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Title:
COOLING MODULE FOR THE ENGINE OF A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/007229
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a cooling module for an engine (1) of a motor vehicle. Said cooling module comprises a heat exchanger (4), at least one fan (16) and a coolant pump (8), whereby a modular frame (3) forms an integral part of the cooling module (2) and the coolant pump (8) is disposed within and/or on said modular frame.

Inventors:
DOBLER HELMUT (DE)
HOEGLINGER MARKUS (DE)
KNAUF BRUNO (DE)
KRAMER WOLFGANG (DE)
ROGG STEFAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/007267
Publication Date:
January 22, 2004
Filing Date:
July 07, 2003
Export Citation:
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Assignee:
BEHR GMBH & CO (DE)
DOBLER HELMUT (DE)
HOEGLINGER MARKUS (DE)
KNAUF BRUNO (DE)
KRAMER WOLFGANG (DE)
ROGG STEFAN (DE)
International Classes:
B60K11/00; F01P3/18; B60K11/04; F01P5/02; F01P5/10; F28F9/00; F01P1/06; F01P5/04; F01P7/14; (IPC1-7): B60K11/00; F01P5/00
Foreign References:
US2286398A1942-06-16
EP1201889A12002-05-02
US6016774A2000-01-25
EP1213554A22002-06-12
Attorney, Agent or Firm:
BEHR GMBH & CO. (G-IP Mauserstrasse 3, Stuttgart, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Kühimodul für einen Motor (1) eines Kraftfahrzeugs mit einem Wär metauscher (4), mindestens einem Gebläse (16) und einer Kühlmittel pumpe (8), dadurch gekennzeichnet, dass Teil des Kühimoduls (2) ein Moduirahmen (3) ist, innerhalb dessen und/oder an dem die Kühlmittelpumpe (8) angeordnet ist.
2. Kühlmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mo duirahmen (3) ein tragendes Bauteil des Kühlmoduls (2) ist.
3. Kühlmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmodul (2) ein Ventil (9) aufweist.
4. Kühlmodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ven til (9) mit der Kühlmittelpumpe (8) als bauliche Einheit verbunden ist.
5. Kühlmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass das Kühimodul (2) einen Sensor (11) zum Regeln der Kühlmitteltemperatur aufweist, der in das Kühlmodul (2) integriert ist.
6. Kühimodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass das Kühlmodul (2) ein Steuermodul (12) aufweist.
7. Kühlmodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermodul (12) über eine Schnittstelle mit einem externen Steuer modul (14) verbunden ist.
8. Kühlmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass der Anschluss der Kühlmittelpumpe (8) etwa in der Mitte auf einer Seite des Modulrahmens (3) angeordnet ist.
9. Kühlmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Kühlmittelpumpe (8) und/oder das Ventil (9) parallel zu dem Bereich des Modulrahmens (3) ausgerichtet ist, in dem die Kühlmittelpumpe (8) bzw. das Ventil (9) angebracht ist.
10. Kühlmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass ein Anschluss (10') für den parallel zu dem den Wärmetauscher durchströmenden Teil des Kühlmittelkreislaufs vorge sehen ist, der in axialer Richtung der Kühlmittelpumpe (8) ausgerich tet ist.
11. Kühlmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass zwischen dem Austritt des Wärmetauschers (4) und dem Eintritt der Kühlmittelpumpe (8) eine flexible Verbindung an geordnet ist.
12. Kühlmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Kühlmittelpumpe (8) derart am Moduirahmen (3) angeordnet ist, dass die Elektronik der Kühlmittelpumpe (8) von Kühlluft umströmbar ist.
13. Kühlmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass der Modulrahmen (3) und eine Lüfterzarge (17) eine bauliche Einheit bilden.
14. Kühl'modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass ein Bypass (18) integriert ausgebildet ist.
Description:
Kühimodul für einen Motor eines Kraftfahrzeugs Die Erfindung betrifft ein Kühlmodul für einen Motor eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 195 34 108 A1 ist ein Kühler für einen Kühlwasserkreislauf eines Kraftfahrzeug-Motors bekannt, wobei der Kühlwasserkreislauf durch eine Elektromotor-Kreiselpumpe angetrieben ist, die ganz oder teilweise innerhalb des Kühlers oder direkt an dem Kühler anliegend angeordnet ist.

Ferner ist aus der W097/23713 eine Kühlanordnung mit einem Wärmetau- scher-Modul, einem Gebläsemodul, einem Kühlpumpen-Modul und einem elektronischen Systemsteuerungs-Modul bekannt, wobei die einzelnen Mo- dule miteinander verbunden sind. Das Gebläsemodul ist direkt hinter der Rückseite des Kühlers angeordnet und umfasst einen elektrisch angetriebe- nen Lüfter, der Umgebungsluft über den Kühler führt. Das Kühipumpen- Modul, welches Motor-Kühlwasser durch den Motor und den Kühler pumpt, und das elektronische Systemsteuerungs-Modul, welches den Betrieb des Lüfters und des Pumpen-Motors steuert, sind ebenfalls an dem Gebläsemo- dul angebracht.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Kühimodul zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird geiöst durch ein Kühtmodui mit den fvlerkrnaien des An- spruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprü- che.

Erfindungsgemäß ist ein Kühlmodul, d. h. eine Kühlanordnung, für einen Motor eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, wobei ein Modulrahmen Teil des Kühlmoduls ist, innerhalb dessen und/oder an dem die Kühlmittelpumpe an- geordnet ist. Dabei sind am Modulrahmen neben der Kühlmittelpumpe auch weitere Bauteile angebracht, wie bspw. Wärmetauscher, Leitungen des Kühlmittelkreislaufs, Sensoren, Ventile, Steuermodule. Der kompakte, mo- dulare Aufbau ermöglicht eine schnellere Montage oder Demontage im Ser- vicefall. Auch ist keine Verstärkung anderer Komponenten des Kühlmoduls erforderlich, vielmehr ist der Modulrahmen entsprechend dimensioniert. Vor- zugsweise ist der Moduirahmen ein tragendes Bauteil des Kühlmoduls. Da- bei erfolgt die Kraftübertragung direkt über den Moduirahmen auf die Fahr- zeugkarosserie.

Vorzugsweise weist das Kühlmodul ein Ventil auf, welches mit der Kühlmit- telpumpe als bauliche Einheit verbunden ist. Dies ermöglicht eine kompakte Bauweise und vereinfacht und beschleunigt die Montage. Das Ventil regelt in Abhängigkeit der Kühlmitteltemperatur den Kühlmitteldurchsatz über den Wärmetauscher.

Vorzugsweise weist das Kühlmodul einen Sensor zum Regeln der Kühlmit- teltemperatur auf, wobei der Sensor in das Kühlmodul integriert ist und die Temperatur des Kühlmittelkreislaufs überwacht. Hierbei kann der Sensor an einem Ventil angebracht oder in dasselbe integriert sein. Alternativ kann der Sensor in einer Leitung zwischen dem Ventil und der Kühlmittelpumpe an- geordnet sein, an der Kühlmittelpumpe vorgesehen oder in derselben inte- griert sein oder in einer Leitung zwischen der Kühlmittelpumpe und dem Verbrennungsmotor angeordnet sein.

Vorzugsweise weist das Kühlmodul ein Steuermodul zur Steuerung der Kühlmittelpumpe, der Ventilstellung und/oder des Gebläses auf. Dabei ist das Steuermodul vorzugsweise über eine Schnittstelle mit einem externen

Steuermodul, d. n. mll einem Sleuermodui außerhaib des Moduirahmens, verbunden.

Vorzugsweise ist der Anschluss der Kühlmittelpumpe etwa in der Mitte auf einer Seite des Modulrahmens angeordnet. Dies ermöglicht eine optimale Kraftübertragung und Kraftweiterleitung im Modulrahmen. Die Anordnung der Kühlmittelpumpe kann auch außermittig, ober-oder unterhalb des Kühlmo- duls sein. Die Wahl der Anordnung der Kühlmittelpumpe hängt insbesondere von der Bauraumsituation ab.

Vorzugsweise ist die Kühlmittelpumpe und/oder das Ventil parallel zu dem Bereich des Moduirahmens ausgerichtet, in dem sie bzw. es angebracht ist.

Auf diese Weise ist eine optimale Befestigung und Kraftübertragung auf den Moduirahmen möglich.

Vorzugsweise ist ein Anschluss für den parallel zu dem den Wärmetauscher durchströmenden Teil des Kühlmittelkreislaufs vorgesehen, der in axialer Richtung der Kühlmittelpumpe ausgerichtet ist. Dies ermöglicht eine optimale Anströmung der Kühlmittelpumpe.

Vorzugsweise ist zwischen dem Austritt des Wärmetauschers und dem Ein- tritt der Kühlmittelpumpe eine flexible Verbindung angeordnet, bspw. in Form eines elastischen Schlauchs. Dies vereinfacht die Montage und verringert Toleranzprobleme.

Vorzugsweise ist die Kühlmittelpumpe derart am Moduirahmen angeordnet, dass die Kühlluft die Elektronik der Kühlmittelpumpe umströmen und somit kühlen kann. Hierbei kann die Kühlluftversorgung der Kühlmittelpumpen- Elektronik bevorzugt mittels Abzweigung der Kühlluft aus der Lüfterzarge, mittels Abzweigung der Kühlluft hinter der Lüfterzarge oder Führung der Kühlluft von der Anströmseite des Kühlmoduls durch eine Öffnung oder Luftführung im Moduirahmen zur Kühlmittelpumpe erfolgen.

Vorzugsweise bildet der Moduirahmen und eine Lüfterzarge eine bauliche Einheit.

Vorzugsweise ist ein Bypass integriert im Kühimodu ! ausgebildet. Dies ver- ringert die Anzahl der Anschlüsse an das Kühlmodul.

Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert. In der Zeichnung zei- gen : Fig. 1 eine vereinfacht dargestellte Ansicht des ersten Ausfüh- rungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kühlmoduls oh- ne integriertem Bypass, Fig. 2 eine vereinfacht dargestellte Ansicht des zweiten Ausfüh- rungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kühlmoduls mit integriertem Bypass, Fig. 3 eine schematische Darstellung des Kühimoduls ein- schließlich des Kühlwasserkreislaufs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, und Fig. 4 eine schematische Darstellung des Kühlmoduls ein- schließlich des Kühlwasserkreislaufs gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.

Ein Verbrennungs-Motor 1 eines Kraftfahrzeugs weist ein Kühlmodul 2 auf, welches im wesentlichen in und/oder an einem Moduirahmen 3 angeordnet ist. Teil des Kühlmoduls 2 ist mindestens ein im Modulrahmen 3 vorgesehe- ner und daran befestigter Wärmetauscher 4 (Kühler) mit zwei Sammelbe- hältern 5, wovon der eine der Sammelbehälter 5 als Sammlervorlauf und der andere als Sammlerrücklauf dient.

Der Wärmetauscher 4 samt Sammelbehältern 5 ist Teil eines Motor- Kühlmittelkreislaufs 6, durch welchen ein Kühlmittel, angetrieben durch eine elektrische Kühlmittelpumpe. 8 strömt. Im Kühlmittelkreislauf 6 ist, dem Wär- metauscher 4 mit Sammelbehälter 5 nachgeordnet, ein Ventil 9 vorgesehen,

weiches über einen Anschiuss 10 mit einem der Sammeibehäiter 5 des Wärmetauschers-4 verbunden ist. Dabei ist gemäß dem vorliegenden Aus- führungsbeispiel beim Ventil 9 ein zweiter Anschluss 10'für einen Bypass 18 vorgesehen, mittels dem das Kühlmittel am Wärmetauscher 4 vorbei und direkt der Kühlmittelpumpe 8 zugeführt werden kann. Der Bypass 18 kann auch in das Kühimodul oder in den Modulrahmen integriert sein. Durch diese Maßnahme kann die Zahl der Anschlüsse an dem Kühlmodul reduziert wer- den.

Das Ventil 9 kann sowohl dem Wärmetauscher 4 nachgeordnet, also an sei- ner Austrittsseite angebracht sein, wie in den Figuren dargestellt, als auch gemäß einer alternativen Ausführungsform an seiner Eintrittsseite. Entspre- chendes gilt auch für die Kühlmittelpumpe 8. Diese kann nach dem Austritt des Wärmetauschers 4 liegen (Saugseite-vgl. Fig. 3 und 4), oder aber ge- mäß einer alternativen Anordnung vor dem Eintritt des Wärmetauschers 4 (Druckseite) angeordnet sein.

Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Anschluss 10'in axialer Richtung bezüglich der Kühlmittelpumpe 8 angeordnet. Das Ventil 9 wird in Abhängigkeit der Messergebnisse eines Sensors 11 mit Hilfe eines Steuer- moduls 12 geregelt, wobei das Steuermodul 12 seinerseits mit einem exter- nen Steuermodul 14 verbunden ist. Das Steuermodul 12 regelt ferner die Kühlmittelpumpe 8 sowie ein Gebläse 16 mit einem Lüfterrad, welches be- nachbart zum Wärmetauscher 4 angeordnet ist. Das Gebläse 16 ist an Ge- bläsezargen 17 angebracht, welche innerhalb vom Moduirahmen 3 angeord- net sind.

Gemäß einer Variante kann das Ventil 9 auch ein nur von der Kühlmitteltem- peratur und nicht vom Steuermodul 12 abhängiger Regler sein, beispielswei- se ein Dehnstoffthermostat. Das Steuermodul 12 regelt dann nur die Kühl- mittelpumpe 8 und das Gebläse 16.

Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Kühlmittelpumpe 8 etwa mit- tig direkt am Moduirahmen 3 anliegend auf einer Seite desselben ange- bracht, wobei der Moduirahmen 3 das tragende Bauteil des Kühlmoduls 2 ist

und die Kraftübertragung direkt über den Moduirahmen 3 auf die (nicht dar- gestellte) Fahrzeugkarosserie-erfo ! gt. Jedoch kann die Anordnung der Kühl- mittelpumpe auch außermittig sowie ober-oder unterhalb des Kühimoduls erfolgen.

Bei der Montage erfolgt zuerst eine Vormontage, bei der mit dem Modulrah- men 3 verbundene Bauteile des Kühlmoduls 2 an dem Modulrahmen 3 befe- stigt werden. Erst im Rahmen der eigentlichen Montage wird das vormon- tierte Kühlmodul 2 in die Fahrzeugkarosserie eingesetzt und darin befestigt.

Gemäß dem in den Figuren 2 und 4 dargestellten zweiten Ausführungsbei- spiel, bei dem die gleichen Bezugszeichen verwendet werden, ist der Bypass 18 integriert ausgebildet. Ansonsten stimmt das zweite Ausführungsbeispiel mit dem zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel überein.

Bezugszeichenliste 1 Verbrennungs-Motor 2 Kühlmodul 3 Modulrahmen 4 Wärmetauscher 5 Sammelbehälter 6 Kühimittelkreislauf 8 Kühlmittelpumpe 9 Ventil 10, 10'Anschiuss 11 Sensor 12 Steuermodul 14 externes Steuermodul 16 Gebläse 17 Gebläsezarge 18 Bypass