[0002] Kühlflüssigkeitskühler im Kraftfahrzeug erfordern, um effektiv wirksam zu sein, in
ihrer Nähe einen Raum, in dem sich die Kühlflüssigkeit ausdehnen und entgasen kann.
In der Regel wird dazu ein separater Ausgleichsbehälter oder auch ein vom Sammelkasten
des Kühlflüssigkeitskühlers abgetrennter Raum verwendet, der mit dem Kühlkreislauf
in Verbindung steht. Solche Ausgleichsbehälter haben in aller Regel einen Einfüllstutzen,
um das Kühlsystem aufzufüllen und sie erlauben außerdem, daß im Kühlsystem vorhandene
Lufteinschlüsse entweichen können.
Beispielsweise wurde in der ein Kühlsystem für Brennkraftmaschinen betreffenden DE
3912734 A1 der Ausgleichsbehälter einstückig mit dem Mantel des Gebläses ausgebildet
und dient als Träger für einen Kühler. Dies ist jedoch kein Hinweis zur Art und Weise
der Anordnung des Ausgleichsbehälters bei den angesprochenen Kühlanlagen.
Bei kastenförmigen Kühlanlagen in Kraftfahrzeugen, die Kühlflüssigkeitskühler enthalten,
ist unter den restriktiven Forderungen der Anwender solcher Kühlanlagen die Anordnung
eines Ausgleichsbehälters und dessen Einbindung in das Kühlsystem mit Problemen behaftet.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, für die genannte Kühlanlage einen Ausgleichsbehälter
vorzusehen, der sowohl hinsichtlich der Gesamtkosten der Kühlanlage als auch hinsichtlich
seiner Funktion den Forderungen der Anwender vollständig entspricht.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Ausgleichsbehälter so angeordnet ist, daß
seine Projektionsfläche die Fläche des Kühlnetzes mindestens eines Kühlers zu einem
wesentlichen Teil abdeckt und der Ausgleichsbehälter die Kühlluft ableitet.
[0003] Vorzugsweise befindet sich der Ausgleichsbehälter oberhalb des oberen horizontal
angeordneten Ladeluftkühlers und ist in einem optimierten Abstand von demselben angeordnet,
wobei der Boden des Ausgleichsbehälters die Funktion eines Luftleitbleches oder dergleichen
besitzt. Als optimierter Abstand wird ein solcher Abstand verstanden, der die Leitung
der aus dem Kühlnetz austretenden Kühlluft wirksam in eine gewollte Richtung unterstützt.
Vorzugsweise erhält der Ausgleichsbehälter einen günstigen Platz am höchsten Punkt
der Kühlanlage, um seine Funktion der Entgasung der Kühlflüssigkeit erfüllen zu können.
Ferner führt die Ausbildung des Bodens des Ausgleichsbehälters als Luftleitblech dazu,
daß der vorhandene Strömungswiderstand in vertretbaren Grenzen bleibt.
Es hat sich überraschend erwiesen, daß der Ausgleichsbehälter, wenn er in einem optimierten
Abstand vom Kühlnetz entfernt vorgesehen wird, die Leistung des Kühlers nur unwesentlich,
jedenfalls nur in einem vertretbaren Umfang mindert. Die vom Radialventilator durch
die Öffnung in der Frontplatte der Kühlanlage angesaugte Kühlluft wird radial umgelenkt
und durch die Kühlnetze der Kühler gedrückt. Die aus dem Kühlnetz austretende Kühlluft
erreicht auch den abgedeckten Bereich des Kühlnetzes, um dort ihre Kühlfunktion zu
erfüllen und wird um den Ausgleichsbehälter herum gelenkt. Die Kühlwirkung kann vorteilhafter
Weise zusätzlich durch Luftleitelemente unterstützt werden.
In einem anderen Ausführungsbeispiel oder zusätzlich kann der Ausgleichsbehälter schräg
angeordnet sein, so daß seine Bodenfläche mit der Ebene des Kühlnetzes einen spitzen
Winkel bildet, wodurch der Ausgleichsbehälter selbst wie ein Luftleitelement wirken
kann. Der erwähnte optimierte Abstand vom Kühlnetz ist bei diesem Ausführungsbeispiel
nicht konstant, sondern steigt entsprechend der Steigung an. Dabei kann der Abstand
auf einer Seite auch den Wert 0 betragen, d.h. der Ausgleichsbehälter stützt sich
auf der besagten Seite direkt am Kühlnetz ab bzw. er berührt das Kühlnetz. Schließlich
kann die Bodenfläche des Ausgleichsbehälters eine strömungstechnisch günstige Form
erhalten, die den Einsatz von separaten Luftleitelementen erübrigt.
Ferner kann die Leistungseinbuße durch die Verwendung eines Radialventilators kompensiert
werden, der bei gleicher Leistungsaufnahme deutlich höhere Luftfördermengen als ein
Axialventilator aufweist.
Die Befestigung des Ausgleichsbehälters wird vorzugsweise direkt am Kühlnetz vorgenommen.
Dazu sind in von Wellrippen freien Ausschnitten Halter zwischen den Flachrohren des
Kühlnetzes angeordnet, die mit den Flachrohren metallisch verbunden sind und eine
ausreichend stabile Befestigung und Abstützung erlauben.
Die erfindungsgemäße Lösung ist hinsichtlich der Gesamtkosten für die Kühlanlage,
im Vergleich mit Kühlanlagen, die den Ausgleichsbehälter an einem Sammelkasten vorsehen,
sehr günstig, weil standardmäßige Sammelkästen für die Kühler der Kühlanlage verwendet
werden können. Bei der erfindungsgemäßen Lösung können auch sehr einfach Ausgleichsbehälter
unterschiedlicher Größe eingesetzt werden, ohne daß weitgehende Änderungen an den
übrigen Teilen der Kühlanlage erforderlich werden.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Die beiliegenden
Figuren zeigen:
Fig. 1 Seitenansicht der Kühlanlage;
Fig. 2 Ansicht von hinten auf die Kühlanlage;
Fig. 3 Ansicht von vorne auf die Kühlanlage;
Fig. 4 Perspektivansicht auf den Ladeluftkühler mit dem Ausgleichsbehälter;
Fig. 5 Draufsicht von Fig. 4;
Fig. 6 Einzelheit der Befestigung
Die kastenförmige Kühlanlage 1 besteht aus einem im Bild oben angeordneten Ladeluftkühler
2, der Sammelkästen 10; 11, einen Ladelufteinlass 21, einen Ladeluftauslass 22 und
ein Kühlnetz 8 aufweist, das nicht gezeichnet wurde. Das Kühlnetz 8 ist jedoch prinzipiell
identisch mit dem Kühlnetz 8 des Kühlflüssigkeitskühlers 3, das aus Fig. 1 hervorgeht.
Das Kühlnetz 8 besteht aus Flachrohren 7 und zwischen den Flachrohren 7 angeordneten
Wellrippen 6. Die Enden der Flachrohre 7 sind mit gegenüberliegenden Sammelkästen
10 und 11 verbunden. Die Kühlflüssigkeit oder die zu kühlende Ladeluft strömt auf
dem Weg vom Sammelkasten 10 zum Sammelkasten 11 durch die Flachrohre 7 und wird mittels
Kühlluft, die durch die Wellrippen 6 strömt, gekühlt. Die Kühlluft wird von einem
Radialventilator 14 durch eine in der Frontwand 16 angeordnete Öffnung 20 mit einer
Einströmdüse 15 (Fig. 3) angesaugt und durch die Kühlnetze 8 sämtlicher Kühler der
Anordnung befördert. Die Kühlanlage 1 ist an der Rückseite mittels der Rückwand 17
verschlossen.
[0004] Der Ausgleichsbehälter 4 enthält Kühlflüssigkeit und ist strömungstechnisch in nicht
gezeigter Weise z. B. mit dem Kühlflüssigkeitskühler 3 verbunden und ist Bestandteil
des Kreislaufes. Er ist am höchsten Punkt der Kühlanlage 1 angeordnet, damit dort
Gaseinschlüsse aus der Kühlflüssigkeit entweichen können. Zum Auffüllen des Systems
ist ein Einfüllstutzen 13 am Ausgleichsbehälter 4 angeordnet. Der Ausgleichsbehälter
4 hat einen Abstand a vom Kühlnetz 8 des Ladeluftkühlers 2. Wie auch die Fig. 2 zeigt,
deckt der Ausgleichsbehälter 4 in diesem Ausführungsbeispiel die gesamte Fläche des
Kühlnetzes 8 ab. Dadurch kann der Ausgleichsbehälter 4 bei gleichem Fassungsvermögen
mit geringerer Bauhöhe ausgeführt werden, wodurch die Gesamtbauhöhe der Kühlanlage
1 reduziert wird. Der Boden 5 des Ausgleichsbehälters 4 hat in diesem Ausführungsbeispiel
keinen konstanten Abstand a zum Kühlnetz 8. Der Abstand a steigt von der Vorderseite
zur Rückseite der Kühlanlage 1 an, wodurch der Boden 5 die Funktion eines Luftleitbleches
einnimmt und den überwiegenden Anteil der abströmenden Kühlluft (Pfeile in Fig. 1)
entweder zur weiteren Nutzung oder ins Freie ableitet. Dort wo der geringe Abstand
a vorhanden ist, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, diesen Abstand a mit
einem Abdeckblech 9 zu schließen, um die Kühlluft gezielt abzuführen. Insgesamt beeinträchtigt
eine solche Anordnung des Ausgleichsbehälters 4 die Kühlleistung nur unwesentlich
und ist ein ausgezeichneter Kompromiß hinsichtlich einer hohen Kühlleistung bei kompakter
Gestaltung der gesamten Kühlanlage und dem Erfordernis der Anordnung des Ausgleichsbehälters
4, als Voraussetzung für ein funktionierendes Kühlsystem des Kraftfahrzeuges. Der
Ausgleichsbehälter 4 ist mittels Halter 12 am Ladeluftkühler 2 befestigt worden.
Eine vorteilhafte Befestigung des Ausgleichsbehälters ist in den Fig. 4 und 5 gezeigt
worden. Die beiden Figuren zeigen lediglich den Ladeluftkühler 2 oder einen Teil davon
und den Ausgleichsbehälter 4. Die gezeigte Befestigung kommt hauptsächlich dann zur
Anwendung, wenn ein Ausgleichsbehälter 4 verwendet werden kann, der einen kleineren
Teil der Fläche des Kühlnetzes 8 abdeckt als in den Fig. 1 bis 3 gezeigt wurde. Es
sind von Wellrippen 6 freie Bereiche vorgesehen, in denen die Halter 12 mit einem
Ende zwischen den Flachrohren 7 eingesetzt wurden. Da vorzugsweise gelötete Kühlnetze
8 verwendet werden, sind die Halter 12 mit den Flachrohren 7 mittels Löten verbunden.
Die Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch den Ladeluftkühler 2 im Bereich der Halter
12. Der Ladeluftkühler 2 weist zwei Rohrreihen auf. Das Ende der Halter 12 reicht
über beide Rohrreihen, um ausreichende Haltbarkeit zu bieten.