DE19929245A1 - Kühlsystem für Baueinheiten im Motorraum eines Kraftfahrzeuges - Google Patents
Kühlsystem für Baueinheiten im Motorraum eines KraftfahrzeugesInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem für Baueinheiten im Motorraum eines Kraftfahrzeuges, bei dem die jeweilige Baueinheit über einen Luftkanal mit Kühlluft versorgt und die durch die Baueinheit erwärmte Luft abgesaugt wird, und bei dem die Baueinheiten separat, parallel oder in Reihe an den Luftkanal angeschlossen sind. Sie löst die Aufgabe, ein derartiges Kühlsystem so zu gestalten, daß die Kühlluft frei von Staubpartikeln ist. Dazu wird die Kühlluft dem motorseitig gebildeten Reinluftraum (4) an einem dem Motor vorgeschalteten Dämpferfilter (3) entnommen, und die jeweilige Baueinheit (1, 12) ist über den Luftkanal (2) mit dem Reinluftraum (4) verbunden (Fig. 1).
Description
Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem für thermisch hoch belastete Baueinheiten im
Motorraum Bereich eines Kraftfahrzeuges, insbesondere für Scheinwerfer, bei dem die
jeweilige Baueinheit mit Kühlluft versorgt und die erwärmte Luft abgesaugt wird.
Bei der heutigen Motorraumauslegung in einem Kraftfahrzeug ist die thermische
Belastung der im Motorraum angeordneten Bauteile und Baueinheiten, insbesondere
durch die Leistungssteigerung bei den Motoren und deren Nebenaggregaten bei
gleichzeitiger Erhöhung der Packungsdichte im Motorraum, groß. Dadurch verringert
sich die Qualität der Baueinheiten, verbunden mit einer Reduzierung der Lebensdauer,
beispielsweise die Lebensdauer von Keil- und Zahnriemen und von diversen
Gummiteilen, aber auch von elektrischen Komponenten, wie der Lichtmaschine, der
elektronischen Steuergeräte und der Scheinwerfer. Um diese Nachteile zu vermeiden,
ist man dazu übergegangen, die wärmebelasteten Baueinheiten zu kühlen.
Aus der DE 41 06 684 C2 ist eine Vorrichtung zur gesteuerten Luftzufuhr zu mehreren
thermisch belasteten Baueinheiten, z. B. zur Lichtmaschine, der Zentralelektronikeinheit
und dem Auspuffkrümmer, bekannt, bei der der Luftstrom über eine gemeinsame
Luftfördereinrichtung zu bzw. von den einzelnen Baueinheiten durch Luftkanäle und in
diesen angeordneten Ventileinrichtungen in Abhängigkeit von der Bauteiltemperatur
steuerbar ist. Um die einzelnen Baueinheiten in Abhängigkeit der an diesen
vorliegenden Betriebsbedingungen über die Luftfördereinrichtung mit einem individuellen
Luftstrom beaufschlagen zu können, wird die Sekundärluftpumpe der
Brennkraftmaschine als Luftfördereinrichtung zur Einblasung von Sekundärluft in den
Auspuffkrümmer verwendet, und die Steuerung der Luftverteilung erfolgt mittels einer
Steuereinheit. Die Kühlluft ist dabei Umgebungsluft. Die Baueinheiten können parallel
zueinander oder in Serie hintereinander mit Kühlluft versorgt werden.
Es sind auch separate Belüftungssysteme für Scheinwerfer bekannt. Diese weisen eine
Zuluftöffnung sowie eine Abluftöffnung an dem Scheinwerfer auf und haben die
Aufgabe, eine Luftaustauschmöglichkeit zwischen der Luft in dem Scheinwerfer sowie
der Umgebungsluft zu schaffen. Durch den Luftausgleich soll es ermöglicht werden,
feuchte Luft aus dem Scheinwerfer herauszuführen. Wird der Austausch der Luft
unterbrochen, so führt die feuchte Luft dazu, daß Wasserdampf beim Abkühlen der
Lichtscheibe oder des gesamten Scheinwerfers an der Lichtscheibe kondensiert. Zur
besseren Abführung der feuchten Luft aus dem Scheinwerfer und zur Verhinderung des
Eindringens von Staubpartikeln in den Scheinwerfer aus der Umgebungsluft, die sich auf
der Reflektorfläche niederschlagen könnten, wird in der DE 31 38 360 vorgeschlagen,
die Zuluft aus einem von der Fahrzeugheizung beeinflußbaren Fahrzeuginnenraum,
vorzugsweise der Fahrgastzelle zu entnehmen. Nachteilig an der bekannten Vorrichtung
ist deren Aufwand für die Zuluftleitung, da diese vom Fahrgastinnenraum zum
Scheinwerfer eine beträchtliche Länge zurücklegen muß. Dies hat Auswirkungen auf die
Konstruktion der Karosserie als auch des Scheinwerfers. Zur Verhinderung des
Eindringens von größeren Mengen von Staubpartikeln ist man auch dazu
übergegangen, die Zuluftleitungen in Form eine Labyrinths auszubilden, das gleichzeitig
eine Wasser abführende Funktion hat, was beispielsweise in der DE 195 22 669
beschrieben ist.
Bei Scheinwerfern oder Leuchten der neueren Generation wird eine klare Lichtscheibe
verwendet. Die vorgegebene Lichtverteilung wird durch eine gezielte geometrische
Ausbildung der Reflektoren erreicht. Motorraumseitig wird der Scheinwerfer oder die
Leuchte von einem Gehäuse umschlossen. Im Gegensatz zu herkömmlichen
Scheinwerfern oder Leuchten sind hier z. B. drei oder sogar vier Lichtquellen in einem
Scheinwerfer angeordnet. Durch die Unterbringung von derartig vielen Lichtquellen auf
einer verhältnismäßig kleinen Fläche ergeben sich jedoch neue Probleme hinsichtlich
der Wärmeentwicklung. So sind Temperaturen von bis zu 230°C in einem solchen
Scheinwerfer keine Ausnahme. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn das
Fahrzeug steht und die Kühlung durch den Fahrtwind entfällt. Durch die
Wärmeentwicklung können Verformungen an der Lichtscheibe oder an anderen
Kunststoffteilen auftreten.
Zur Verbesserung der Belüftung in einem Scheinwerfer kann auch zwischen der
Zuluftöffnung und der Abluftöffnung ein Gebläse angeordnet werden (FR 2 701 756 A1).
Die dadurch verstärkte Belüftung wirkt wie eine Luftkühlung, die die Verlustwärme der
Lichtquelle abführt und eine Reduzierung des sog. Foggens bewirkt, also des
Ausgasens der erhitzten Kunststoffteile des Scheinwerfers. Durch die Anordnung eines
Gebläses steigt jedoch auch die durch den Scheinwerfer strömende Luftmenge
erheblich an, so daß die bisher bekannten Maßnahmen zur Vermeidung des Eindringens
von Staubpartikeln nicht mehr ausreichend sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kühlsystem für im Motorraum eines
Kraftfahrzeuges angeordnete Baueinheiten, insbesondere Scheinwerfer, nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei dem die Kühlluft frei von Staubpartikeln
ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Kühlsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch
dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.
Die Erfindung besteht darin, daß die Kühlluft dem motorseitig gebildeten Reinluftraum an
einem dem Motor vorgeschalteten Dämpferfilter entnommen wird, und daß die jeweilige
Baueinheit über einen Luftkanal mit dem Reinluftraum verbunden ist.
Damit ist es möglich, die Kühlung von Baueinheiten im Motorraum, insbesondere der
Scheinwerfer, ohne wesentlichen zusätzlichen Aufwand mit gereinigter und
staubpartikelfreier Kühlluft zu betreiben.
In Verbindung mit einem Gebläse zum Absaugen der erwärmten Luft kann dabei in
bekannter und vorteilhafter Weise der Kühlluftdurchsatz verstärkt werden, was
insbesondere bei Scheinwerfern der neueren Generation wegen der starken
Wärmeentwicklung infolge der Mehrfachbestückung mit Glühlampen und des Foggens
der Kunststoffteile von erheblichem Vorteil ist.
Bei Dieselmotoren kann die Baueinheit zum Absaugen der erwärmten Luft auch mit der
Vakuumpumpe und bei Ottomotoren mit der Sekundärluftpumpe verbunden sein. Damit
kann in vorteilhafter Weise ein weiters, schon vorhandenes Nebenaggregat in das
Kühlsystem eingebunden werden.
Anstelle des Gebläses, der Vakuumpumpe oder der Sekundärluftpumpe kann die
erwärmte Luft auch mittels eines zweiten Luftkanals abgesaugt werden, der an der
engsten Stelle vom Luft-Ansaugstutzen des Dämpferfilters angeschlossen ist. An dieser
Stelle ist der dynamische Druck aufgrund der dort herrschenden Strömung hoch,
während der statische Druck nach Bernoulli niedrig ist. Gewissermaßen wird die
erwärmte Luft durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit im Ansaugstutzen aus dem
Schlauch mitgerissen, wodurch im Scheinwerfer ein Unterdruck entsteht, und dadurch
wiederum Kühlluft aus dem Reinraum nachgesaugt wird.
Die Kühlung des Scheinwerfers läßt sich verbessern, indem die kalte und gefilterte Luft
durch den Luftkanal möglichst bis in die Nähe oder auch direkt auf den Sockel der
Glühlampe geleitet wird. Der Sockel wird ohne Kühlung bis zu 400°C heiß, wodurch die
Scheinwerferbauteile aus Kunststoff erheblich temperaturbelastet werden.
Aus dem gleichen Grunde ist es von Vorteil, wenn der Luftkanal so angeordnet ist, daß
der kalte Luftstrom direkt auf die jeweilige Glühlampe gelenkt wird und damit direkt auf
die Wärmequelle. Nach dem Stand der Technik kann bei einer Glühlampe mit zwei
Wendeln (Fern- und Abblendlicht) jeweils nur eine Wendet als Lichtquelle benutzt
werden, weil sonst das Glas durch die thermische Belastung zerspringen würde. Durch
die direkte Kühlung der Glühlampe wird es möglich, gleichzeitig zwei oder auch mehr
Wendeln glühen zu lassen, beispielsweise eine dritte, durch die bei Kurvenfahrten in die
gewünschte Richtung geleuchtet werden kann, ohne daß dafür ein separater
Scheinwerfer erforderlich wäre.
Die Glühlampe kann auch durch eine Glaskuppel vom Reflektor abgeschottet sein, um
diesen vor eventuellen Resten von verschmutzter, von chemischen Verbindungen
verunreinigter oder feuchter Luft zu schützen. Bei einer derartigen
Scheinwerferausführung sind zur Kühlung und Belüftung der Glühlampe
Luftdurchströmöffnungen im Befestigungsflansch des Glühlampensockels angeordnet,
durch die die erwärmte Luft abgesaugt wird. Vorteilhaft streicht dabei die erwärmte Luft
über den heißen Glühlampensockel und kühlt diesen zusätzlich.
Damit keine von chemischen Verbindungen im Scheinwerfer verunreinigte Luft von
diesem zurück in den Dämpferfilter gelangt, ist im Luftkanal eine Rückschlagklappe oder
ein Rückschlagventil vorgesehen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. In den
zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Kühlanordnung für einen Scheinwerfer in einer Draufsicht auf den
Motorraum eines Kraftfahrzeugs,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Anordnung mit einem Vertikalschnitt II-II,
Fig. 3 eine andere Ausführung einer derartigen Kühlanordnung für einen
Scheinwerfer in einer Draufsicht auf den Motorraum,
Fig. 4 eine Seitenansicht der Anordnung nach Fig. 3 mit einem Vertikalschnitt
IV-IV,
Fig. 5 eine dritte Ausführung einer Kühlanordnung für einen Scheinwerfer und
Fig. 6 eine vierte Ausführung einer Kühlanordnung für einen Scheinwerfer.
In den Fig. 1 und 2 ist eine Kühlanordnung für einen linken Scheinwerfer 1 eines
Personenkraftwagens gezeigt. Dieser (1) ist über einen Schlauch 2 mit dem über dem
Dämpferfilter 3 gegebenen Reinluftraum 4 verbunden, aus dem die staubpartikelfreie
Luft für die Gemischaufbereitung abgesaugt wird. Die Rohluft (Umgebungsluft) wird über
den Ansaugstutzen 5 durch den Dämpferfilter 3 gesaugt. Im Gehäuse 6 des
Scheinwerfers 1 ist ein kleiner Ventilator 7 angeordnet. Beim Betrieb dieses Ventilators 7
wird aus dem Gehäuse 6 Luft abgesaugt, so daß über den Schlauch 2 kühle und
staubpartikelfreie Luft aus dem Reinluftraum 4 nachgesaugt wird und somit ständig
Kühlluft durch den Scheinwerfer 1 strömt. Die durch den Ventilator 7 aus dem
Scheinwerfer 1 abgesaugte Luft wird an die Umgebungsluft abgegeben. Sie kann durch
das Foggen der Kunststoffteile chemische Verunreinigungen enthalten. Um eine
umgekehrte Luftströmung zu verhindern, ist im Schlauch 2 ein Rückschlagventil 8
eingebaut.
Die Fig. 3 und 4 zeigen eine weitere Kühlanordnung. Bei dieser ist anstelle eines
Ventilators ein Abluftschlauch 9 im Scheinwerfergehäuse 10 angeordnet, der an der
engsten Stelle des Ansaugstutzens 5 für die Umgebungsluft in diesen mündet. Durch die
an dieser Stelle gegebene starke Strömung ist der dynamische Druck hoch. Die aus
dem Scheinwerfergehäuse 10 abgesaugte Luft wird mit der aus der Umgebungsluft
angesaugten Luft vermischt und durch den Dämpferfilter 3 in den Reinluftraum 4
gesaugt.
Bei der Kühlanordnung nach Fig. 5 mündet ein mit dem Reinluftraum 4 verbundener
Luftschlauch 2 direkt am Sockel 11 der im Scheinwerfer 12 angeordneten Glühlampe
13. Die Luft wird, wie bei der Anordnung nach den Fig. 3 und 4, durch einen am
Scheinwerfergehäuse 14 angeordneten Abluftschlauch 15 aus dem Scheinwerfer 12
gesaugt, der mit dem Ansaugstutzen 5 für die Umgebungsluft verbunden ist.
Schließlich zeigt Fig. 6 eine direkte Glühlampenkühlung. Der dargestellte Scheinwerfer
16 weist eine Glaskuppel 17 auf, der die Glühlampe 18 vom Reflektor 19 abschottet.
Der vom Reinraum 4 kommende Luftschlauch 2 mündet, wie bei der vorstehend
beschriebenen Ausführung, direkt am Sockel 20 der Glühlampe 18 in den
abgeschotteten Raum. Der Befestigungsflansch 21 der Glühlampe 18 weist Bohrungen
22 auf. Durch den Abluftschlauch 23 wird, wie vorstehend beschrieben, Luft aus dem
Scheinwerfergehäuse und damit insbesondere auch aus dem durch die Glaskuppel 17
gebildeten Raum abgesaugt, so daß ein Luftstrom durch diesen entsteht, der besonders
effektiv eine Kühlung des Sockels 20 und der Glühlampe 18 bewirkt.
1
Scheinwerfer
2
Schlauch
3
Dämpferfilter
4
Reinluftraum
5
Ansaugstutzen
6
Gehäuse
7
Ventilator
8
Rückschlagventil
9
Abluftschlauch
10
Scheinwerfergehäuse
11
Sockel
12
Scheinwerfer
13
Glühlampe
14
Scheinwerfergehäuse
15
Abluftschlauch
16
Scheinwerfer
17
Glaskuppel
18
Glühlampe
19
Reflektor
20
Sockel
21
Befestigungsflansch
22
Bohrung
23
Abluftschlauch
Claims (8)
1. Kühlsystem für Baueinheiten im Motorraum eines Kraftfahrzeuges, bei dem die
jeweilige Baueinheit über einen Luftkanal mit Kühlluft versorgt und die durch die
Baueinheit erwärmte Luft abgesaugt wird, und bei dem die Baueinheiten separat,
parallel oder in Reihe an den Luftkanal angeschlossen sind, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kühlluft dem motorseitig gebildeten Reinluftraum (4) an
einem dem Motor vorgeschalteten Dämpferfilter (3) entnommen wird, und daß die
jeweilige Baueinheit (1, 12) über den Luftkanal (2) mit dem Reinluftraum (4)
verbunden ist.
2. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit (1)
zum Absaugen der durch diese erwärmten Luft einen Ventilator (7) aufweist.
3. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit (12)
zum Absaugen der durch diese erwärmten Luft bei Dieselmotoren mit der
Vakuumpumpe und bei Ottomotoren mit der Sekundärluftpumpe verbunden ist.
4. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit (12)
zum Absaugen der durch diese erwärmten Luft über einen Abluftschlauch (9) mit
dem Ansaugstutzen (5), vorzugsweise an dessen engster Stelle, verbunden ist.
5. Kühlsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die zu kühlende Baueinheit ein Scheinwerfer (12) ist, und
daß der Luftkanal (2) in den Umgebungsbereich des Sockels (11) oder direkt am
Sockel (11) der Glühlampe (13) mündet.
6. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die zu kühlende Baueinheit ein Scheinwerfer (12) ist, und daß der Luftkanal (2) im
Bereich des Sockels (11) der Glühlampe (13) in den Reflektor (19) mündet und auf
die Glühlampe (18) gerichtet ist.
7. Kühlsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühlampe (18)
von einer Glaskuppel (17) umgeben ist, und daß im Befestigungsflansch (21) am
Sockel (20) der Glühlampe (18) Luftaustrittsöffnungen (22) für die erwärmte Luft
angeordnet sind.
8. Kühlsystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß im Luftkanal (2) eine Rückschlagklappe oder ein
Rückschlagventil (7) angeordnet ist.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE19929245A DE19929245A1 (de) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | Kühlsystem für Baueinheiten im Motorraum eines Kraftfahrzeuges |
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Publications (1)
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DE19929245A1 true DE19929245A1 (de) | 2000-12-28 |
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ID=7912588
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Country Status (1)
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