DE19929245A1 - Kühlsystem für Baueinheiten im Motorraum eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

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.

BEZUGSZEICHENLISTE

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.