eine Wärmetauschervorrichtung

BESCHREIBUNG:

Die Erfindung betrifft gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 eine Anord nung, welche einen Achshilfsrahmen, insbesondere für die Vorderachse, und wenigstens eine Wärmetauschervorrichtung umfasst. Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektroauto, welches eine solche Anordnung aus Achshilfsrahmen und Wärmetauschervorrichtung aufweist.

Ein Achshilfsrahmen (auch als Achsträger, Achsrahmen, Nebenrahmen oder nur Hilfsrahmen bezeichnet) ist Bestandteil einer Fahrzeugachse, der mit der Karosserie des Kraftfahrzeugs verbunden wird und Anbindungspunkte auf weist, an denen die zur Achse gehörenden Fahrzeugräder mittels Radfüh rungselementen, wie insbesondere Radlenkern, aufgehängt sind. Ein solcher Hilfsrahmen kann auch zur Lagerung bzw. Befestigung weiterer Funktions einheiten, wie bspw. einem Lenkgetriebe, einer Servolenkungspumpe und dergleichen verwendet werden, wie bspw. in der DE 10 2018 107 037 A1 gezeigt (siehe Fig. 1 ).

Eine Wärmetauschervorrichtung ist insbesondere ein sogenannter Kühler für den Wärmetausch zwischen der Umgebungsluft und einer Kühlflüssigkeit zur Kühlung eines Antriebsaggregats (insbesondere eines Verbrennungsmotor oder einer E-Maschine) und/oder zur Kühlung einer Fahr- bzw. Traktionsbat terie. Eine Wärmetauschervorrichtung kann aber auch ein Ölkühler, ein La deluftkühler, ein Kondensator einer Fahrzeugklimaanlage oder dergleichen sein. Die DE 10 2017 201 299 A1 beschreibt ein Brennstoffzellenfahrzeug, mit einer Vorderachse und einem in Fahrtrichtung vor der Vorderachse angeord neten Kühler. Die in Fig. 3 gezeigte Anordnung sorgt für einen möglichst frei en Luftpfad der Kühlluft (35).

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen und insbesondere die Bauraumnut zung zu optimieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung mit den Merk malen des Patentanspruchs 1 gelöst. Mit dem nebengeordneten Patentan spruch erstreckt sich die Erfindung auch auf ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise ein Personenkraftwagen oder ein leichtes Nutzfahrzeug, insbesondere ein Elektroauto, welches wenigstens eine erfindungsgemäße Anordnung auf weist, insbesondere an der Vorderachse. Weiterbildungen und Ausgestal tungen der Erfindung ergeben sich anlog für beide Erfindungsgegenstände aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Erfindungsbe schreibung und den Figuren.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Wärmetauschervorrichtung ober halb des Achshilfsrahmens, insbesondere schräg oberhalb des Achshilfs- rahmens, positioniert bzw. angeordnet ist und die Abluft bzw. Warmluft der Wärmetauschervorrichtung nach unten und dadurch (zumindest teilsweise) in Richtung des Achshilfsrahmens abgeleitet wird. Die Wärmetauschervor richtung ist bevorzugt als Kühlerlüftermodul ausgebildet. Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, dass am Achshilfsrahmen wenigstens eine zusätzliche Funktionseinheit befestigt bzw. angeordnet ist, welche im Strömungsweg der Abluft der Wärmetauschervorrichtung positioniert bzw. angeordnet ist, wobei die Funktionseinheit in Bezug auf die Abluft der Wärmetauschervorrichtung strömungsgünstig ausgebildet oder strömungsgünstig verkleidet ist.

Die Wärmetauschervorrichtung ist also nicht vor der Achse bzw. deren Achs- rahmen (wie in der DE 10 2017 201 299 A1 gezeigt), sondern zumindest teilweise oberhalb des Achshilfsrahmens positioniert ist. Dadurch kann in Fahrzeuglängsrichtung der erforderliche Bauraum verkürzt werden. Bei einer Vorderachse erhält man so im Vorderwagen mehr Platz, der anderweitig ge nutzt werden kann, bspw. für ein Ablagefach. Bei einer Vorderachse ergibt sich auch ein besseres Crashverhalten während eines Frontalcrashs bzw. Frontalaufpralls. Die Bauraumausnutzung des ohnehin knappen Bauraums wird ferner dadurch verbessert, dass im Strömungsweg der Abluft der Wär metauschervorrichtung, der zwecks ungehinderter Abströmung der Abluft eigentlich frei bzw. unverbaut bleiben sollte, wenigstens eine zusätzliche Funktionseinheit positioniert bzw. platziert wird. Um dadurch verursachte Luftstauungen und/oder Verwirbelungen, die zu einem Flitzestau führen kön nen, zu vermeiden ist allerdings vorgesehen, dass diese zusätzliche Funkti onseinheit in Bezug auf die warme Abluft der Wärmetauschervorrichtung unmittelbar (d. h. durch bauliche Ausgestaltung) oder mittelbar (d. h. mittels Verkleidung) strömungsoptimiert ist und somit trotzdem eine günstige Strö mung der Abluft gewährleistet wird.

Bei einer zusätzlichen Funktionseinheit handelt es sich insbesondere um ein Lenkgetriebe, eine Pumpeneinheit (z. B. eine Servolenkungspumpe) oder einen Kompressor (Luftverdichter). Eine zusätzliche Funktionseinheit kann aber auch ein Kondensator, ein Ausgleichsbehälter, ein Zwischenspeicher und/oder ein Steuergerät, insbesondere für ein aktives Fahrwerkssystem, sein. Eine zusätzliche Funktionseinheit kann auch ein Versteifungselement, wie bspw. eine Querstrebe, sein.

Die zusätzliche Funktionseinheit kann mithilfe wenigstens einer Halterung, bspw. einem Halterrohr, am Achshilfsrahmen befestigt sein, wobei die Halte rung in Bezug auf die Abluft der Wärmetauschervorrichtung ebenfalls strö mungsgünstig ausgebildet oder strömungsgünstig verkleidet sein kann.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die zusätzliche Funktionseinheit durch zwei Halbschalen verkleidet ist, insbesondere derart, dass die Halbschalen die Funktionseinheit zumindest abschnittsweise umhüllen. Die Halbschalen kön nen so geformt sein, dass die daraus gebildete Verkleidung in Bezug auf die Abluft der Wärmetauschervorrichtung einen möglichst geringen Strömungs- widerstand (Luftwiderstand) aufweist, wodurch Luftstauungen und/oder Ver wirrungen im Abluftvolumenstrom weitgehend vermieden oder zumindest deutlich reduziert werden. Bevorzugt ist die Verkleidung stromlinienförmig ausgebildet. Die Halbschalen sind bspw. aus Blech oder Kunststoff, gegebe nenfalls auch faserverstärktem Kunststoff, gefertigt und können miteinander verklebt oder vernietet sein.

Der Achshilfsrahmen kann (bezogen auf die Fahrtrichtung) einen vorderen Querträger und einen hinteren Querträger aufweisen, wobei die Abluft der Wärmetauschervorrichtung gezielt über den Zwischenraum zwischen vorde rem Querträger und hinterem Querträger abgeleitet werden kann. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die zusätzliche Funktionseinheit (bezogen auf die Fahrtrichtung) zwischen dem vorderen Querträger und dem hinteren Quer träger des Achshilfsrahmens positioniert ist. Aufgrund der strömungsgünsti gen Ausbildung oder Verkleidung der Funktionseinheit kann der Abluftvolu menstrom dennoch im Wesentlichen ungehindert zwischen vorderem Quer träger und hinterem Querträger hindurch (nach unten) abströmen.

Der Achshilfsrahmen kann zwei voneinander beabstandete Längsträger und wenigstens einen die Längsträger verbindenden Querträger, insbesondere einen vorderen Querträger und einen hinteren Querträger (s. o.), aufweisen. Bevorzugt ist vorgesehen, dass wenigstens einer der Träger in Bezug auf die Abluft der Wärmetauschervorrichtung zumindest abschnittsweise strö mungsgünstig ausgebildet oder strömungsgünstig verkleidet ist. Dadurch wird eine günstige Umströmung des betreffenden Trägers ermöglicht, wo durch vom betreffenden Träger verursachte Luftstauungen und/oder Verwirb- lungen im Abluftvolumenstrom weitgehend vermieden oder zumindest deut lich reduziert werden. An wenigstens einem der Träger kann auch wenigs tens ein Luftleitblech oder dergleichen angebracht sein, welches die Abluft der Wärmetauschervorrichtung vom betreffenden Träger wegleitet, um da durch Luftstauungen und/oder Verwirrungen zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren. Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer in den Figuren gezeigten Aus führungsmöglichkeit näher erläutert. Die in den Figuren gezeigten und/oder nachfolgend erläuterten Merkmale können, auch unabhängig von bestimm ten Merkmalskombinationen, allgemeine Merkmale der Erfindung sein und die Erfindung entsprechend weiterbilden.

Fig. 1 zeigt ein einer perspektivischen Darstellung eine erfindungsgemäße Anordnung mit einem Achshilfsrahmen und einer Wärmetauschervor richtung.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Anordnung gemäß dem in Fig. 1 ange deuteten Schnittverlauf (B-B).

Die gezeigte Anordnung 100 umfasst einen Achshilfsrahmen 1 10 einer PKW- Vorderachse und eine Wärmetauschervorrichtung 120. Mit dem Pfeil FR ist die Fahrtrichtung angegeben. Der Achshilfsrahmen 1 10 weist zwei vonein ander beabstandete Längsträger 1 1 1 , 1 12, einen vorderen Querträger 1 13 und einen hinteren Querträger 1 14 auf. Die Wärmetauschervorrichtung 120 ist als Kühlerlüftermodul ausgebildet und weist einen Kühler 121 sowie einen Lüfter 122 mit Motor und Lüfterrad auf. Die Wärmetauschervorrichtung 120 ist schräg oberhalb des Achshilfsrahmens 1 10, insbesondere oberhalb einer durch die Träger 1 1 1 , 1 12, 1 13, 1 14 aufgespannten, im Wesentlichen hori zontalen Achshilfsrahmenebene angeordnet. In der gezeigten Ausführungs möglichkeit ist die Wärmetauschervorrichtung 120 angestellt, d. h. schräg bzw. winklig zu einer horizontalen Achshilfsrahmenebene ausgerichtet. Die Wärmetauschervorrichtung 120 kann am Achshilfsrahmen 1 10 befestigt sein, wobei dies nicht zwingend der Fall sein muss.

Die warme Abluft A der Wärmtauschervorrichtung 120 wird quasi als Fall strom nach unten über den Zwischenraum zwischen vorderem Querträger 1 13 und hinterem Querträger 1 14 abgeleitet und kann dann bspw. unterhalb des Fahrzeugunterbodens in die Umgebung abströmen. Am Achshilfsrah men 1 10 ist eine zusätzliche Funktionseinheit 130, bspw. ein Lenkgetriebe oder eine Pumpeneinheit, befestigt, welche direkt im Strömungsweg der Ab- luft A positioniert ist. Die Funktionseinheit 130 ist mithilfe von Halterungen 131 , 132 am Achshilfsrahmen 1 10 befestigt. Die Funktionseinheit 130 ist durch zwei Halbschalen 141 , 142 stromlinienförmig und somit strömungs günstig verkleidet, um Luftstauungen oder Verwirbelungen im Abluftvolu- menstrom zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren. Alternativ kann auch die Funktionseinheit 130 selbst strömungsgünstig ausgebildet sein.

Optional können auch die Träger 11 1 , 112, 1 13, 1 14 des Achshilfsrahmens 110 in Bezug auf die Abluft A strömungsgünstig ausgebildet, strömungsgüns- tig verkleidet und/oder mit Luftleitblechen ausgestattet sein, um Luftstauun gen oder Verwirbelungen im Abluftvolumenstrom zu vermeiden oder zumin dest zu reduzieren.