DE8630351U1

DE8630351U1 - Kraftfahrzeugkühler

Info

Publication number: DE8630351U1
Application number: DE19868630351
Authority: DE
Original assignee: Norsk Hydro ASA
Current assignee: Norsk Hydro ASA
Priority date: 1986-05-27
Filing date: 1986-05-27
Publication date: 1987-03-19

Description

Norsk Hydro a.s. G 3347-DE

Beschreibung

&iacgr; Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeug-

kühler.

|| Die bisher bekannten Kühler "für Kraftfahrzeuge sind

% normalerweise einstückig ausgebildet und aufwendig her-

zustellen. Wegen der großeti Durchflußmengen müssen sie

eine Größe besitzen, die im Motorraum eines Kraftfahrzeugs sehr viel Raum beansprucht. In den Kühlern befindet sich \ lediglich ein Kühlkreislauf für ein Kühlmedium.

Darüberhinaus sind die bekannten Kühler in ihrer 10 Funktionsweise "starr", d. h., daß sie unabhängig von äußeren sich ändernden Umständen im wesentlichen unver

änderbare, konstante Kühlkreislauflängen aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen aus Kühlermodulen oder Kühlersegmenten aufgebauten Kombinationskühler zur Verfügung zu stellen, der die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet; er soll es insbesondere ermöglichen, daß innerhalb des aus den Segmenten bestehenden Kühlers mehrere Kühlkreisläufe zur Verfügung stehen, wobei die vom Motor in die Kühlmedien abgeführte Wärme genutzt wird.

Gleichzeitig soll der aus Kühlersegmenten zusammengesetzte Kombinationskühler mit mehreren Kühl- und Erhitzungsfunktionen einfach aufgebaut und in einfacher Weise herstellbar sein.
25

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch die Anordnung der Segmente zu einem Kombinationskühler gemäß den Ansprüchen 1 und 2 gelöst, wobei durch das erfindungsgemäße Baukastensystem aus den einfach herstellbaren Kühlersegmenten sehr unterschiedliche, jeweils auf den

Norsk Hydro a.s. G 3347-DE

Verwendungszweck genau abgestimmte Kühler mit mehreren Funktionen hergestellt werden können.

Dadurch, daß mehrere Medienkanäle sich durch den erfindungsgemäß zusammengesetzten Kombinationskühler erstrecken, ist es möglich, beispielsweise gleichzeitig das Kühlwasser und das Öl zu kühlen und ggf. in einem dritten Medienkanal Luft für die Innenheizung und/oder bei Dieselmotoren für die vorgewärmte Ansaugluft zu erhitzen.

Die erfindungsgemäße Baukonzeption erlaubt, durch unterschiedliche Medienkanaldurchmesser die Kühlleistung den Erfordernissen des zu kühlenden (oder zu erhitzenden) Mediums anzupassen. Medien, die nicht die gesamte Länge des im Kühler hierfür vorgesehen Medienkaaals benötigen, können vorzeitig ausgeführt werden; die verbleibende Restlänge des Medienkanals kann für andere Medienerwärmung oder -kühlung verwendet werden.

Erfindungsgemäß ist es durch die Bauweise ebenfalls möglich, durch Einbringen von Bypässen eine dynamische Fahrweise des Kühlers zu bewerkstelligen, d. h., trotz verschiedener Eintrittstemperaturen der verschiedenen Medien zu einer gleichen Austrittstemperatur der Medien zu kommen, oder bei Bedarf auch umgekehrt.

Da man dieses System mit Wasserzwangsführung und mit einem erhöhten Lufterwärmungsgrad (mindestens 50* C) betreiben kann, ergibt sich die Möglichkeit, einen Teil der erwärmten Luft nach dem Kühleraustritt abzufangen und gekoppelt mit einer-Frischluftstrecke in den Luftansaugekrümmer einzuleiten. Auf diese Weise kann die ange- saugte Luft, insbesondere in der kälteren Jahreszeit, auf die Idealtemperatur vorgewärmt werden. Damit können die Kuhlwasservorwarmungen in den Luftansaugekrümmern entfallen, wodurch sich einfachere, leichtere und leistungs fähigere Ansaugekrümmer ergeben.

Norsk Hydro a.s. G 3347-DE

It tit

Durch geringere benötigte Wassermenge des Kühlers und das daraus resultierende schnellere Erreichen der Betriebstemperatur erlaubt auch eine Treibstoffvorwärmung, insbesondere bei Dieselmotoren, wobei Paraffinbildung und erhöhter Schadstoffausstoß, besonders,auch in der Anlaß- und Startphase vermieden wird.

Mit den Motorkühlerssgrnentsn läßt

sich ein Standkühlungsteil und eine Fahrtkühlung erstellen. Diese können getrennt oder miteinander verbunden eingebaut werden, und zwar als Block oder Palette; sie können durch geregelte Bypässe parallel und/oder hintereinander geschaltet werden.

Besonders geeignet ist hierbei, wenn die Rohrbogen eingeklebt werden, wobei ein geeigneter Epoxidkleber beispielsweise bei der Firma Cib.a-Geigy erhältlich ist. Die Temperaturbeständigkeit dieses Klebers beträgt minus 40* bis plus 270" C.

Darüberhinaus kann der erfindungsgemäße Kombinationskühler aber auch mit einem Sammelrohr mit Verteiler als Mehrrohrzwangsführung ausgebildet sein. Ein solcher Kühler ist für Kühlungen mit hohem Wasserdurchsatz und für größere Leistungsanforderungen geeignet.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren 1 bis 10 erläutert.

Fig. 1 ist, links, ein Querschnitt und, rechts, ein Längsschnitt durch ein Motorkühlersegment der erfindungsgemäßen Kühlersegmentanordnung,

Fig. 2 ist ein Querschnitt durch ein bevorzugt ausgebildetes Segment gemäß Fig. 1; Fig. 3 ist eine schräge Seitenansicht, teilweise im vertikalen Querschnitt, von zwei zu einer Kühleranordnung verbundenen Segmente gemäß Fig. 1 und 2 Fig. 4 zeigt im Querschnitt verschiedene Befestigungsarten der kreissegmentförmigen Aluminiumrohre in

Norsk Hydro a.s.

G 3347-DE

- 5 —

den Kühlersegmenten;

Pig. 5 zeigt bevorzugte Verbindungsprofile für die Verbindung der Motorkühlersegmente miteinander,

Fig. 6
und 6 a

Fig. 7

Fig. 8

Fig. 9

zeigen schematisch die rahmenförmige Verbindung der Segmente zu einem erfindungsgemäßen Kühlerblock ,

zeigt schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Kühlerblocks mit Einrohr-zwangswasserführung,

zeigt schematisch den Aufbau eines erfindungsgemäßen Kühlerblocks bei Mehrrohr-zwangswasserführung mit Sammel- und Verteilerrohr; ist die schematische Wiedergabe des Aufbaus und der Anwendung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kombinationskühlers und

Fig. 10 zeigt die Einsatzmöglichkeit des erfindungsgemäßen Kombinationskühlers zur Vorwärmung der Ansaugluft.

In Fig. 1 ist auf der linkeniSeite eine Ausführungsform des Motorkühlersegments 1 im Querschnitt und, auf der rechten Seite,im Längsschnitt,entlang der Linie A-A des Ausschnitts auf der linken Seite, wiedergegeben.

Das Segment 1 besteht aus stranggepreßtem Aluminiumprofil mit den Bohrungen 2, die als Medienkanäle ausgebildet sind. Diese Bohrungen sind von Lamellen 4 umgeben, wobei diese vorzugsweise größere 4 a und geringere 4 b Höhe aufweisen. Diese Aluminiumprofil kann je nach geforderter Leistung und Baugröoe auf ein bestimmtes Maß

Norsk Hydro a.s,

G 3347-DE

geschnitten werden.

Bevorzugt ist die obere und die untere Fläche als obere und untere Begrenzungsplatte 5, 6 ausgebildet.

Die Eintritts- und Austrittsbereiche 3 der Bohrungen 2 sind zum Einschub von Verbindungsrohrbogen aufgeweitet.

Bevorzugt sind auf den oberen und unteren Begren- ^ungsplatten 5, 6 Mittel 16, 17 angebracht, durch die beispielsweise die Begrenzungsplatte 6 mit einer darauf zu befestigenden Begrenzungsplatte 5 eines zweiten Segtnents verbunden bzw. verriegelt werden kann. Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 2 handelt es sich auf der einen Begrenzungsplatte 6 um ein kanalförmiges Profil 16 und auf der gegenüberliegenden Begrenzungsplatte 5 um ein gratförmiges Profil, dessen Querschnitt zum verriegelnden

Einschub in das Profil 16 (eines darunter liegenden Segments) ausgebildet ist. Die seitlichen Längskanten 10 der Begrenzungsplatten 5, 6 können in entsprechender Weise zur Verriegelung mit einem nebenliegenden Segment oder mit einem Verbindungsprofil (s. Fig. 5) ausgebildet sein.

Gemäß Fig. 3 werden die Mediumkanäle 2 gleichen Durchmessers von übereinander liegenden oder nebeneinander liegenden Kühlerrohrsegmenten 1 durch kreissegmentförmige Aluminiumrohrbögen 7 miteinander verbunden, so daß sich in entsprechender Weise der Mediumkanal verlängert.

Da die verschiedenen Medienkanäle 2 eines Segments unterschiedliche Durchmesser aufweisen, müssen auch die AIuminiumrohrbögen 7 unterschiedliche, entsprechende Durchmesser aufweisen.

Gemäß Fig. 4 werden auf der linken Seite verschiedene Klebeverbindungen, die die bevorzugte Verbindungsart sind, zwischen den Aluminiumrohrbögen 7 und Segmenten 1 in der Bohrung 2 graphisch dargestellt. Besonders bevorzugt ist

Norsk Hydro a.s. ^G 3347-DE

CI CCtC I

der hierfür geeignete Epoxidkleber der Ceba-Geigy, dessen Temperaturbeständigkeit minus 40* bis plus 270" C beträgt, der nicht spröde ist und bei einer Klebefläche von 660 mm eine Klebef.estigkeit von 35 k/N mm , ins- !

gesamt 2310 kg aufweist. Bei Bedarf können zusätzlich ]

O-Ringdichtungen (9) in an sich bekannter Weise verwendet werden:

Um die Eigenelastizität der Segmentkombination zum erfindungsgemäßen Kühler zu erhöhen, können die verwendeten Rohrbogen an den Anschlußteilen mit einer Expansionsumformung 10 versehen werden.

Im Fall des Verlötens können in an sich bekannter Weise Lötringe (11) Verwendung finden.

Bei Verwendung der Expansionsumformung 10 wird eine größere Dichtheit erzielt. Damit eine genaue und sichere Verbindung zustande kommen kann, werden in den Segmenten Einfräsungen 12 vorgesehen.

Die Verbindung der Segmente 1 untereinander erfolgt bevorzugt durch Verbindungsprofile aus Kunststoff oder aus Aluminium gemäß Fig. 5. Diese Profile oder Beschläge besitzen gemäß Abbildung Ausnehmungen oder Aufsätze, die den Aufsätzen 16, 17 oder den verformten Kantenrändern entsprechen und mit diesen verriegelnd zusammenwirken. Über die derart ausgebildeten Verbinduhgsprofile können die Kühlersegmente miteinander verbunden werden.

Darüberhinaus sind die Verbindungsstücke so ausgelegt, wie in den Figuren 6 und 6 a wiedergegeben, daß über diese ein Rahmen aufgeschoben werden kann. Der Rahmen besteht aus dem Rahmenprofil (21), verst* :ibaren Eckverbindungen mit Spannschraube 22 und äußerem Schwingungsdämpfer 23. Im übrigen entsprechen die Bauteile den zuvor beschriebenen Bauteilen.

Norsk Hydro a.s.

G 3347-DE

Ut CfC

— 8 —

In Fig. 7 wird schematisch der Durchgang eines Mediumkanals durch einen erfindungsgemäßen Kombinationskühler dargestellt. Mit A ist die Eintrittsrichtung des Mediums in den zugehörigen Mediumkanal und mit P dessen Austrittsrichtung angegeben. Durch die entsprechende Verbindung der entsprechenden Kanalabschnitte in den einzelnen Segmenten durch die Rohrbogen erfolgt der Durchfluß des Mediums mittels einer Zwangsführung serpentinenförmig durch die Segmentanordnung (Kühler) mit nur einem Eintritt und einem Austritt für das Medium.

In Fig. 8 wird schematisch eine Mehrrohrzwangsführung dargestellt, die für einen Kühler mit hohem Mediumdurchsatz geeignet ist. Die zu fördernde Menge des Mediums fließt durch ein Verteilerrohr 13 in die einzelnen Rohrleitungen, die sich wiederum serpentinenartig durch den Kühleraufbau winden, und treten in ein Sammelrohr 14, aus dem sie zur Verbrauchsstelle rückgeführt werden.

In Fig. 9 wird ein erfindungsgemäßer Kombinationskühler schematisch wiedergegeben, der aus den Segmenten und Rohrbogen aufgebaut ist und gleichzeitig eine Stand- und Fahrkühlung aufweist. Hierbei wird deutlich, daß in verblüffend einfacher Weise eine Mehrmedienkühlung durchgeführt werden» kann, wobei parallel hierzu Erwärmung eines oder mehrerer Medien erfolgen kann.

im Bedarfsfall kann in dieser Vorrichtung noch ein Ladeluftkühler für Turboladerbetrieb integriert werden, wobei die Baugröße der zur Zeit verwendeten Wasserkühler nicht überschritten wird, gleichzeitig aber eine gegenüber traditionellen Wasserkühlern überlegene Mehrfachfunktion

30 erbracht wird.

In der Fig. 9 sind die gestrichelt gekennzeichneten Segmentkombinationen der Standkühlung zugehörig, die durch den Ventilator gekühlt werden. Aus der Figurenbeschriftung

Norsk Hydro a.s

G 3347-DE

10

ergeben sich die verschiedenen Kühlungs- und Erwärmungsfunktionen für die verschiedenen Medien.

In Fig. 10· wird schema.tisch dargestellt, wie erfindungsgemäß die Ansaugluft vorgewärmt wird.

Die durch den Kühler strömende Luft, die als Kühlis«2dium dient,-wird stark aufgewärmt. Um diese Energie der aufgewärmten Luft zu nutzen, wird ein Ventilatoraufsatz 15 derart ausgebildet, daß mit einem Teil der erwärmten Luft die Ansaugluft in einer Vorwärmkammer geregelt vermischt wird, wodurch das Gemisch auf die jeweils benötigte optimale Temperatur gebracht werden kann. Dieses Gemsich tritt dann in den Vergaser mit Luftfilter 20 ein. Das Mischungsverhältnis von Heißluft mit mindestens 50° C und Ansaugluft wird in an sich bekannter Heise durch den Thermomischregler 21 geregelt.

Claims

&igr; r r r f

Norsk Hydro a.s.
Oslo / Norwegen

Kraftfahrzeugkühler

G 3347-DE

Schutzansprüche

1 . Kraftfahrzeugkühler·, bestehend aus mindestens zwei Kühlersegmenten, dadurch gekennzeichnet, döß die Begrenzungsplatte (5) des einen Segments auf der Begrenzungsplatte (6) des anderen Segments deckungsgleich aufliegt, unu die Längsbohrungen (2) jeweils gleichen Durchmessers in den Segmenten durch kreissegmentförmige Aluminiumrohrbögen (7) zu einem die Segmente durchlaufenden Kanal miteinander verbunden sind, wobei die Segmente über die Einschubrinne (16) des einen Segments und den eingeschobenen Einschubgrat (17) miteinander verriegelt sind.
2. Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Medienkanäle (2) gleichen Durchmessers derart über den Rohrbögen (7) miteinander verbunden sind, daß sich der gebildete Medienkanal serpentinenförmig durch die über- und/oder nebeneinander angeordneten Segmente erstreckt.