KÜHLANORDNUNG EINES FAHRZEUGS

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Kühlanordnung eines in einer Fahrtrichtung bewegbaren Fahrzeugs, die mindestens zwei Wärmetauscher und ein im Betrieb Luft durch die Wärmetauscher saugendes und die Luft unter einem Winkel zur Ansaugrichtung ausstoßendes Gebläse umfasst, wobei die Luft durchströmten Oberflächen der Wärmetauscher sich zumindest näherungsweise in Fahrtrichtung erstrecken und zumindest näherungsweise vertikal angeordnet sind und das Gebläse zwischen den Wärmetauschern angeordnet ist.

Stand der Technik

[0002] In der US 6 216 778 B wird ein Kühlsystem für ein geländegängiges Fahrzeug beschrieben, das einen Wärmetauscher für ein Kühlmittel des Motors oder Hydrauliköl und ein Gebläse umfasst, das den Wärmetauscher mit einem Luftstrom beaufschlagt. Das Gebläse ist ein Radialgebläse, das Luft durch den an der Rückseite des Fahrzeugs quer zur Fahrtrichtung angeordneten Wärmetauscher ansaugt und die erwärmte Luft nach oben ausstößt.

[0003] Ein ähnliches Kühlsystem wird in der US 5 709 175 A vorgestellt, bei dem das Radialgebläse die Luft aus dem Motorraum durch den jedoch an der Frontseite des Fahrzeugs quer zur Fahrtrichtung angeordneten Wärmetauscher ansaugt und nach oben ausstößt. Gemäß der US 5 495 909 A ist der Wärmetauscher ebenfalls an der Frontseite des Fahrzeugs quer zur Fahrtrichtung angeordnet und das Radialgebläse stößt die durch den Wärmetauscher angesaugte Luft zur Seite des Fahrzeugs hinaus.

[0004] Im Stand der Technik ist es demnach bekannt, den Wärmetauscher an der Vorder- oder Rückseite des Fahrzeugs anzuordnen und seine Luft durchströmte Oberflächen vertikal und quer zur Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs anzuordnen. Die mittels des Gebläses durch den Wärmetauscher hindurch angesaugte Luft wird bei Verwendung eines Radialgebläses dann durch das Gebläse um 90° umgelenkt und zur Seite oder nach oben ausgestoßen.

[0005] Als nachteilig ist dabei anzusehen, dass die für den Wärmetauscher zur Verfügung stehende Fläche begrenzt ist. Das gilt insbesondere für Fahrzeuge, bei denen die Wärmetauscher innerhalb eines quaderförmigen Haubenbereichs angeordnet sind, wie bei landwirtschaftlichen Traktoren. Es wäre zur Vergrößerung der Kühlleistung zwar möglich, den Wärmetauscher in der Luftflussrichtung dicker zu gestalten, was aber einen höheren Strömungswiderstand und eine im Verhältnis zur Erhöhung der Kühlleistung überproportionale Gebläseleistung bedingen würde.

[0006] Die FR 630 262 A zeigt ein Automobil mit zwei an beiden Frontseiten angeordneten Ölkühlern, die sich vertikal und näherungsweise in Vorwärtsrichtung erstrecken. Im Bereich zwischen den Ölkühlern ist ein Axialgebläse mit einer horizontalen, sich in Vorwärtsrichtung erstreckenden Drehachse angeordnet, das Außenluft durch die Ölkühler ansaugt und nach hinten abgibt. Hier entsteht durch die Positionierung des Axialgebläses und die Orientierung seiner Drehachse ein relativ hoher Raumbedarf für die Kühlanordnung.

[0007] Die US 5 065 814 A zeigt eine Kühlanordnung, bei zwei nebeneinander angeordnete Axialgebläse die Luft durch einen sich an der Fahrzeugvorderseite erstreckenden Wärmetauscher saugen.

[0008] Die DE 100 62 534 A1 zeigt eine Kühlanordnung für eine Arbeitsmaschine, bei der jeweils ein Radialventilator zwischen zwei Wärmetauschern angeordnet ist. Die Drehachse des Radialventilators erstreckt sich parallel zu den Oberflächen der Wärmetauscher.

Aufgabe der Erfindung

[0009] Das der Erfindung zu Grunde liegende Problem wird darin gesehen, eine Kühlanordnung eines Fahrzeugs mit einem Wärmetauscher dahingehend zu verbessern, dass bei einer kompakten Anordnung eine hinreichende Kühlleistung erzielt wird.

[0010] Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst, wobei in den weiteren Patentansprüchen Merkmale aufgeführt sind, die die Lösung in vorteilhafter Weise weiterentwickeln.

[0011] Die erfindungsgemäße Kühlanordnung umfasst mindestens zwei Wärmetauscher und ein Gebläse, das im Betrieb Luft durch die Wärmetauscher saugt und in einem Winkel zur Ansaugrichtung wieder ausstößt. Die Luft durchströmten Oberflächen der Wärmetauscher sind zumindest näherungsweise in Fahrtrichtung und vertikal angeordnet und das Gebläse sandwichartig zwischen den Wärmetauschern angebracht. Die Luft wird demnach in entgegen gesetzten Richtungen quer zur Fahrtrichtung angesaugt, durchströmt die Wärmetauscher, und wird schließlich durch das Gebläse in einer gegenüber der Ansaugrichtung unter einem Winkel von vorzugsweise 90° umgelenkten Richtung ausgestoßen. Als Gebläse kann ein doppelflutiges Radialgebläse Verwendung finden, das Luft von beiden Seiten axial ansaugt und in radialer Richtung wieder abgibt. Alternativ finden zwei einflutige, mit den Rückseiten nebeneinander angeordnete Radialgebläse Verwendung, die jeweils Luft von einer Seite axial ansaugen und in radialer Richtung wieder abgeben. Das Gebläse kann entgegen seiner Drehrichtung gekrümmte Schaufeln oder als so genannter Trommelläufer in Drehrichtung gekrümmte Schaufeln aufweisen. Die Drehachse des Gebläses erstreckt sich horizontal und quer zur Vorwärtsrichtung.

[0012] Auf diese Weise wird ein kompakter Aufbau der Kühleinrichtung erreicht, der sich insbesondere zur Anbringung unterhalb eines quaderförmigen Haubenbereichs eines landwirtschaftlichen Traktors oder einer Baumaschine eignet, da sich die Hauptabmessungen der Wärmetauscher in der Fahrtrichtung erstrecken. Bei gegebener Höhe und Breite des zur Verfügung stehenden Raums kann die Oberfläche der Wärmetauscher vergrößert werden, was in einer verminderten Antriebsleistung des Gebläses resultiert, die wiederum eine Verminderung des Gebläsegeräuschs mit sich bringt.

[0013] Der Antrieb des Gebläses kann von einem Verbrennungsmotor her durch einen mechanischen Antriebsstrang erfolgen. Bei einer anderen Ausführungsform wird das Gebläse hydraulisch oder elektrisch angetrieben, was den Vorteil einer veränderbaren, dem jeweiligen Kühlleistungsbedarf angepassten Drehzahl bietet. Die Drehzahl kann durch eine geeignete Steuerung, der eine Information über die Temperaturen des Kühlmittels im Wärmetauscher und die Temperatur der Umgebungsluft zugeführt wird, derart kontrolliert (eingestellt oder geregelt) werden, dass eine möglichst geringe (energiesparende) Drehzahl verwendet wird, aber dem Kühlleistungsbedarf gerecht wird. Werden zwei Rücken an Rücken angeordnete, einflutige Radialgebläse verwendet, weisen sie gemeinsam oder vorzugsweise getrennt voneinander einstellbare Drehzahlen auf, so dass die beiden Wärmetauscher, die unterschiedliche Aggregate mit Kühlmittel versorgen können, mit der jeweils geeigneten Drehzahl angetrieben werden können.

[0014] In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gebläse von einer Leiteinrichtung umgeben, die einen an der Oberseite des Gebläses angeordneten Auslass für die Luft umfasst. Aufgrund ihrer geringeren Dichte steigt die in den Wärmetauschern erwärmte Luft nach oben, was die Förderwirkung unterstützt und eine unerwünschte Rezirkulation vermeidet.

Ausführungsbeispiel

[0015] In den Zeichnungen ist ein nachfolgend näher beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1

eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Kühlanordnung mit zwecks besserer Erkennbarkeit abgenommener Leiteinrichtung,

Fig. 2

eine Ansicht der Kühlanordnung aus Figur 1 mit angebrachter Leiteinrichtung.

[0016] Die Figur 1 zeigt den vorderen Bereich eines Fahrzeugs 10 in Form eines landwirtschaftlichen Traktors, der einen quaderförmigen Haubenbereich 12 umfasst, welcher durch (nicht gezeigte) Streben umschlossen wird, die zur Abstützung einer Haube 34 (s. Figur 2) dienen. Rückwärtig des Haubenbereichs 12 befindet sich ein Verbrennungsmotor 16. Mit dem Rahmen (nicht dargestellt) des Fahrzeugs 10 ist eine Halterung 18 verbunden, die eine erfindungsgemäße Kühlanordnung 20 trägt.

[0017] Die Kühlanordnung 20 umfasst einen als an sich bekannter Kreuzstromwärmetauscher ausgeführten ersten Wärmetauscher 22, einen als an sich bekannter Kreuzstromwärmetauscher ausgeführten zweiten Wärmetauscher 24 und ein Gebläse 26. Der erste Wärmetauscher 22 befindet sich an der in Fahrtrichtung rechten Seite des Haubenbereichs 12 und weist eine Luft durchströmte Oberfläche 28 auf, die sich vertikal und in der Fahrtrichtung 30 des Fahrzeugs 10 erstreckt. Der zweite Wärmetauscher 24 befindet sich an der in Fahrtrichtung linken Seite des Haubenbereichs 12 und weist eine Luft durchströmte Oberfläche 28 auf, die sich vertikal und in der Fahrtrichtung 30 des Fahrzeugs 10 erstreckt. Zwischen den Wärmetauschern 22, 24 befindet sich das Gebläse 26, das ein doppelflutiges Radialgebläse mit nachlaufend gekrümmten Schaufeln 32 und sich horizontal und quer zur Fahrtrichtung 30 erstreckender Drehachse ist.

[0018] Es wird nun Bezug auf die Figur 2 genommen, in der der vordere Bereich des Fahrzeugs 10 mit angebrachter Haube 34 dargestellt ist. Das Gebläse 26 ist nunmehr mit einer zugehörigen Leiteinrichtung 36 versehen, die es radial umschließt und nur einen Auslass 38 an der Oberseite des Gebläses 26 freilässt, der mit einer Öffnung 40 in der Haube 34 ausgerichtet ist. Die Haube 34 umfasst weiterhin seitliche Öffnungen 42, die mit den Oberflächen 28 der Wärmetauscher 22, 24 ausgerichtet sind. In den Öffnungen 42 können sich Siebe oder Gitter befinden, um das Eindringen zumindest größerer Fremdkörper zu vermeiden.

[0019] Die Funktionsweise der Kühlanordnung 20 ist nach alledem folgendermaßen:

[0020] Das Gebläse 26 wird durch einen zugeordneten Antrieb (elektrisch oder hydraulisch oder mechanisch vom Verbrennungsmotor 16 her) um seine Achse in Drehung versetzt. Es saugt aufgrund seiner Drehung mit seinen nachlaufend gekrümmten Schaufeln 32 von seinen beiden Seiten her relativ saubere Luftströme an, die axial zur Drehrichtung des Gebläses 26 orientiert sind und demnach horizontal und quer zur Fahrtrichtung 30 jeweils durch die Öffnungen 42 und durch die Oberflächen 28 der Wärmetauscher 22, 24 und durch letztere hindurch zum Gebläse 26 strömen. Das Gebläse 26 gibt die angesaugte Luft in radialer Richtung wieder ab. Die Leiteinrichtung 36 bewirkt, dass die angesaugte, erwärmte Luft nur durch den Auslass 38 und die Öffnung 40 an der Oberseite des Gebläses 26 nach oben ausgestoßen wird.

[0021] Die Wärmetauscher 22, 24 können von beliebigen, insbesondere mittels zugeordneten Pumpen, Kompressoren oder Turbinen geförderten Kühlmitteln des Fahrzeugs durchströmt werden, z. B. Kühlwasser des Verbrennungsmotors, Öl des Verbrennungsmotors oder eines Getriebes, Hydrauliköl, Ladeluft eines Turboladers (Ladeluftkühler), Kühlflüssigkeit eines Elektromotors und/oder Kältemittel eines Kondensors einer Klimaanlage. In einer bevorzugten Ausführungsform wird jeder der Wärmetauscher 22, 24 von einem Kühlmittel, das einem Kühlkreis eines anderen Aggregats des Fahrzeugs 10 zugeordnet ist, insbesondere einem der zuvor erwähnten Kühlkreise, durchströmt. Die Wärmetauscher 22, 24 können sich auch aus in Fahrtrichtung 30 hintereinander und/oder vertikal übereinander und/oder quer zur Fahrtrichtung hintereinander angeordneten, getrennten Wärmetauschern zusammensetzen, die unterschiedlichen Kühlkreisläufen zugeordnet sind.

Ansprüche

1. Kühlanordnung (20) eines in einer Fahrtrichtung (30) bewegbaren Fahrzeugs (10), die mindestens zwei Wärmetauscher (22, 24) und ein im Betrieb Luft durch die Wärmetauscher (22, 24) saugendes und die Luft unter einem Winkel zur Ansaugrichtung ausstoßendes Gebläse (26) umfasst, wobei die Luft durchströmten Oberflächen (28) der Wärmetauscher (22, 24) sich zumindest näherungsweise in Fahrtrichtung (30) erstrecken und zumindest näherungsweise vertikal angeordnet sind und das Gebläse (26) zwischen den Wärmetauschern (22, 24) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse (26) ein doppelflutiges Radialgebläse oder zwei Rücken an Rücken angeordnete, einflutige Radialgebläse umfasst und dass sich die Drehachse des Gebläses (26) horizontal und quer zur Fahrtrichtung erstreckt.

2. Kühlanordnung (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse (26) entgegen oder in Drehrichtung gekrümmte Schaufeln (32) umfasst.

3. Kühlanordnung (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse (26) von einer Leiteinrichtung (36) umgeben ist, die einen an der Oberseite des Gebläses (26) angeordneten Auslass (38) umfasst, die vorzugsweise die warme Abluft nach oben leitet um Rezirkulation zu vermeiden.

4. Kühlanordnung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das doppelflutige Radialgebläse eine einstellbare Drehzahl aufweist oder dass die zwei Rücken an Rücken angeordnete, einflutige Radialgebläse getrennt voneinander oder gemeinsam einstellbare Drehzahlen aufweisen.

5. Kühlanordnung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Wärmetauscher (22, 24) in getrennten Kühlkreisläufen angeordnet sind, die unterschiedliche Aggregate mit Kühlmittel versorgen.

6. Fahrzeug (10), insbesondere landwirtschaftlicher Traktor mit einer Kühlanordnung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.

7. Fahrzeug (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlanordnung (20) unterhalb eines etwa eines quaderförmigen Haubenbereichs (12) angeordnet ist.

Claims

1. Cooling arrangement (20) of a vehicle (10) which is movable in a direction of travel (30), which cooling arrangement comprises at least two heat exchangers (22, 24) and a fan (26) which, during operation, draws air through the heat exchanger (22, 24) and discharges the air at an angle with respect to the drawing-in direction, wherein those surfaces (28) of the heat exchanger (22, 24) through which air flows extend at least approximately in the direction of travel (30) and are arranged at least approximately vertically, and the fan (26) is arranged between the heat exchangers (22, 24), characterized in that the fan (26) is a double-channel radial fan or comprises two single-channel radial fans arranged back-to-back, and in that the axis of rotation of the fan (26) extends horizontally and transversely with respect to the direction of travel.

2. Cooling arrangement (20) according to Claim 1, characterized in that the fan (26) comprises blades (32) which are curved counter to or in the direction of rotation.

3. Cooling arrangement (20) according to Claim 1 or 2, characterized in that the fan (26) is surrounded by a guide device (36) which comprises an outlet (38) arranged at the top side of the fan (26) and which preferably conducts the warm waste air upward in order to prevent recirculation.

4. Cooling arrangement (20) according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the double-channel radial fan has a variable rotational speed, or in that the two single-channel radial fans arranged back-to-back have independently or jointly variable rotational speeds.

5. Cooling arrangement (20) according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the two heat exchangers (22, 24) are arranged in separate cooling circuits which supply coolant to different assemblies.

6. Vehicle (10), in particular agricultural tractor, having a cooling arrangement (20) according to one of Claims 1 to 5.

7. Vehicle (10) according to Claim 6, characterized in that the cooling arrangement (20) is arranged under an approximately cuboidal bonnet region (12).

Revendications

1. Système de refroidissement (20) d'un véhicule (10) déplaçable dans une direction de conduite (30), qui comprend au moins deux échangeurs de chaleur (22, 24) et une soufflante (26) aspirant de l'air à travers les échangeurs de chaleur (22, 24) pendant le fonctionnement et expulsant l'air suivant un certain angle par rapport à la direction d'aspiration, les surfaces (28) parcourues par l'air des échangeurs de chaleur (22, 24) s'étendant au moins approximativement dans la direction de conduite (30) et étant disposées au moins approximativement verticalement et la soufflante (26) étant disposée entre les échangeurs de chaleur (22, 24), caractérisé en ce que la soufflante (26) comprend une soufflante radiale à deux cannelures et en ce que l'axe de rotation de la soufflante (26) s'étend horizontalement et transversalement à la direction de conduite.

2. Système de refroidissement (20) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soufflante (26) comprend des aubes (32) courbées dans le sens de rotation ou dans le sens opposé.

3. Système de refroidissement (20) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la soufflante (26) est entourée par un dispositif conducteur (36) qui comprend une sortie (38) disposée sur le côté supérieur de la soufflante (26), laquelle guide de préférence l'air évacué chaud vers le haut pour éviter une recirculation.

4. Système de refroidissement (20) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la soufflante radiale à deux cannelures présente une vitesse de rotation ajustable ou en ce que les deux soufflantes radiales à une cannelure, disposées dos à dos, présentent des vitesses de rotation ajustables séparément l'une de l'autre ou en commun.

5. Système de refroidissement (20) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les deux échangeurs de chaleur (22, 24) sont disposés dans des circuits de refroidissement séparés qui alimentent différents groupes en fluide de refroidissement.

6. Véhicule (10), en particulier tracteur agricole avec un système de refroidissement (20) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5.

7. Véhicule (10) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le système de refroidissement (20) est disposé sous une région de hotte (12) de forme approximativement parallélépipédique.

Zeichnung