-
Die Erfindung betrifft ein Kühlmodul für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
-
Ein solches Kühlmodul für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, ist beispielsweise bereits der
DE 10 2015 207 399 A1 als bekannt zu entnehmen. Das auch als Kühler-Lüftermodul bezeichnete Kühlmodul weist wenigstens einen auch als Wärmetauscher bezeichneten oder als Wärmetauscher ausgebildeten Kühler auf, welcher von einem insbesondere flüssigen Kühlmittel durchströmbar ist. Mittels des Kühlers kann das Kühlmittel gekühlt werden. Das Kühlmodul weist auch einen auch als Gebläse bezeichneten Lüfter auf, welcher eine Lüfterzarge mit einer Durchströmöffnung aufweist. Der Lüfter umfasst außerdem ein auch als Gebläserad bezeichnetes Lüfterrad, mittels welchem durch um eine Drehachse relativ zu der Lüfterzarge erfolgendes Drehen des Lüfterrads Kühlluft in eine Strömungsrichtung durch die Durchströmöffnung hindurchgefördert werden kann. Die Kühlluft kann den Kühler an- und umströmen, so dass mittels der Kühlluft über den Kühler das Kühlmittel gekühlt werden kann, insbesondere dadurch, dass Wärme von dem den Kühler durchströmenden Kühlmittel über den Kühler an die den Kühler umströmende und mittels des Lüfters geförderte Kühlluft übergehen kann. Der Lüfter umfasst auch einen Elektromotor, mittels welchem das Lüfterrad antreibbar und dadurch um die Drehachse relativ zu der Lüfterzarge drehbar ist. Der Lüfter umfasst auch eine Leiteinrichtung, mittels welcher die Kühlluft geleitet werden kann, welche mittels des Lüfterrads, das um die Drehachse relativ zu der Lüfterzarge drehbar ist, gefördert wird.
-
Des Weiteren offenbart die
DE 10 2013 204 069 B4 eine Lüfterzarge, welche für eine Vielzahl von Lüftermodulen und für einen Kühler eines Kraftfahrzeugs eingerichtet ist.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kühlmodul der eingangs genannten Art zu verbessern.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Kühlmodul mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
-
Um ein Kühlmodul der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu verbessern, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Lüfterzarge als ein tragendes Element ausgebildet ist, welches den auch als Wärmetauscher bezeichneten und als Wärmetauscher ausgebildeten Kühler trägt. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass der Kühler in die auch als Gebläsezarge oder Zarge bezeichnete Lüfterzarge integriert ist. Des Weiteren ist die Leiteinrichtung separat von der Lüfterzarge ausgebildet und an der Lüfterzarge gehalten, so dass die als tragendes Element ausgebildete Lüfterzarge auch die Leiteinrichtung trägt. Der Elektromotor und das Lüfterrad sind an der Leiteinrichtung gehalten. Beispielsweise ist das Lüfterrad unter Vermittlung des Elektromotors an der Leiteinrichtung gehalten. Das Lüfterrad, der Elektromotor und die Leiteinrichtung bilden somit eine separat und beispielsweise unabhängig von der Lüfterzarge ausgebildete und insbesondere montierbare oder vormontierbare Baueinheit, welche insbesondere in ihrem zusammengebauten Zustand an der tragenden, einfach auch als Zarge bezeichneten Lüfterzarge gehalten ist.
-
Des Weiteren ist es vorzugsweise vorgesehen, dass in die Lüfterzarge ein zumindest einen Längenbereich des Lüfterrads in Umfangsrichtung des Lüfterrads vollständig umlaufender Akustikring integriert ist, so dass vorzugsweise der Akustikring einstückig mit der Lüfterzarge ausgebildet ist. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass die Lüfterzarge und der Akustikring nicht etwa als separat voneinander ausgebildete und miteinander verbundene Bauelemente ausgebildet sind, sondern die Lüfterzarge und der Akustikring sind aus einem einzigen Stück gebildet, das heißt als ein Monoblock ausgebildet oder durch einen Monoblock gebildet. Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde:
- Üblicherweise werden in Fahrzeugen Kühler und Gebläse, mithin Lüfter verwendet. Diese werden unterschiedlich zusammengebaut und im jeweiligen Fahrzeug befestigt. Auch werden bei den Gebläsen unterschiedliche Leistungsklassen verwendet. Bei den Gebläsen gibt es unterschiedliche Konzepte, wie beispielsweise ein sogenanntes Downstream-Fan-Konzept und ein sogenanntes Upstream-Fan-Konzept. Bei dem Downstream-Fan-Konzept ist das Lüfterrad in Strömungsrichtung der mittels des Lüfterrads geförderten und einfach auch als Luft bezeichneten Kühlluft stromab der Leiteinrichtung angeordnet. Bei dem Upstream-Fan-Konzept ist beispielsweise das Lüfterrad in Strömungsrichtung der mittels des Lüfterrads geförderten Kühlluft stromauf der Leiteinrichtung angeordnet. Die Leiteinrichtung weist beispielsweise mehrere, insbesondere eigensteife, Lamellen oder Rippen auf, welche in Umfangsrichtung des Lüfterrads voneinander beabstandet angeordnet und dazu ausgebildet sind, die mittels des Lüfterrads geförderte Kühlluft zu leiten. Beispielsweise ist der Kühler in Strömungsrichtung der mittels des Lüfterrads geförderten Luft stromauf des Lüfterrads und auch stromauf der Leiteinrichtung angeordnet.
-
Bei der Erfindung kann der Kühler beziehungsweise dessen Kühlfläche klassisch und somit senkrecht stehend angeordnet werden, so dass beispielsweise eine Ebene, in welcher der Kühler angeordnet ist, senkrecht zur Strömungsrichtung verläuft, oder aber der Kühler beziehungsweise dessen Ebene kann in einer nach vorne oder hinten geneigten Anordnung verwendet werden, so dass die genannte Ebene schräg zur Strömungsrichtung und dabei beispielsweise in Fahrzeuglängsrichtung von vorne nach hinten betrachtet von vorne unten nach hinten oben oder von vorne oben nach hinten unten verläuft. Aufnahmen zum Haltern des Kühlers an der auch als Hauptkörper bezeichneten Zarge können beispielsweise über integrierte Befestigungszapfen an der Zarge erfolgen und sich dann beispielsweise in Abkoppelelementen wie beispielsweise Gummilagern in der Karosserie des Kraftfahrzeugs wiederfinden. Bei dem Downstream-Fan-Konzept ist das auch als Gebläserad bezeichnete Lüfterrad hinten liegend, und ein Ringspalt, welcher aus strömungstechnischen Gründen vorteilhaft ist, wird integriert, so dass kein Zusatzbauteil erforderlich wird. Insbesondere ist der beispielsweise als Luftspalt ausgebildete Ringspalt zwischen dem Lüfterrad und dem Akustikring angeordnet. Insbesondere bei dem Upstream-Fan-Konzept wird der Ringspalt mittels des Akustikrings gebildet. Üblicherweise erfordert dies ein zusätzliches Werkzeug zur Erstellung, einen zusätzlichen Montageaufwand und Bindung an ein Elektromotorenkonzept beziehungsweise an eine Variante.
-
Demgegenüber ist bei der vorliegenden Erfindung die auch als Gebläsezarge bezeichnete Lüfterzarge als tragendes Element ausgebildet oder vorgesehen, welches zum einen den Kühler integriert hat beziehungsweise trägt, und zum anderen sind, insbesondere auf einer gegenüberliegenden Seite, das Lüfterrad mit dem Elektromotor und die insbesondere hinten liegende Leiteinrichtung, insbesondere mit ihren Streben, befestigt. Beispielsweise werden die Leiteinrichtung und somit die zuvor genannte Baueinheit mittels einer Schlüssellochverriegelung adaptiert und an dem Hauptkörper (Lüfterzarge) verrastet.
-
Ein Vorteil der Integration des Akustikrings in die Lüfterzarge ist insbesondere, dass der Elektromotor mit dem Lüfterrad beispielsweise für Servicearbeiten oder bei Beschädigungen einfach demontiert werden können, ohne hierfür Kühl- oder Klimakreisläufe öffnen zu müssen. Des Weiteren können im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen ein zusätzliches Werkzeug und Montageschritte eingespart werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass unterschiedliche Leistungsklassen von Elektromotoren zum Beispiel bei einer unterschiedlichen Befestigungssituation oder Aufnahme besonders einfach adaptiert werden können, wodurch ein Flexibilitätszugewinn darstellbar ist. Ferner können unterschiedliche Lieferanten verwendet werden. Als Setzung ist hier dann beispielsweise der Ringspalt entsprechend abzustimmen. Auch kann mit unterschiedlichen Materialien gearbeitet werden. Dies bedeutet, dass bei entsprechend niedrigen Anforderungen die Lüfterzarge und/oder Baueinheit und/oder die Leiteinrichtung in der Materialauswahl angepasst werden kann.
-
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
-
Die Zeichnung zeigt in:
- 1 eine schematische Explosionsansicht einer Baueinheit eines Kühlmoduls für ein Kraftfahrzeug;
- 2 eine weitere schematische Explosionsansicht der Baueinheit;
- 3 eine schematische Perspektivansicht der Baueinheit; und
- 4 eine schematische Vorderansicht der Baueinheit.
-
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
-
1 und 2 zeigen in einer jeweiligen Explosionsansicht eine Baueinheit 10 eines auch als Kühler-Lüfter-Modul bezeichneten Kühlmoduls für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen. Das Kühlmodul weist in seinem vollständig hergestellten Zustand einen in den Figuren nicht dargestellten Kühler auf, welcher als ein Wärmetauscher ausgebildet ist und somit auch als Wärmetauscher bezeichnet wird. In vollständig hergestelltem Zustand des Kraftfahrzeugs ist der Kühler in einem von einem Kühlmittel durchströmbaren Kühlkreislauf angeordnet, so dass das vorzugsweise flüssige Kühlmittel durch den Kühlkreislauf und somit durch den Kühler hindurchströmen kann. Beispielsweise kann mittels des Kühlmittels eine von dem Kühlmodul unterschiedliche, zusätzlich dazu vorgesehene Komponente wie beispielsweise ein Antriebsmotor zum Antreiben des Kraftfahrzeugs gekühlt werden. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, kann das Kühlmittel mittels des Kühlers gekühlt werden, insbesondere dadurch, dass Wärme von dem den Kühler durchströmenden Kühlmittel über den Kühler an einfach auch als Luft bezeichnete Kühlluft übergehen kann, welche den Kühler an- und umströmt.
-
Die Baueinheit 10 und somit das Kühlmodul weisen einen Lüfter 12 auf, welcher eine Lüfterzarge 14 aufweist. Die Lüfterzarge 14 weist eine insbesondere zentrale Durchströmöffnung 16 auf, welche von der zuvor genannten Kühlluft durchströmbar ist. Besonders gut aus 2 ist erkennbar, dass der Lüfter 12 außerdem ein auch als Gebläserad bezeichnetes Lüfterrad 18 aufweist, welches in 1 und 2 als eine Scheibe dargestellt ist. Das Lüfterrad 18 ist um eine Drehachse relativ zu der einfach auch als Zarge bezeichneten Lüfterzarge 14 drehbar. Durch um die Drehachse relativ zu der Lüfterzarge 14 erfolgendes Drehen des Lüfterrads 18 kann mittels des Lüfterrads 18 die zuvor genannte Kühlluft in eine Strömungsrichtung gefördert werden, wobei die Strömungsrichtung beispielsweise parallel zu der Druckseite verläuft. Die mittels des Lüfterrads 18 geförderte und somit in die Strömungsrichtung strömende Kühlluft strömt durch die Durchströmöffnung 16 hindurch, und die mittels des Lüfterrads 18 geförderte Kühlluft strömt den Kühler an und um den Kühler herum, so dass der Kühler mittels des Lüfterrads 18 mit der mittels des Lüfterrads 18 geförderten Kühlluft versorgbar ist. In vollständig hergestelltem Zustand des Kühlmoduls ist der Kühler beispielsweise in Strömungsrichtung der mittels des Lüfterrads 18 geförderten Kühlluft stromab des Lüfterrads 18 angeordnet.
-
Der Lüfter 12 weist einen Elektromotor 20 auf, mittels welchem das Lüfterrad 18 antreibbar und dadurch um die Drehachse relativ zu der Lüfterzarge 14 drehbar ist. Der Lüfter 12 umfasst auch eine besonders gut aus 1 erkennbare Leiteinrichtung 22, welche auch als Leitapparat bezeichnet wird. Aus 1 ist erkennbar, dass die Leiteinrichtung 22 mehrere, vorzugsweise eigensteife Rippen 24 aufweist, welche in um die Drehachse verlaufender Umfangsrichtung des Lüfterrads 18 und der Durchströmöffnung 16 voneinander beabstandet angeordnet sind. Die Leiteinrichtung 22 und somit die Rippen 24 sind in Strömungsrichtung der mittels des Lüfterrads 18 geförderten Luft stromab des Lüfterrads 18 und beispielsweise stromauf des Kühlers angeordnet, wobei dann, wenn mittels des Lüfterrads 18 die Kühlluft gefördert wird, die Kühlluft mittels der Leiteinrichtung 22, das heißt mittels der Rippen 24 gezielt geleitet wird. Dadurch kann die Kühlluft den Kühler an- und umströmen, wodurch eine effektive und effiziente Kühlung des Kühlmittels über den Kühler darstellbar ist. Das Lüfterrad 18 ist dabei um die Drehachse relativ zu der Lüfterzarge 14 und relativ zu der Leiteinrichtung 22, mithin relativ zu den Rippen 24 drehbar, so dass die Leiteinrichtung 22 sozusagen feststehend ist. Insbesondere sind die Leiteinrichtung 22 und somit die Rippen 24 relativ zu der Lüfterzarge 14 unbeweglich.
-
Um nun eine einfache Montage und Demontage des Kühlmoduls realisieren zu können, ist die Lüfterzarge 14 als tragendes Element ausgebildet, welches den separat von der Baueinheit 10 ausgebildeten Kühler (Wärmetauscher) trägt. Hierfür weist die Lüfterzarge 14, wie besonders gut aus 3 erkennbar ist, Halterelemente 26 auf, welche auch als Aufnahmen bezeichnet werden und bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel als Zapfen ausgebildet sind. Mittels der Halterelemente 26 ist der Kühler an der Lüfterzarge 14 gehalten und somit durch die Lüfterzarge 14 getragen. Des Weiteren ist die beispielsweise einstückig ausgebildete Leiteinrichtung 22 separat von der Lüfterzarge 14 ausgebildet und an der Lüfterzarge 14 gehalten, das heißt befestigt, so dass die als tragendes Element ausgebildete Lüfterzarge 14 auch die Leiteinrichtung 22 trägt. Dabei sind das Lüfterrad 18 und der Elektromotor 20 an der Leiteinrichtung 22 gehalten, beispielsweise derart, dass das Lüfterrad 18 über den Elektromotor 20 an der Leiteinrichtung 22 gehalten ist. Außerdem sind somit das Lüfterrad 18 und der Elektromotor 20 unter Vermittlung der Leiteinrichtung 22 an der Lüfterzarge 14 gehalten, so dass die Lüfterzarge 14 über die separat von der Lüfterzarge 14 ausgebildete Leiteinrichtung 22 auch das Lüfterrad 18 und den Elektromotor 20 trägt. Da das Lüfterrad 18 und der Elektromotor 20 an der Leiteinrichtung 22 gehalten sind, und da die Leiteinrichtung 22 separat von der Lüfterzarge 14 ausgebildet ist, bilden die Leiteinrichtung 22, der Elektromotor 20 und das Lüfterrad 20 die Baueinheit 10, welche beispielsweise unabhängig von der Lüfterzarge 14 hergestellt oder montiert oder vormontiert und insbesondere in ihrem montierten oder vormontierten Zustand an der Lüfterzarge 14 montiert und von der Lüfterzarge 14 demontiert werden kann. Außerdem ist vorzugsweise ein Akustikring 28 in die Lüfterzarge 14 integriert, so dass vorzugsweise die Lüfterzarge 14 einstückig mit dem Akustikring 28 ausgebildet ist.
-
Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel ist, wie besonders gut aus 4 erkennbar ist, eine sogenannte Schlüssellochverriegelung 30 vorgesehen, um die Leiteinrichtung 22 an der separat davon ausgebildeten Lüfterzarge 14 zu halten. Mit anderen Worten ist die Leiteinrichtung 22 mittels der Schlüssellochverriegelung 30 an der Lüfterzarge 14 befestigt und somit gehalten. Die Schlüssellochverriegelung 30 weist mehrere, in um die Drehachse verlaufender Umfangsrichtung des Lüfterrads 18 und der Durchströmöffnung 16 aufeinanderfolgend und voneinander beabstandete Befestigungsöffnungen 32 auf, welche eine Form wie ein Schlüsselloch aufweisen. Somit weist die jeweilige Befestigungsöffnung 32 einen jeweiligen, ersten Bereich 34 mit einer ersten Breite und einem ersten Durchmesser und einen jeweiligen, zweiten Bereich 36 mit einer zweiten Breite beziehungsweise dem zweiten Durchmesser auf. Die zweite Breite beziehungsweise der zweite Durchmesser ist geringer als die erste Breite beziehungsweise der erste Durchmesser. Somit können beispielsweise mit den Befestigungsöffnungen 32 korrespondierende, an der Leiteinrichtung 22 vorgesehene und beispielsweise als Zapfen ausgebildete Befestigungselemente zunächst in die jeweiligen, ersten Bereiche 34 eingesteckt werden. Daraufhin wird beispielsweise die Leiteinrichtung 22 und mit dieser die Befestigungselemente insbesondere um die Drehachse relativ zu der Lüfterzarge 14 gedreht, wodurch die Befestigungselemente aus den ersten Bereichen 34 in die mit den ersten Bereichen 34 verbundenen, zweiten Bereiche 36 bewegt werden. Das jeweilige Befestigungselement weist beispielsweise eine jeweilige, dritte Breite oder einen jeweiligen, dritten Durchmesser auf, wobei die dritte Breite beziehungsweise der dritte Durchmesser beispielsweise der ersten Breite beziehungsweise dem ersten Durchmesser entspricht oder kleiner als die erste Breite beziehungsweise der erste Durchmesser ist. Jedoch ist beispielsweise die dritte Breite beziehungsweise der dritte Durchmesser größer als die zweite Breite beziehungsweise der zweite Durchmesser. Wird somit beispielsweise das jeweilige Befestigungselement aus dem jeweiligen, ersten Bereich 34 in den jeweiligen, zweiten Bereich 36 bewegt, so hintergreift dann beispielsweise das jeweilige Befestigungselement mit seinem jeweiligen, dritten Durchmesser beziehungsweise mit seiner jeweiligen, dritten Breite den jeweiligen, zweiten Bereich 36 beziehungsweise einen jeweiligen, den jeweiligen, zweiten Bereich 36, insbesondere direkt, begrenzenden Wandungsbereich der Lüfterzarge 14. Hierdurch kann die Leiteinrichtung 22 einfach mit der Lüfterzarge 14 verrastet und somit an der Lüfterzarge 14 gehaltert werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Baueinheit
- 12
- Lüfter
- 14
- Lüfterzarge
- 16
- Durchströmöffnung
- 18
- Lüfterrad
- 20
- Elektromotor
- 22
- Leiteinrichtung
- 24
- Rippe
- 26
- Halterelement
- 28
- Akustikring
- 30
- Schlüssellochverriegelung
- 32
- Befestigungsöffnung
- 34
- erster Bereich
- 36
- zweiter Bereich
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102015207399 A1 [0002]
- DE 102013204069 B4 [0003]
