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Title:
COOLANT RADIATOR FOR A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/038381
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a coolant radiator for a motor vehicle, comprising a radiator block (2) made of tubes and ribs, a coolant inlet area (5) comprising a coolant inlet pipe connection (7), a cooling agent outlet area (6) comprising a cooling agent outlet pipe connection (8), wherein an oil radiator provided with oil connections (10, 11) which are guided out from the cooling agent area (6) is arranged. According to the invention, the coolant outlet connection (8) is arranged between the oil connections (10, 11).

Inventors:
HEINE REINHARD (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/010189
Publication Date:
April 28, 2005
Filing Date:
September 13, 2004
Export Citation:
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Assignee:
BEHR GMBH & CO KG (DE)
HEINE REINHARD (DE)
International Classes:
F01P11/08; F28D1/053; F28F9/02; (IPC1-7): F28F9/02; F01P11/08
Foreign References:
FR2521277A11983-08-12
EP0932011A21999-07-28
FR2549593A11985-01-25
US6283200B12001-09-04
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2000, no. 04 31 August 2000 (2000-08-31)
Attorney, Agent or Firm:
BEHR GMBH & CO. KG (G-IP Mauserstrasse 3, Stuttgart, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Kühlmittelkühler, inbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einem aus Rohren und Rippen bestehenden Kühlerblock (2), mit einem. einen Kühimitteleintrittsstutzen (7) aufweisenden Kühlmitteleintrittskasten (5) und einem einen Kühlmittelaustrittsstutzen (8) aufweisenden Kühlmit telaustrittskasten (6), wobei in einem Kühlmittelkasten (6) ein Zusatz wärmeübertrager, insbesondere Ölkühler mit aus einem Kühlmittelka. sten (6) herausgeführten Anschlüssen (10,11) angeordnet ist, da durch gekennzeichnet, dass ein Kühlmitteistutzen (8) zwischen zwei Anschlüssen (10,11) des Zusatzwärmeübertragers angeordnet ist.
2. Kühlmittelkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelkasten (12) eine Vorderund eine Rückwand (13,14) aufweist, und dass der Kühlmittelstutzen (15) und die Anschlüsse (17, 18) des Zusatzwärmeübertragers in der Rückwand (14) angeordnet sind.
3. Kühimittejkühier nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Zusatzwärmeübertrager (16) und der Vorderwand (13) ein vorderer Spalt (19) und zwischen Zusatzwärmeübertrager (16) und Rückwand (14) ein hinterer Spalt (20) angeordnet sind und dass der hintere Spalt (20) größer als dervordere Spalt (19) ausgebildet ist.
4. Kühlmittelkühler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückwand (14) im Wesentlichen eben ausgebildet ist.
5. Kühlmittelkühler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückwand (24) im Bereich um den Kühlmittelstutzen (25) nach außen gewölbt ist.
6. Kühimittelkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, dass der Austrittsstutzen (15,25, 30) etwa in der Mitte zwischen den Anschlüssen (17,18 ; 28,29) des Zusatzwärmeübertra gers angeordnet ist.
7. Kühlmittelkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, dass die Kühlmittelkästen (6,12, 23,27) als Kunst stoffspritzteile ausgebildet sind.
8. Kühlmittelkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, dass der Zusatzwärmeübertrager (16) als. Scheiben, Flachrohroder PlattenKühler ausgebildet ist.
Description:
Kühimittelkühler eines Kraftfahrzeuges Die Erfindung betrifft einen Kühlmittelkühler eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Kühlmittelkühler für Kraftfahrzeuge mit einem integrierten Ölkühler sind be- kannt, z. B. durch die EP-A 0 866 300, die die DE-A 101 06 515 oder die DE- A 103 03 542 der Anmelderin. Der Ölkühler bzw. ein anderer Zusatzwärme- übertrager ist dabei in einem der Kühlmittelkästen, vorzugsweise im kühl- mittelaustrittsseitigen Kasten angeordnet und wird auf seiner Außenseite vom Kühlmittel überströmt und gekühlt. Bekannte Ölkühler (DE-C 43. 08 858) sind als Scheiben-, Platten-oder Flachrohrwärmeübertrager ausgebil- det. Sie weisen einen Öleintritts-und einen Ölaustrittsstutzen auf, die durch entsprechende Öffnungen in der Wand des Kühlmittelkastens hindurchge- steckt und abgedichtet werden. Die Ölanschlüsse sind daher auf der Außen- seite der Kühlmittelkästen angeordnet, die ebenfalls einen Kühlmitteleintritts- oder Austrittsstutzen aufweisen. Bei bekannten Querstromkühlern, bei wel- chen die Kühlmittelrohre waagerecht und die Kühlmittelkästen senkrecht an- geordnet sind, befindet sich der Kühlmitteleintrittsstutzen oben am Eintritts- kasten und der Kühlmittelaustrittsstutzen unten am Austrittskasten, sodass der Rohr-Rippen-Block quasi diagonal durchströmt wird. Das Kühlmittel kann sich vor dem Austrittsstutzen sammeln und wird von dort durch die Kühlmit- telpumpe abgesaugt. Der Ölkühler wird daher oberhalb des Austrittstutzens angeordnet, d. h. die Ölein-und-austrittsstutzen befinden sich oberhalb des Kühlmittelaustrittsstutzens. Teilweise ist eine Anordnung des Kühlmittelaus-

trittsstutzens im unteren Kastenbereich nicht möglich-in diesem Falle hat man den Austrittsstutzen oberhalb des integrierten Ölkühlers und seiner Ölanschlüsse angeordnet. Grundsätzlich befindet sich der Kühlmittelaus- trittsstutzen daher außerhalb des Ölkühlerbereiches und seiner Ölanschlüs- se. Diese Anordnung hat zur Folge, dass der Abstand der Ölanschlüsse re- lativ gering ist bzw. reduziert werden muss-je nach Größe des Kühlmittel- kastens. Um die erforderliche Ölkühlerleistung bereitzustellen, ist es daher notwendig, entweder die Zahl der Strömungskanäle (Scheiben, Flachrohre) zu erhöhen, d. h. auch den Kühlmittelkasten höher auszubilden oder die Scheiben oder Flachrohre breiter zu gestalten, was eine Verbreiterung des Kühlmittelkastens bzw. des Rohrbodens zur Folge hat. Kostenmäßig ist ein Ölkühler mit wenigen Scheiben und großem Stutzenabstand günstiger.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kühlmittelkühler der ein- gangs genannten Art hinsichtlich der Anordnung des Zusatzwärmeübertra- gers im Kühlmittelkasten zu verbessern, sodass der gesamte Kühler ein- schließlich Ölkühler oder Zusatzwärmeübertrager kostengünstig herstellbar und besser an die Einbauverhältnisse anpassbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Er- findungsgemäß ist vorgesehen, dass ein Kühlmittelstutzen zwischen den Anschlussstutzen des Zusatzwärmeübertragers angeordnet ist. Damit wird der Vorteil erreicht, dass man-für einen vorgegebenen Kühlmittelkasten- einen größeren Stutzenabstand des Zusatzwärmeübertragers erhält, d. h. längere und damit weniger Rohre oder Scheiben benötigt. Dies senkt die Kosten des Zusatzwärmeübertragers. Eine innere Länge des Kühlmittelka- stens kann somit im wesentlichen voll für die Länge des Zusatzwärmeüber- tragers ausgenutzt werden.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Zusatzwärmeübertrager innerhalb des Kühlmittelkastenquerschnittes derart verschoben, dass der Abstand zum Kühlmitteistutzen vergrößert ist. Damit wird der Vorteil einer verbesserten Kühlmittel-, insbesondere Kühlmittelaustrittsströmung erreicht, weil sich das Kühlmittel durch den vergrößerten Abstand besser auf einer Eintritts-oder Austrittsseite des Ölkühlers sammeln kann. Somit sind zwi-

schen einer Vorder-und einer Rückseite des Kühlmittelkastens unterschied- lich große Spalte zum Zusatzwärmeübertrager gegeben, wodurch die Durch- strömung des Zusatzwärmeübertragers und die Strömung vom oder zum Kühlmitteistutzen begünstigt wird. Der kühimittelseitige Druckabfall wird so- mit günstig beeinflusst.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Kühlmittelstut- zen etwa in der Mitte zwischen den Ölstutzen angeordnet, was eine symme- trische und daher verlustärmere Kühlmitteiströmung zur Folge hat. Anderer- seits können-bei entsprechenden Einbauforderungen-auch Anordnungen des Kühimittelstutzens außerhalb der Mitte zwischen den Ölstutzen vorteil- haft sein.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Wand des Kühimitteikastens, in weicher der Kühlmittelstutzen und die Stutzen. des Zu- satzwärmeübertragers angeordnet sind, leicht nach außen gewölbt. Damit ergibt sich als Vorteil eine günstige Kühlmittelströmung vom oder zum Stut- zen. Im Übrigen ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung des Kühlmittel- stutzens von Vorteil, dass der Querschnitt des Zusatzwärmeübertragers klei- ner gestaltet werden kann (weil der Stutzenabstand größer und die Rohre länger werden) und somit ein kleinerer Teil des Querschnittes des Kühlmit- telkastens durch den Zusatzwärmeübertrager ausfüllt wird ; Damit kann der Zusatzwärmeübertrager auch besser um-und durchströmt werden.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Kühlmittelkä- sten als Kunststoffspritzteile ausgebildet. Möglich sind jedoch auch Ganz- metallkühler, bei welchen auch die Kühlmittelkästen in Metall, vorzugsweise Aluminium ausgeführt sind-wie das im eingangs erwähnten Stand der Technik beschrieben ist.

Als Zusatzwärmeübertrager im Kühlmittelkasten ist beispielsweise ein Öl- kühler verwendbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Kühimittelkühler mit integriertem Ölkühler, Fig. 2 einen Schnitt durch einen Kühlmittelkasten mit einem Getriebeölkühler, Fig. 2a einen Querschnitt durch den Kühimittelkasten, Fig. 3 einen Schnitt durch einen Küh) mitte) kasten mit gewölbter Kastenwand, Fig. 3 einen Querschnitt durch den Kühlmittelkasten und Fig. 4 eine 3-D-Darstellung eines Kühlmittelkastens.

Fig. 1 zeigt einen Kühlmittel/Luftkühler 1, welcher als Querstromkühler aus- gebildet und in der dargestellten Lage im Motorraum eines nicht dargestell- ten Kraftfahrzeuges eingebaut wird. Der Kühlmittelkühler 1 weist einen aus nicht dargestellten Rohren und Rippen bestehenden Kühlerblock 2 auf, wo- . bei die Rohre waagerecht angeordnet und-mit. den Rippen zu einem. festen Block verlötet sind. Die Enden der Rohre sind mit Rohrböden 3,4 verbun- den, auf welche Kühlmittelkästen 5,6 aufgesetzt und mechanisch verbunden sind. Die Kühlmittelkästen 5,6 sind vorzugsweise als Kunststoffspitzteile hergestellt. Der in der Zeichnung linke Kühlmittelkasten 5 weist in seinem oberen Bereich einen Kühlmitteleintrittstutzen 7 auf, während an dem in der Zeichnung rechts gelegenen Kühimittelaustrittskasten 6 ein Austrittsstutzen 8 im unteren, jedoch nicht im untersten Bereich angeordnet ist. Mit den Kühlmittelkästen 5,6 ist ein Ladeluftkühler 9 verbunden, der größtenteils verdeckt ist. Der Kühlmittelkühler 1 ist Teil eines nicht vollständig dargestell- ten Kühimoduls und ist mit seinen Kühimitteistutzen 7,8 an einen nicht dar- gestellten Kühlmittelkreislauf des Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeuges angeschlossen. Im rechten Kühlmittelkasten 6, dem Austrittskasten, ist ein nicht dargestellter Ölkühler angeordnet, welcher zwei Ölanschlüsse in Form von Ölstutzen 10,11 aufweist, welche aus dem Kühlmittelkasten 6, d. h. aus seiner Rückwand 6a herausragen und gegenüber der Rückwand abgedich- tet sind. Zu kühlendes Öl, beispielsweise Getriebeöl eines nicht dargestellten Automatikgetriebes wird dem Ölkühler über den Stutzen 10 (oder 11) zuge- führt, und das gekühlte Öl wird über den Stutzen 11 (oder 10) abgezogen.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch einen Kühlmittelkasten 12, welcher eine vordere Längswand 13 und eine hintere Längswand 14 aufweist, in deren Mitte ein Kühlmittelaustrittsstutzen 15 angeordnet ist. Im Inneren des Kühl- rnittelkastens 12 ist ein Ölkühler 16 angeordnet, der beispielsweise aus nicht dargestellten Flachrohren oder Scheiben (wie im eingangs genannten Stand der Technik beschrieben) aufgebaut ist und über einen Eintrittsstutzen 17 und einen Austrittstutzen 18 im Kühimittelkasten 12 gehalten und abgedich- tet ist. Zwischen der vorderen Wand 13 und dem Ölkühler 16 ist eine vorde- rer Spalt 19 und zwischen der Rückwand 14 und dem Ölkühler 16 ist ein hinterer Spalt 20 angeordnet, wobei der hintere Spalt 20 deutlich größer als der vordere Spalt 19 ausgebildet ist. Dies hat zur Folge, dass der Ölkühler 16 besser vom Kühlmittel durchströmt wird und dass sich das Kühlmittel im vergrößerten Spalt 20 nach demn Austritt aus dem Ölkühler 16 besser sam- mein und dem Austrittsstutzen 15 zuströmen kann.

Fig. 2a zeigt einen Querschnitt durch den Kühlmittelkasten 12 im Bereich des Stutzens 15, wobei der Ölkühler 16 schematisch als Rechteckquer- schnitt dargestellt ist. Man sieht auch hier, dass der vordere Spalt 19 deutlich geringer als der hintere Spalt 20 ausfällt, d. h-. der Ölkühler 16 ist aus der Mitte in Richtung vordere Wand 13 verschoben worden. Dadurch ergeben sich günstige Durchströmungs-und Abströmbedingungen auf der Kühlmittel- seite. Der wiederum in Kunststoff ausgebildete Kühlmittelkasten 12 ist auf einen metallischen Rohrboden 21 aufgesetzt und mit diesem mechanisch verbunden. Im Rohrboden 21 ist ein Rohrende 22 eines nicht dargestellten Flachrohres aufgenommen. Wie bereits erwähnt, sind die Rohre, die Wellrip- pen und der Rohrboden zu einem metallischen Block verlötet. Die Luftströ- mungsrichtung ist durch einen Pfeil L gekennzeichnet.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Kühlmittelkastens 23, der ähnlich wie der Kühlmittelkasten 12 gemäß Fig. 2 ausgebildet ist, jedoch ei- ne nach außen gewölbte Rückwand 24 aufweist, in welcher der Kühlmitte- laustrittsstutzen 25 angeordnet ist. Damit ergibt sich zwischen dem Ölkühler 16 (gleich wie in Fig. 2) und der Rückwand 24 ein vergrößerter Spalt 26, wo- durch die Abströmbedingengen für das Kühlmittel weiter verbessert sind.

Fig. 3a zeigt den Kühimitteikaten 23 im Schnitt im Bereich des Austrittsstut- zens 25. Der Spalt 26 ist hier gegenüber dem Spalt 20 der Ausführungsform gemäß Fig. 2 bzw. 2a weiter vergrößert.

Fig. 4 zeigt eine 3-D-Dastellung eines Kühlmittelkasten 27 mit Ölstutzen 28, 29 und zwischen diesen angeordneten Kühlmittelaustrittsstutzen 30. Man erkennt hier-wie auch bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1,2 und 3-dass praktisch die gesamte Länge der Kühirnittelkästen für die Länge des Ölkühler ausgenutzt wird, wodurch dieser kostengünstig herstellbar wird.