Die Erfindung betrifft einen Kühler, aufweisend:

- einen Ventilator mit einem im Wesentlichen starren

Ventilatorgehäuse, welches einen Ventilator- Luftströmungsraum einschließt,

- einen Wärmetauscher mit einem im Wesentlichen starren

Wärmetauschergehäuse, welches einen Wärmetauscher- Luftströmungsraum einschließt, und

- ein Luftführungselement, welches den Ventilator- Luftströmungsraum innerhalb des Ventilatorgehäuses mit dem Wärmetauscher-Luftströmungsraum innerhalb des

Wärmetauschergehäuses im Wesentlichen fluiddicht verbindet, wobei das Luftführungselement aus einem flexiblen,

insbesondere gummielastischen, Material gebildet ist.

Kühlvorrichtungen werden im Stand der Technik für verschiedenste Anwendungen, beispielsweise als Motorkühler, verwendet. Aus der DE 10 2012 018 571 B3 ist eine Kühlanlage bekannt geworden. Die Kühlanlage weist einen Lüfter zur Erzeugung eines Kühlluftstroms und einen Wärmetauscher zur Abkühlung eines Mediums,

beispielsweise Kühlwasser, mit Hilfe des Kühlluftstroms auf. Zwischen Lüfter und Wärmetauscher ist ein Verbindungskanal zum Fördern von Kühlluft zum Wärmetauscher ausgebildet.

Diese Ausführung von Kühlern hat sich zwar grundsätzlich

bewährt, bringt jedoch den Nachteil mit sich, dass der

Verbindungskanal zwischen Wärmetauscher und Lüfter für den jeweiligen Anwendungsfall ausgelegt und dimensioniert werden muss. Demnach mussten bisher für jede Baugröße und Form des jeweiligen Lüfter- und Wärmetauschergehäuses passende

Verbindungskanäle vorgesehen werden, welche jedoch

nachteiligerweise mit hohen Fertigungs- und Planungskosten einhergehen. Nicht optimal sind weiters die

Strömungsverhältnisse in dem bekannten Verbindungskanal. Weiters besteht Verbesserungsbedarf hinsichtlich der

Geräuschentwicklung .

Einen Lösungsansatz zur Erzielung einer höheren Variabilität bei der modularen Fertigung von Lüftern bietet beispielsweise das AT 515 865 Bl. Um teure Spritzgussteile zu vermeiden, wird das

Lüftergehäuse aus einem Textilelement gefertigt. Das

Textilelement weist mehrere in Umfangsrichtung überlappend angeordnete Textilsegmente zur Ausbildung eines

Luftführungsmantels auf, welcher das Lüfterrad umgibt.

Durch die US 2,198,420 A ist ebenfalls ein Lüftergehäuse aus einem flexiblen Gewebe bekannt. Dabei wird der Abstand zwischen einer Öffnung in einer Geschossdecke und einem einen Lüfter umgebenden Ring durch das flexible Gewebe überbrückt.

Bei diesen Ansätzen soll also das Lüftergehäuse aus flexiblen Materialien gefertigt werden. In der Praxis können jedoch

erhebliche Stabilitätsprobleme auftreten. Keines dieser beiden Dokumente offenbart die Verwendung eines Wärmetauschers und demnach auch keine Verbindung zwischen einem Ventilatorgehäuse und einem Wärmetauschergehäuse.

DE 10 2017 200 222 Al betrifft eine Kühlvorrichtung für

Kraftfahrzeugmotoren mit einem Wärmetauscher und einem Lüfterrad, welche durch Lüfterzargen aus gummielastischem Material miteinander verbunden sind. Bei diesem Stand der Technik kann der flexible Verbindungsabschnitt nur eine kurze axiale Erstreckung aufweisen, um den Belastungen im Betrieb - einschließlich der Schwingungen - gerade noch standhalten zu können.

JP H 02 196 198 A offenbart eine Kühlerabdeckung zwischen einer Kühlereinlassöffnung und einer Gebläsehalterung. Die

Kühlerabdeckung ist aus einem elastischen Material gefertigt.

CN 205 047 290 U betrifft ein Kühlergehäuse mit einem

Kühlerrahmen, einem Gummiring und einem Befestigungsrahmen, wobei ein Kühlgebläse im Inneren des Kühlerrahmens angeordnet ist. Der Kühlerrahmen ist aus Kunststoff gefertigt, der

Gummiring aus flexiblem, gummielastischen Material und der

Befestigungsrahmen aus Stahlblech. Die Oberseite des Gummirings ist in der Nut des Befestigungsrahmens befestigt. Der

Befestigungsrahmen wird mittels Kombinationsschrauben mit dem Motorblock verbunden.

Außerdem sind im Stand der Technik, vgl. DE 40 15 259 Al, US 4 774 911 A und CN 104 747 266 A, Lüfterummantelungen sowie

Manschetten für Lüfter, Kühlergebläse oder dergl . aus

gummielastischem Material beispielsweise aus Dokumenten bekannt, die durch deren Ausgestaltung einfache Montagebedingungen schaffen .

US 2017 275 458 Al offenbart die Anwendung von

Polyamidharzzusammensetzungen für die Herstellung von

Kühlergehäusen, wobei diese Zusammensetzungen leitfähige

Additive enthalten können.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, zumindest einzelne Nachteile des Standes der Technik zu beheben bzw. zumindest zu lindern. Die Erfindung setzt sich daher insbesondere zum Ziel, einen Kühler der

eingangsangeführten Art zu schaffen, bei welchem mit geringem konstruktiven Aufwand eine fluiddichte Verbindung

unterschiedlicher Ventilator- und Wärmetauschergehäuse erzielt werden soll. Weiters setzt sich die Erfindung zum Ziel, die Strömungsverhältnisse zwischen dem Lüfter und dem Wärmetauscher zu verbessern und/oder die Geräuschentwicklung im Betrieb des Kühlers zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird durch einen Kühler mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen sind in den

abhängigen Ansprüchen angegeben. Demnach ist das Luftführungselement aus einem flexiblen, insbesondere gummielastischen, Material gebildet.

Das Luftführungselement kann durch die flexible, insbesondere gummielastische, Ausgestaltung des Luftführungselements eine konstruktiv einfache, aber dennoch stabile und dauerhafte

Verbindung zwischen dem Ventilator-Luftströmungsraum des

Ventilatorgehäuses und dem Wärmetauscher-Luftströmungsraum des Wärmetauschergehäuses erzielt werden. Das Luftführungselement führt den Luftstrom in axialer Richtung (bezogen auf die

Mittelachse des Ventilators) zwischen dem Ventilator- Luftströmungsraum des Ventilatorgehäuses und dem Wärmetausche- Luftströmungsraum des Wärmetauschergehäuses. Zu diesem Zweck erstreckt sich das Luftführungselement von einer Wärmetauscher- Luftauslassöffnung des Wärmetauschers bis zu einer Ventilator- Lufteinlassöffnung des Ventilators. Je nach Anwendung kann der Luftstrom auch in die entgegengesetzte Richtung geführt sein, so dass die Wärmetauscher-Luftauslassöffnung des Wärmetauschers als Wärmetauscher-Lufteinlassöffnung und die Ventilator- Lufteinlassöffnung des Ventilators als Ventilator- Luftauslassöffnung ausgebildet ist. Das flexible

Luftführungselement kann auf besonders einfache Weise an

unterschiedliche Einbausituationen angepasst werden. Anders als die Spritzguss- oder Blechteile von Teilen des Standes der

Technik ist das Luftführungselement derart biegsam, d.h. im Wesentlichen frei verformbar, dass eine Anpassung des Übergangs vom Ventilatorgehäuse zum Wärmetauschergehäuse wesentlich erleichtert wird. Für die Zwecke dieser Offenbarung soll die flexible Ausgestaltung des Luftführungselements bedeuten, dass das Luftführungselement hündisch umgebogen, gefaltet oder auf andere Weise in alle Richtungen verformt werden kann. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines gummielastischen Materials für das Luftführungselement, wodurch einerseits eine hohe

Reißfestigkeit und andererseits eine besonders wirksame

Luftundurchlässigkeit erzielt. Vorteilhaft ist weiters, dass günstige Strömungsverhältnisse innerhalb des

Luftführungselements erzielt werden, weil ein kontinuierlicher, strömungsoptimierter Übergang zwischen unterschiedlichen

Gehäuseformen des Ventilator- und Wärmetauschergehäuses

geschaffen werden kann. Darüber hinaus weist das

Luftführungselement eine geringe Verschleißneigung, auch in feuchter Umgebung, auf. Besonders vorteilhaft ist, dass das flexible, insbesondere gummielastische, Material des

Luftführungselements mechanische Vibrationen des Ventilators aufnehmen und dämpfen kann. Dadurch kommt es im Betrieb des Kühlers vorteilhafterweise zu einer besonders geringen

Lärmentwicklung. Anders als bei Spritzguss- oder Blechteilen wirkt die Innenoberfläche der gummielastischen

Luftführungselemente beim Auftreffen von beispielsweise

Staubpartikeln schalldämmend. Durch die Wahl einer dickeren Wandstärke des Luftführungselements kann so eine zusätzliche Schalldämmung erzielt werden. Demgegenüber sind das

Ventilatorgehäuse und das Wärmetauschergehäuse im Wesentlichen starr, d.h. formstabil, ausgebildet und daher im Vergleich zum Luftführungselement um ein Vielfaches weniger leicht verformbar. Einem Aspekt der Erfindung liegt daher die überraschende

Erkenntnis zugrunde, nicht das Ventilator- bzw. das

Wärmetauschergehäuse durch flexible Materialien für

unterschiedliche Einsatzzwecke auszubilden, sondern die starre Ausführung des Ventilator- und Wärmetauschergehäuses

beizubehalten und lediglich das dazwischen angeordnete

Luftführungselement flexibel zu gestalten. Somit kann die

Variabilität des Kühlers erhöht werden, ohne die Stabilität des Kühlers zu beeinträchtigen.

Um den im Betrieb des Kühlers auftretenden Belastungen dauerhaft standzuhalten und das Ventilatorgehäuse in der

bestimmungsgemäßen Position zum Wärmetauschergehäuse zu halten, ist erfindungsgemäß zumindest eine starre Verbindung zwischen dem Ventilatorgehäuse und dem Wärmetauschergehäuse vorgesehen. Somit können das Ventilatorgehäuse und das Wärmetauschergehäuse durch die starre Verbindung unabhängig von den Betriebslasten in der vorgegebenen Stellung zueinander gehalten werden.

Vorteilhafterweise ermöglicht es die starre Verbindung, das flexible Luftführungselement vergleichsweise lang

auszugestalten, wodurch eine noch höhere Anpassungsfähigkeit erzielt wird und zudem auch die Strömungseigenschaften deutlich verbessert werden.

Je nach Ausführung kann der Ventilator ein Ventilatorrad mit daran angebrachten Ventilatorschaufeln und einen Motor zum

Antrieb des Ventilatorrades aufweisen.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante weist das

Ventilatorgehäuse eine Ventilator-Lufteinlassöffnung mit einem ersten Querschnitt und das Wärmetauschergehäuse eine

Wärmetauscher-Luftauslassöffnung mit einem zweiten Querschnitt auf, wobei der erste Querschnitt vom zweiten Querschnitt

verschieden ist.

Vorteilhafterweise kann so die Baugruppe bestehend aus dem

Ventilatorgehäuse, dem Wärmetauschergehäuse und dem

Luftführungselement durch entsprechende Dehnung des flexiblen Luftführungselements für verschiedene Querschnittsdimensionen und/oder Querschnittsgeometrien des Ventilators bzw.

Wärmetauschers ausgelegt werden. Beispielsweise kann so eine Lufteinlassöffnung des Ventilators mit einer vergleichsweise kleinen Querschnittsfläche mit einer Luftauslassöffnung des Wärmetauschers mit einer vergleichsweise größeren

Querschnittsfläche über das gleiche Luftführungselement wie bei zwei gleich großen Querschnittsflächen von Lufteinlass- und Luftauslassöffnung verbunden sein. Durch die variable

Verwendbarkeit können Kosteneinsparungen erzielt werden, wobei auf die Fertigung verschiedener Spritzguss- oder Blechteilen für die unterschiedlichen Luftführungselemente verzichtet werden kann . Hinsichtlich einer fertigungstechnisch einfachen und

kostengünstigen Herstellung ist der erste Querschnitt

vorzugsweise im Wesentlichen kreisförmig und/oder der zweite Querschnitt vorzugsweise im Wesentlichen rechteckig,

insbesondere im Wesentlichen quadratisch.

Die unterschiedlichen Geometrien der jeweiligen

Luftströmungsräume bewirken neben der einfachen und

kostengünstigen Herstellung eine hervorragende Luftführung innerhalb des Luftführungselements . Durch das flexible,

vorzugsweise gummielastische, Luftführungselement kann auf einfache Art und Weise ein flexibler und fließender Übergang zwischen den unterschiedlichen Querschnitten erzielt werden. Dadurch wird die Leistung des Kühlers erhöht. Weiters wird die Geräuschentwicklung reduziert.

Das Wärmetauschergehäuse weist bevorzugt einen in Richtung des Ventilatorgehäuses vorstehenden, insbesondere im Wesentlichen quadratischen, Flansch auf, an dem das eine Ende des flexiblen Luftführungselements befestigt ist. Bevorzugt ist das eine Ende des flexiblen Luftführungselements über die Außenseite des Flansches gestülpt. In einer bevorzugten Ausführung ist der Flansch im Wesentlichen rechteckig, insbesondere im Wesentlichen quadratisch, wobei abgerundete Ecken vorgesehen sein können. Der Flansch schließt die Luftaustrittsöffnung des Wärmetauschers ein .

Entsprechend kann der Ventilator einen Befestigungsflansch, insbesondere mit kreisförmigem Querschnitt aufweisen, an welchem das andere Ende des flexiblen Luftführungselements angebracht ist .

Bei einer konstruktiv einfachen, stabilen und mit geringem

Aufwand montierbaren Ausführungsform weist die starre Verbindung zwischen dem Ventilatorgehäuse und dem Wärmetauschergehäuse eine Stange, insbesondere eine Gewindestange auf. Bevorzugt erstreckt sich die Stange im Wesentlichen parallel zur Mittelachse der Ventilator-Lufteinlassöffnung.

Bevorzugt sind mehrere, insbesondere vier, Stangen parallel zueinander zwischen dem Ventilatorgehäuse und dem

Wärmetauschergehäuse angeordnet. Der Flansch des

Wärmetauschergehäuse kann abstehende Ohrenteile aufweisen, an denen die einen Enden der Stangen angeordnet sind. Die anderen Enden der Stangen sind bevorzugt an Eckbereichen einer

quadratischen Halteplatte des Ventilatorgehäuses befestigt.

Zur Optimierung der Strömungsverhältnisse kann es günstig sein, wenn die Mittelachse der Ventilator-Lufteinlassöffnung des Ventilatorgehäuses in radialer Richtung versetzt zur Mittelachse der Wärmetauscher-Luftauslassöffnung des Wärmetauschergehäuses angeordnet ist. Diese Ausführung ermöglicht eine besonders flexible Anordnung des Ventilatorgehäuses gegenüber dem

Wärmetauschergehäuses. Beispielsweise eignet sich der

erfindungsgemäße Kühler in vorteilhafter Weise für die

Verwendung als Motorkühler in engen und verwinkelten Motorräumen eines Kraftfahrzeuges.

Um elektrostatische Aufladungen innerhalb des

Luftführungselements zu vermeiden, ist das Luftführungselement bevorzugt elektrisch leitfähig. Dadurch wird einer möglichen Funkenbildung entgegengewirkt, die durch den Kontakt zwischen angesaugten Teilchen, wie beispielsweise Staubpartikel und der Innenoberfläche des Luftführungselements entstehen kann. Demnach lässt sich der erfindungsgemäße Kühler auch in zwingend

explosionssicheren Umgebungen verwenden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante ist das Material des Luftführungselements ein leitfähiger Gummi. Beispielsweise weist der leitfähige Gummi des gummielastischen Luftführungsmantels eine Mischung aus mindestens einem Elastomer und mindestens einem elektrisch leitenden Metall und/oder einer elektrisch leitenden Legierung aus zwei oder mehreren Metallen auf. Die elektrisch leitenden Metalle und/oder die elektrisch leitenden Legierungen sind dabei in Form von Partikeln und/oder Drähten in das Elastomer eingearbeitet. Besonders gut für die Herstellung von leitfähigem Gummi eignet sich die Kombination aus mindestens einem von: Silkon, Fluorosilikon, Ethylen-Propylen-Dien- Kautschuk oder Neopren und mindestens einem von: Monel,

Aluminium, Silber-Aluminium, Silber-Glas, Silber-Kupfer oder Nickel-Graphit .

Die Erfindung wird nachstehend anhand von bevorzugten

Ausführungsbeispielen, auf die sie jedoch nicht beschränkt sein soll, noch weiter erläutert. Im Einzelnen zeigen in der

Zeichnung :

Fig. 1 schematisch eine schaubildliche Ansicht eines

erfindungsgemäßen Kühlers, bei dem ein flexibles

Luftführungselement ein starres Ventilatorgehäuse mit einem starren Wärmetauschergehäuse verbindet.

Fig. 2 schematisch eine schaubildliche Ansicht des

erfindungsgemäßen Kühlers, bei dem das flexible

Luftführungselement entfernt wurde, um die Sicht auf eine

Ventilator-Lufteinlassöffnung des Ventilatorgehäuses und eine Wärmetauscher-Luftauslassöffnung des Wärmetauschergehäuse freizugegeben .

Fig. 3 eine Seitenansicht eines weiteren erfindungsgemäßen

Kühlers, bei welchem die Ventilator-Lufteinlassöffnung des

Ventilatorgehäuse kleiner als die Wärmetauscher- Luftauslassöffnung des Wärmetauschergehäuse ist und die

Mittelachsen der Ventilator-Lufteinlassöffnung und der

Wärmetauseher-Luftauslassöffnung zusammenfallen . Fig. 4 eine Schnittansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Kühlers, bei welchem die Ventilator-Lufteinlassöffnung des Ventilatorgehäuse einen größeren Radius als die Höhe der

Wärmetauscher-Luftauslassöffnung des Wärmetauschergehäuse hat und die Mittelachsen der Ventilator-Lufteinlassöffnung und der Wärmetauscher-Luftauslassöffnung radial zueinander versetzt sind .

In Fig. 1 ist ein Kühler 1 mit einem Luftführungselement 2 gezeigt, das ein Ventilatorgehäuse 4 mit einem

Wärmetauschergehäuse 6 verbindet. Das Ventilatorgehäuse 4 umgibt ein Ventilatorelement 3, welches eine Luftströmung erzeugt. Das Wärmetauschergehäuse 6 umgibt einen Wärmetauscher 5, in welchem ein zu kühlendes Medium durch die Luftströmung des

Ventilatorelements 3 gekühlt wird. Das Ventilatorgehäuse 4 weist eine Ventilator-Lufteinlassöffnung 7 und eine Ventilator- Luftauslassöffnung 8 auf, welche einen Ventilator- Luftströmungsraum 9 beidseitig begrenzen. Das

Wärmetauschergehäuse 6 schließt zwischen einer Wärmetauscher- Lufteinlassöffnung 10 und einer Wärmetauscher-Luftauslassöffnung 11 einen Wärmetauscher-Luftströmungsraum 12 ein.

Erfindungsgemäß ist das Luftführungselement 2 im Wesentlichen flexibel, insbesondere gummielastisch, wohingegen das

Wärmetauschergehäuse 6 und das Ventilatorgehäuse 4 im

Wesentlichen starr, d.h. formstabil, sind. Die Ventilator- Lufteinlassöffnung 7 des Ventilatorgehäuse 4 und die zweite Luftauslassöffnung 11 des Wärmetauschergehäuse 6 sind durch das flexible Luftführungselement 2 im Wesentlichen fluiddicht miteinander verbunden.

In der gezeigten Ausführung weist die Ventilator- Lufteinlassöffnung 7 des Ventilatorgehäuses 4 einen im

Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt und die Wärmetauscher- Luftauslassöffnung 11 einen im Wesentlichen rechteckigen, hier im Wesentlichen quadratischen, Querschnitt auf. Das eine Ende des flexiblen Luftführungselements 2 ist auf einen im Wesentlichen quadratischen, die Wärmetauscher-

Luftaustrittsöffnung 11 umgebenden Flansch 19 aufgestülpt. Das andere Ende des flexiblen Luftführungselements 2 ist an einem Befestigungsflansch 13 des Ventilatorgehäuses 4 befestigt. Der Befestigungsflansch 13 ist entsprechend der Ventilator- Lufteintrittsöffnung 7 im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet.

In der gezeigten Ausführung weist der Kühler 1 vier starre

Verbindungen 14 zwischen dem Ventilatorgehäuse 4 und dem

Wärmetauschergehäuse 6 auf. Als starre Verbindungen sind

Gewindestangen 14 vorgesehen. Das Wärmetauschergehäuse 6 weist zur Aufnahme der einen Enden der Gewindestangen 14 vom Flansch 19 abstehende Ohrenteile 15 auf. Die anderen Enden der

Gewindestangen 14 sind bevorzugt an den Eckbereichen 16 einer quadratischen Halteplatte des Ventilatorgehäuses 4 befestigt.

Wie aus Fig. 2 (ohne Darstellung des Luftführungselements 2) ersichtlich, weist das Wärmetauschergehäuse 6 im Inneren des Luftströmungsraum 12 eine Reihe von Kühlelementen 17 auf. In der gezeigten Ausführung sind mehrere parallel zueinander

angeordnete Leitungen 17 für ein zu kühlendes Fluid vorgesehen. Die Leitungen 17 erstrecken sich im Wesentlichen senkrecht zu der Luftströmung, mit welcher das Fluid abgekühlt wird. Das Ventilatorgehäuse 4 kann eine luftdurchlässige Schutzabdeckung aufweisen .

Fig. 3 zeigt einen Kühler 1, bei dem die Mittelachse Ml der Ventilator-Lufteinlassöffnung 7 mit der Mittelachse M2 der

Wärmetauscher-Luftauslassöffnung 11 zusammenfällt.

In Fig. 4 ist ein Kühler 1 gezeigt, bei dem die Mittelachse Ml der Ventilator-Lufteinlassöffnung 7 in radialer Richtung zur Mittelachse M2 der Wärmetauscher-Luftauslassöffnung 11 versetzt ist. Durch den Versatz der beiden Mittelachsen Ml, M2 ist das Luftführungselement 2 in Bezug auf die jeweilige Mittelachse Ml, M2 als asymmetrischer Rotationskörper ausgebildet. Das flexible Luftführungselement 2 weitet sich ausgehend vom Flansch 19 am Wärmetauschergehäuse in Richtung des Befestigungsflansches 13 in Bezug auf die Mittelachse M2.