleich 550 mm. Alternativ oder zusätzlich ist ein waagerechter Abstand zwischen der Brennkraftmaschine und einer Fahrzeugfrontseite des Kraftfahrzeugs größer o- der gleich 900 mm. Alternativ oder zusätzlich ist ein waagerechter Abstand zwischen dem Lüfterrad und der Brennkraftmaschine größer oder gleich 350 mm. Diese Mindestabmessun- gen können beispielsweise die aerodynamische Verlängerung der Lüfterhaube, die fahrzeug- tragrahmenfeste Anordnung des Lüfterrads, den verringerten Ringspalt und/oder die Anord- nung des Fahrzeugtragrahmenträgers zwischen dem Lüfterrad und der Brennkraftmaschine ermöglichen. Es ist auch möglich, die Vorrichtung wie hierin offenbart bspw. für Personenkraftwagen oder geländegängige Fahrzeuge zu verwenden.

Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Offen- barung;

Figur 2 eine Explosionszeichnung der Kühlvorrichtung von Figur 1 ;

Figur 3 eine Draufsicht auf die Kühlvorrichtung von Figur 1 ; und

Figur 4 eine Schnittansicht der Kühlvorrichtung entlang einer Linie A-A von Figur 3.

Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen stimmen zumindest teilweise überein, so dass ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsformen bzw. Figuren verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.

Die Figuren 1 bis 4 zeigen eine Kühlvorrichtung 10 für eine Fahrzeugfront eines Kraftfahr- zeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, zum Beispiel ein Lastkraftwagen. Die Kühlvorrich- tung 10 kann unmittelbar hinter einer Fahrzeugfront des Kraftfahrzeugs, das heißt einer Front- maske des Kraftfahrzeugs, eingebaut sein, zum Beispiel unterhalb eines Fahrerhauses. Eine Vorwärtsfahrtrichtung des Kraftfahrzeugs ist in der Figur 1 mit einem Pfeil V gekennzeichnet. Es kann auch möglich sein, die Kühlvorrichtung 10 an einer anderen Position anzuordnen, z.B. heckseitig bei einem Nutzfahrzeug, z. B Omnibus, mit einer Heck-Brennkraftmaschine.

Es wird darauf hingewiesen, dass die hierin offenbarte Kühlvorrichtung insbesondere Positi- onsveränderungen für das Lüfterrad und die Brennkraftmaschine ermöglichen kann, die u. a. eine verbesserte Montierbarkeit des Antriebsstrangs, mehr Flexibilität hinsichtlich einer Nut- zung des verfügbaren Bauraums und eine verbesserte Kühlleistung ermöglichen.

Die Kühlvorrichtung 10 weist ein Lüfterrad 12 auf. Das Lüfterrad 12 ist als ein Axiallüfterrad ausgebildet. Das Lüfterrad 12 weist eine Antriebswelle 14 auf bzw. ist mit der Antriebswelle 14 verbunden. Das Lüfterrad 12 ist drehfest mit der Antriebswelle 14 verbunden. Die Antriebs- welle 14 ist drehbar in einer Lagerung 16 gelagert. Die Lagerung (z. B. Gleitlager oder Wälz- lager) 16 ist fahrzeugtragrahmenfest angeordnet. Damit ist das Lüfterrad 12 nicht wie üblich motorfest, sondern stattdessen fahrzeugtragrahmenfest verbunden.

Die Lagerung 16 ist insbesondere in einem Querträgertragrahmenbauteil 18 rahmenfest ver- baut. Das Querträgertragrahmenbauteil 18 bildet einen Teil des Fahrzeugrahmens des Kraft- fahrzeugs. Das Querträgertragrahmenbauteil 18 erstreckt sich in einer Querrichtung des Kraft- fahrzeugs. Das Querträgertragrahmenbauteil 18 kann beispielsweise zwei außenliegende Längsträgerbauteile (z. B. aus einem Gitterrahmen) miteinander verbinden. Das Querträger- tragrahmenbauteil 18 ist durch einen Gitterrahmen aus miteinander verbundenen Stabelemen- ten (zum Beispiel Vierkantrohr, Rundrohr oder jegliches anderes Profil, z. B. C-Profil, Omega- Profil, L-Profil usw.) gebildet. Das Querträgertragrahmenbauteil 18 ist bezüglich einer Strö- mungsrichtung der Kühlluft, die von dem Lüfterrad 12 angesaugt wird, hinter dem Lüfterrad 12 angeordnet.

Die Antriebswelle 14 ist über eine flexible Triebverbindung 20 trieblich mit einem Abtrieb 22 einer Brennkraftmaschine (nicht dargestellt), z. B. Diesel-, Benzin- oder Gasmotor, des Kraft- fahrzeugs verbunden. Der Abtrieb 22 ist motorfest.

Die flexible Triebverbindung 20 weist in der dargestellten Ausführungsform eine Gelenkwelle 24, insbesondere eine Gleichlauf-Gelenkwelle, auf. Die Gleichlauf-Gelenkwelle ermöglicht ei- nen gleichmäßigen Antrieb des Lüfterrad 12 trotz eines Winkelversatzes, der beispielsweise durch die Schwingungen des Triebstrangs resultieren kann. Die Gelenkwelle 24 ist antreibend mit der Antriebswelle 14 verbunden.

Die flexible Triebverbindung 20 ermöglicht einen Ausgleich von Relativbewegungen zwischen dem motorfesten Abtrieb 22 einerseits und der fahrzeugtragrahmenfesten Antriebswelle 14 und dem fahrzeugtragrahmenfesten Lüfterrad 12 andererseits. Insbesondere kann ein sich verändernder Winkelversatz, der durch die Triebstrangschwingungen resultiert, ausgeglichen werden. Damit kann ein Drehmoment zwischen dem Abtrieb 22 und der Antriebswelle 14 trotz der Relativbewegungen übertragen werden.

Es ist beispielsweise auch möglich, dass die flexible T riebverbindung 20 eine biegsame Welle oder eine andere flexible Wellenverbindung zum Ausgleich von Relativbewegungen aufweist. Am Abtrieb 22 oder der flexiblen Triebverbindung 20 kann ferner eine flexible Kupplung (nicht dargestellt), zum Beispiel eine Visco-Kupplung, vorgesehen sein, die eine bedarfsgesteuerte Zuschaltung des Lüfterrads 12 ermöglichen kann.

Die Kühlvorrichtung 10 weist ferner eine Lüfterhaube 26 und eine Kühlereinrichtung 28 auf. Die Lüfterhaube 26 ist beispielhaft an die Kühlereinrichtung 28 montiert. Die Kühlereinrichtung 28 kann beispielsweise mittels seitlicher Lager (nicht dargestellt) am Rahmen der Kühlerein- richtung 28 am Fahrzeugtragrahmen befestigt sein. Die Kühlereinrichtung 28 kann ferner bei- spielsweise durch Pendelstützen gehalten sein.

Die Kühlereinrichtung 28 kann beispielsweise einen Hochtemperaturkühler 30 und/oder einen Niedertemperaturkühler 32 aufweisen. Bspw. kann der Kühler 30 zum Kühlen eines Motor- kühlmittels und der Kühler 32 zum Kühlen von Ladeluft verbunden sein. Die Kühlereinrichtung 28 ist direkt hinter einer Frontmaske des Kraftfahrzeugs angeordnet.

Zwischen der Kühlereinrichtung 28 und dem Lüfterrad 12 ist die Lüfterhaube 26 angeordnet. Die Lüfterhaube 26 dient zur Luftführung der Kühlluft, die das Lüfterrad 12 ansaugt. Die Lüf terhaube 26 ist im Vergleich zu einer herkömmlichen Lüfterhaube verlängert und kann dadurch aerodynamischer ausgebildet sein. Die Länge der Lüfterhaube kann bspw. nur durch die Ei- gensteifigkeit der Lüfterhaube (Konstruktion, Material) und die erforderlichen Toleranzen zum Lüfterrad begrenzt sein.

Die Lüfterhaube 26 weist zur Aussteifung Versteifungselemente 34 z. B. in Form von Verstei- fungsrippen auf, insbesondere um Schwingungen der Lüfterhaube 26 zu verhindern oder zu- mindest zu verringern. Die Versteifungselemente 34 sind insbesondere an einer Außenum- fangsfläche 36 der Lüfterhaube 26 angeordnet. Die Versteifungselemente 34 erstrecken sich in einer Längsrichtung der Lüfterhaube 26, beispielsweise oben und unten an der Lüfterhaube 26. Ein weiteres Versteifungselement 34 ist als umlaufender Ring um die Außenumfangsfläche 36 angeordnet.

Eine Innenkontur der Lüfterhaube 26 ist strömungsgünstig ausgeführt. Die Innenkontur der Lüfterhaube 26 ist in einem unteren Bereich konvex nach innen gebogen. Die konvexe Bie- gung 38 kann sich zunächst radial nach innen und in Kühlluftströmungsrichtung bis zu einem Scheitelpunkt erstrecken, und sich ausgehend vom Scheitelpunkt radial nach außen und in Kühlluftströmungsrichtung erstrecken. Diese konvexe Biegung 38 (siehe Figur 4) nach innen kann aus Bauraum und Fahrzeugrahmensteifigkeitsgründen vorteilhaft sein, da sie eine An- Ordnung eines weiteren Tragrahmenquerträgers direkt unterhalb der Lüfterhaube 26 ermögli- chen kann und dennoch dafür sorgt, dass die Kühlereinrichtung 28 auch in deren Eckberei- chen durchströmt ist.

Die vom Lüfterrad 12 angesaugte Kühlluft durchströmt zuerst die Kühlereinrichtung 28 (hier beispielsweise zuerst den Ladeluftkühler 32 und dann den Motorkühler 30), danach die Lüf terhaube 26 und schließlich das Lüfterrad 12.

Die fahrzeugtragrahmenfeste Anordnung des Lüfterrads 12 ermöglicht eine Veränderung der Positionierung des Lüfterrads 12 und der Brennkraftmaschine (nicht dargestellt) relativ zuei- nander und relativ zur Fahrzeugfrontseite des Kraftfahrzeugs. Insbesondere ist es nicht mehr erforderlich, dass das Lüfterrad 12 motornah verbaut ist (herkömmlich erforderlich wegen mo- torfester Anordnung des Lüfterrads). Die geänderten Positionierungen können u.a. eine ver- besserte Montierbarkeit des Antriebsstrangs, mehr Flexibilität hinsichtlich einer Nutzung des verfügbaren Bauraums und eine verbesserte Kühlleistung ermöglichen.

Wie in Figur 4 dargestellt ist, kann ein (waagerechter) Abstand A1 zwischen dem Lüfterrad 12 und einer Fahrzeugfrontseite (z. B. Vorderseite einer Fahrzeugfrontmaske) 40 (schematisch dargestellt) des Kraftfahrzeugs größer oder gleich 550 mm sein. Ein waagerechter Abstand A2 zwischen der Brennkraftmaschine und einer Fahrzeugfrontseite des Kraftfahrzeugs kann größer oder gleich 900 mm sein und/oder ein waagerechter Abstand A3 zwischen dem Lüfter- rad 12 und der Brennkraftmaschine kann größer oder gleich 350 mm sein. Herkömmlich ist sowohl das Lüfterrad 12 als auch die Brennkraftmaschine erheblich dichter an der Fahrzeug- frontseite positioniert.

Der vergrößerte Abstand zwischen Lüfterrad 12 und Fahrzeugfrontseite 40 ermöglicht bspw. eine verlängerte Lüfterhaube 26. Die Lüfterhaube 26 kann damit aerodynamischer ausgeführt werden. Die äußeren Ecken der Kühlereinrichtung 28 können so besser durchströmt werden.

Zusätzlich wird durch die fahrzeugtragrahmenfeste Anordnung des Lüfterrads 12 eine Ent- kopplung des Lüfterrads 12 von den Triebstrangschwingungen der Brennkraftmaschine be- wirkt. Diese Entkopplung ermöglicht es, den Ringspalt R (siehe Figur 4) zwischen dem Lüfter- rad 12 und der Lüfterhaube 26 im Vergleich zu herkömmlichen Konstruktionen deutlich zu reduzieren. Der Ringspalt R kann bspw. kleiner oder gleich 6 mm sein. Der verkleinerte Ring- spalt R hat ebenfalls einen positiven Effekt auf die Effizienz der Kühlvorrichtung 10. Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen. Insbesondere sind die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 unabhängig voneinander offenbart. Zu sätzlich sind auch die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von sämtlichen Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 und beispielsweise unabhängig von den Merkmalen bezüglich des Vorhandenseins und/oder der Konfiguration des Lüfterrads und/oder der Lagerung des unabhängigen Anspruchs 1 offenbart.

Bezugszeichenliste

10 Kühlvorrichtung

12 Lüfterrad

14 Antriebswelle

16 Lagerung

18 Querträgertragrahmenbauteil

20 Flexible Triebverbindung

22 Abtrieb

24 Gelenkwelle

26 Lüfterhaube

28 Kühlereinrichtung

30 Motorkühler

32 Ladeluftkühler

34 Versteifungselemente

36 Außenumfangsfläche

38 Konvexe Biegung

40 Fahrzeugfrontseite

V Vorwärtsfahrtrichtung

R Ringspalt

A1 Abstand Fahrzeugfrontseite - Lüfterrad

A2 Abstand Fahrzeugfrontseite - Brennkraftmaschine

A3 Abstand Lüfterrad - Brennkraftmaschine

Claims

Patentansprüche

1. Kühlvorrichtung (10) für eine Fahrzeugfront eines Kraftfahrzeugs, vorzugsweise eines Nutzfahrzeugs, aufweisend:

ein Lüfterrad (12), das trieblich mit einem Abtrieb (22) einer Brennkraftmaschine verbindbar oder verbunden ist und drehbar in einer fahrzeugtragrahmenfesten Lagerung (16) gelagert ist.

2. Kühlvorrichtung (10) nach Anspruch 1 , wobei

das Lüfterrad (12) eine Antriebswelle aufweist und/oder trieblich mit einer Antriebs- welle verbunden ist, die trieblich mit dem Antrieb verbunden ist und in der Lagerung (16) gelagert ist.

3. Kühlvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, ferner aufweisend:

ein Tragrahmenbauteil (18) eines Fahrzeugtragrahmens, vorzugsweise ein Quer- trägertragrahmenbauteil, an oder in dem die Lagerung (16) fahrzeugtragrahmenfest an- geordnet ist.

4. Kühlvorrichtung (10) nach Anspruch 3, wobei:

das Tragrahmenbauteil (18) als Gitterrahmen aus Stabelementen ausgebildet ist oder einen Gitterrahmen aus Stabelementen aufweist; und/oder

das Tragrahmenbauteil (18) in Kühlluftströmungsrichtung hinter dem Lüfterrad (12) und/oder vor dem Abtrieb (22) angeordnet ist.

5. Kühlvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend:

eine flexible Triebverbindung (20), die das Lüfterrad (12) trieblich mit dem Abtrieb (22) verbindet.

6. Kühlvorrichtung (10) nach Anspruch 5, wobei:

die flexible Triebverbindung (20) eine Gelenkwelle (24), vorzugsweise eine Gleich- laufgelenkwelle, aufweist; und/oder

die flexible Triebverbindung (20) eine biegsame Welle aufweist; und/oder die flexible Triebverbindung (20) zur Kompensation von Relativbewegungen und/o- der einem Winkelversatz zwischen dem Lüfterrad (12) und dem Abtrieb (22) ausgebildet ist.

7. Kühlvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend:

eine Kühlereinrichtung (28) für Ladeluft und/oder ein Motorkühlmittel, die von Kühl- luft, die das Lüfterrad (12) ansaugt, durchströmbar angeordnet ist.

8. Kühlvorrichtung (10) nach Anspruch 7, wobei:

die Kühlereinrichtung (28) einen Hochtemperaturkühler (30) und/oder einen Nie- dertemperaturkühler (32) aufweist; und/oder

die Kühlereinrichtung (28) in Kühlluftströmungsrichtung vor dem Lüfterrad (12) an- geordnet ist.

9. Kühlvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend:

eine Lüfterhaube (26), die in Kühlluftströmungsrichtung zumindest teilweise vor dem Lüfterrad (12) angeordnet ist.

10. Kühlvorrichtung (10) nach Anspruch 9, wobei:

ein Ringspalt (R) zwischen der Lüfterhaube (26) und dem Lüfterrad (12) kleiner oder gleich 6 mm ist; und/oder

ein Haubenabschnitt der Lüfterhaube (26), vorzugsweise ein unterer Haubenab- schnitt, konvex nach innen gebogen ist.

1 1. Kühlvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 10, wobei:

die Lüfterhaube (26) an deren Außenumfangsfläche (36) eines oder mehrere Ver- steifungselemente (34), vorzugsweise Versteifungsrippen, aufweist, die vorzugsweise so angeordnet und/oder geometrisch ausgebildet sind, dass eine Eigenfrequenz der Lüfter- haube (16) in einer Richtung weg von einer im Betrieb auftretenden fahrzeugtragrahmen- seitigen Anregungsfrequenz verändert ist.

12. Kühlvorrichtung (10) nach Anspruch 11 , wobei:

eines oder mehrere der Versteifungselemente (34) oben und/oder unten an der Außenumfangsfläche (36) angeordnet sind und/oder sich im Wesentlichen parallel zur Kühlluftströmungsrichtung erstrecken; und/oder

mindestens ein Versteifungselement (34) zumindest teilweise umlaufend um die Außenumfangsfläche (36) angeordnet ist und/oder sich in einer Umfangsrichtung um die Außenumfangsfläche (36) erstreckt.

13. Kühlvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei:

die Lüfterhaube (26) an der Kühlereinrichtung (28) befestigt und/oder fahrzeugtrag- rahmenfest angeordnet ist; und/oder

die Lüfterhaube (26) zwischen der Kühlereinrichtung (28) und/oder einem Fahr- zeugfrontlufteintritt und dem Lüfterrad (12) angeordnet ist und/oder eine Länge in Kühlluft- strömungsrichtung von größer als 200 mm, 250 mm, 300 mm oder 350 mm aufweist; und/oder

die Lüfterhaube (26) eine strömungsgünstig gewölbte Innenkontur aufweist.

14. Kraftfahrzeug, vorzugsweise Nutzfahrzeug, vorzugsweise Lastkraftwagen, aufweisend:

eine Brennkraftmaschine; und

eine Kühlvorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Lüfter- rad (12) trieblich mit dem Abtrieb (22) der Brennkraftmaschine verbunden ist.

15. Kraftfahrzeug nach Anspruch 14, wobei:

ein waagerechter Abstand (A1 ) zwischen dem Lüfterrad (12) und einer Fahrzeug- frontseite (40) des Kraftfahrzeugs größer oder gleich 550 mm ist; und/oder

ein waagerechter Abstand (A2) zwischen der Brennkraftmaschine und einer Fahr- zeugfrontseite (40) des Kraftfahrzeugs größer oder gleich 900 mm ist; und/oder

ein waagerechter Abstand (A3) zwischen dem Lüfterrad (12) und der Brennkraft- maschine größer oder gleich 350 mm ist.