DE10059369A1 - Ausgleichsbehälter - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Ausgleichsbehälter, insbesondere für einen Kälteträgerkreislauf einer Klimaanlage mit Standklimafunktion eines Kraftfahrzeuges, mit Druckausgleichsmitteln zum Ausgleich eines Über- und/oder Unterdrucks. Um einen verbesserten Ausgleichsbehälter bereitzustellen, der möglichst einfach aufgebaut ist und daher entsprechend kostengünstig ist und der insbesondere in einem Kälteträgerkreislauf einer Standklimaanlage eines Kraftfahrzeuges einsetzbar ist, wird vorgeschlagen, dass die Druckausgleichsmittel (84) gebildet sind durch eine unverschlossene Öffnung (84) und dass ein Mittel (78) vorgesehen ist, durch das das Fluid gehindert ist, aus der Öffnung (84) auszutreten.
Description
Die Erfindung betrifft einen Ausgleichsbehälter, insbesondere für einen
Fluidkreisfauf, beispielsweise eines Kälteträgerkreislaufs einer Klimaanlage
eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ausgleichsbehälter in Fluidkreisläufen von Kraftfahrzeugen, beispielsweise
im Motorkühlkreislauf, benötigen ein Überdruck- und ein Unterdruckventil,
um einerseits bei Beschleunigung oder Verzögerung keine Kühlflüssigkeit zu
verlieren und andererseits um Volumenänderungen, beispielsweise
aufgrund von Temperaturänderungen oder durch Verlust von Kühlflüssigkeit,
auszugleichen.
Derartige Ventile stellen einen Kostenfaktor dar und müssen in nachteiliger
Weise bei der Herstellung in einem separaten Montageschritt an den
Ausgleichsbehälter angebracht werden.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung,
einen verbesserten Ausgleichsbehälter bereitzustellen, der möglichst
einfach aufgebaut ist und daher entsprechend kostengünstig ist und der
insbesondere in einem Kälteträgerkreislauf einer Klimaanlage eines
Kraftfahrzeuges einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 sowie eine Verwendung nach Anspruch 8.
Der erfindungsgemäße Ausgleichsbehälter weist Druckausgleichsmittel auf,
die erfindungsgemäßt gebildet sind durch eine unverschlossene Öffnung,
wobei zusätzlich ein Mittel vorgesehen ist, durch das das Fluid gehindert ist,
aus der Öffnung auszutreten. Dadurch kann in kostengünstiger Weise auf
Überdruck- und/oder Unterdruckventile verzichtet werden, da ein etwaiger
Über- oder Unterdruck durch die unverschlossene Öffnung ausgeglichen
werden kann. Damit das in dem Ausgleichsbehälter vorgesehene Fluid nicht
aus der Öffnung austritt, ist ein Mittel vorgesehen, das diesen Austritt
verhindert.
In einer konstruktiv einfachen und kostengünstigen Ausbildung der
Erfindung ist das Mittel gebildet durch eine Rücklaufleitung, die ein Ende
des Ausgleichsbehälters mit dem anderen verbindet, so daß im wesentlichen
das Fluid innerhalb des Behälters bei Bewegungen des Ausgleichsbehälters
in einen Kreislauf geführt ist, wobei die Öffnung derart angeordnet ist, daß
das Fluid an der Öffnung vorbeigeführt wird, so daß es durch diese nicht
austreten kann.
Dabei kann in einer Ausbildung der Erfindung die Rücklaufleitung an ihrem
stromabseitigen Ende einen Auffangbehälter aufweisen, der die Öffnung
aufweist, die vorteilhafterweise oberhalb einer Einmündung der
Rücklaufleitung in den Auffangbehälter angeordnet ist.
Zwecks einfacher und kostengünstiger Montage ist die Rücklaufleitung
einstückig mit dem Auffangbehälter und als separates Einsetzteil
ausgebildet.
Vorteilhafterweise ist eine Füllstandsanzeige in dem Ausgleichsbehälter
angeordnet, um den aktuellen Füllstand erkennen zu können. Die
Füllstandsanzeige kann mit einem Signalgeber ausgerüstet sein, der bei zu
geringem Füllstand ein entsprechendes Warnsignal abgibt.
In kostengünstiger Weise ist der Ausgleichsbehälter in einem
Blasformverfahren hergestellt und die Füllstandsanzeige und die
Rücklaufleitung in den geformten Ausgleichsbehälter bei der Montage
einsetzbar.
Erfindungsgemäß findet der Ausgleichsbehälter Anwendung in einem
Kälteträgerkreislauf einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges mit
Standklimafunktion.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter
Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert. In der Zeichnung
zeigen
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Klimaanlage mit
Standklimafunktion eines Kraftfahrzeugs;
Fig. 2 einen Querschnitt des erfindungsgemäßen Ausgleichsbehälters;
Fig. 3 eine Ansicht eines Ausgleichsbehältergehäuses;
Fig. 4 eine Ansicht einer Rücklaufleitung mit Auffangbehälter;
Fig. 5 eine Ansicht eines Gehäuseteils eines Füllstandsanzeigers.
Ein erfindungsgemäßer Ausgleichsbehälter 10 ist Teil einer Klimaanlage 12
eines Kraftfahrzeugs, die eine Standklimafunktion beinhalten kann. Die
Klimaanlage 12 weist einen Primärkreislauf 14 auf, in dem in bekannter
Weise ein Kompressor 18, ein Kondensator 20, ein Expansionsorgan 22 und
ein Verdampfer 24 über Kältemittelleitungen 16 verbunden sind. Über den
Verdampfer 24 ist ein Sekundärkreislauf 26 an den Primärkreislauf 14
angekoppelt. In dem Sekundärkreislauf 26 wird über eine Pumpe 28 ein
Kälteträger, beispielsweise ein Wasser/Glysantin-Gemisch, im Kreislauf
geführt und in dem Verdampfer 24 abgekühlt. An den Sekundärkreislauf 26
ist über ein Vierwegeventil 30 ein Wärmetauscher 32 angekoppelt, in dem
einem Fahrzeuginnenraum zuzuführende Luft 34 abkühlbar ist. Ebenso kann
an den Sekundärkreislauf 26 ein Kältespreicher 36 über ein Vierwegeventil
38 angekoppelt sein, um eine Standklimatisierung zu ermöglichen.
Volumenänderungen des Kälteträgers im Sekundärkreislauf 26 sowie Über-
und Unterdrucke im Sekundärkreislauf 26 werden durch den
Ausgleichsbehälter 10 ausgeglichen. Eine solche Klimaanlage ist aus der
DE 198 38 880 bekannt.
In den Fig. 2 bis 5 ist ein Ausführungsbeispiel des Ausgleichsbehälters 10
und seine Komponenten im Detail dargestellt. Der Ausgleichsbehälter 10
weist ein Gehäuse 40 auf, das bevorzugt in einem Blasformverfahren
hergestellt ist. In einer Seitenwand 41 im Bereich eines Bodens 42 des
Ausgleichsbehälters 40 ist ein Anschlußstutzen 44 angeordnet zum
Anschließen des Ausgleichsbehälters 10 an den Sekundärkreislauf 26. Das
innere Volumen 46 ist durch Vertiefungen 58, 60 und 62, die wandartig in
das innere Volumen 46 hineinragen und lediglich an ihren Rändern jeweils
einen Spalt belassen, quasi in drei Teilvolumina 52, 54 und 56 aufgeteilt.
Von den Spalten sind zwei bei den Bezugszeichen 48 und 50 dargestellt.
Die Spalte zwischen den Seitenwänden des Ausgleichsbehälters 10 und den
Vertiefungen 58, 60, 62 sind in der gewählten Darstellung nicht erkannbar.
Aufgrund der wandartigen Vertiefungen 58, 60, 62 kann das Fluid bei
Bewegungen des Ausgleichsbehälters 10 nicht ungehindert in dem inneren
Volumen 46 hin und her schwapppen, sondern nur über die Spalte von
einem Teilvolumina in ein anderes gelangen. Dadurch werden
Schwappgeräusche vermieden.
In dem in Fahrtrichtung 64 gesehen vorne gelegenen Teilvolumen 52 ist
eine Füllstandsanzeige 66 angeordnet. Die Füllstandsanzeige 66 weist ein
in Fig. 5 dargestelltes Füllstandsanzeigengehäuse 68 auf, das einen
Anschlußadapter 70 aufweist, zum Anschließen der Füllstandsanzeige 66 an
den Ausgleichsbehälter 40. An das Anschlußstück 70 schließt sich eine
becherartige Aufnahme 72, in die ein nicht dargestellter Sensor einführbar
ist, mit dessen Hilfe die Lage eines die Aufnahme 72 umgebenden
Schwimmers 74 (Fig. 2) und damit die Füllstandshöhe H bestimmt werden
kann. Der Sensor kann beispielsweise ein Reedschalter sein. Des weiteren
schließt sich an das Anschlußstück 70 ein Anschlußstutzen 76 an, durch
den das Fluid strömen kann, wie weiter unten näher erläutert wird.
Das vordere Teilvolumen 52 ist mit dem in Fahrtrichtung 64 gesehen
hinterem Volumen 56 über eine Rücklaufleitung 78 verbunden. Die in Fig. 4
dargestellte Rücklaufleitung 78 weist an ihrem dem hinteren Teilvolumen 56
zugewandten Ende einen Anschluß 80 zum Anschließen an das hintere
Teilvolumen 56 auf und an seinem vorderen Ende einen Auffangbehälter
82, an dessen Boden eine Verbindungsleitung 85 angeordnet ist, die auf
den Anschlußstutzen 76 der Füllstandsanzeige 66 aufsteckbar ist. In seinem
oberen Endbereich weist der Auffangbehälter 82 eine unverschlossene
Öffnung 84 auf, die im eingebauten Zustand des Ausgleichsbehälters höher
gelegen ist als die Einmündung der Leitung 78 in den Auffangbehälter 82.
Wie aus Fig. 3 zu erkennen ist, sind die Füllstandsanzeige 66 und der
Auffangbehälter 82 in einem Eckbereich des Ausgleichsbehälters 10
angeordnet, wobei während der Montage zunächst die Füllstandsanzeige 66
eingesetzt wird und dann die Rücklaufleitung 78 mit dem Auffangbehälter 82
eingesetzt und angeschlossen wird. Zur Aufnahme der Rücklaufleitung 78
weist der Behälter 10 auf seiner Oberseite eine Aufnahmevertiefung 88 auf.
Im Betrieb der Klimaanlage 12 und des Fahrzeuges funktioniert der
Ausgleichsbehälter 10 wie folgt:
Im Normalzustand ist der Ausgleichsbehälter 10 etwa bis zu der Füllhöhe H gefüllt. Etwaiger Über- oder Unterdruck kann problemlos über die Öffnung 84 abgeführt werden. Bei Beschleunigung das Fahrzeugs in Fahrtrichtung 64 wird das Fluid durch die Spalte an den Vertiefungen 58, 60, 62 vorbei in das hintere Teilvolumen 56 strömen, und falls die Beschleunigung sehr groß und langanhaltend ist, kann das Fluid über clie Rücklaufleitung 78 und den Auffangbehälter 82 sowie die Verbindungsleitung 85 zurück in das erste Teilvolumen 52 strömen, so daß über die Rücklaufleitung 78 das Fluid quasi im Kreis geführt wird und kein Fluid verloren geht. Da die Öffnung 84 höher gelegen ist als die Einmündung der Rücklaufleitung 78 in den Auffangbehälter 82, wird das Fluid nicht aus der Öffnung 84 austreten können. Bei negativer Verzögerung, also Bremsen des Fahrzeuges, könnte das Fluid in dem ersten Teilvolumen 52 ansteigen. Sollte es bei sehr starker Verzögerung so weit ansteigen, daß der Auffangbehälter 82 gefüllt wird, wird das Fluid gegebenenfalls über die Rücklaufleitung 78 in das hintere Teilvolumen 56 geführt, wobei das Fluid nicht aus der Öffnung 84 austreten wird, da diese Öffnung höher gelegen ist als die Einmündung der Rücklaufleitung 78 in den Auffangbehälter 82.
Im Normalzustand ist der Ausgleichsbehälter 10 etwa bis zu der Füllhöhe H gefüllt. Etwaiger Über- oder Unterdruck kann problemlos über die Öffnung 84 abgeführt werden. Bei Beschleunigung das Fahrzeugs in Fahrtrichtung 64 wird das Fluid durch die Spalte an den Vertiefungen 58, 60, 62 vorbei in das hintere Teilvolumen 56 strömen, und falls die Beschleunigung sehr groß und langanhaltend ist, kann das Fluid über clie Rücklaufleitung 78 und den Auffangbehälter 82 sowie die Verbindungsleitung 85 zurück in das erste Teilvolumen 52 strömen, so daß über die Rücklaufleitung 78 das Fluid quasi im Kreis geführt wird und kein Fluid verloren geht. Da die Öffnung 84 höher gelegen ist als die Einmündung der Rücklaufleitung 78 in den Auffangbehälter 82, wird das Fluid nicht aus der Öffnung 84 austreten können. Bei negativer Verzögerung, also Bremsen des Fahrzeuges, könnte das Fluid in dem ersten Teilvolumen 52 ansteigen. Sollte es bei sehr starker Verzögerung so weit ansteigen, daß der Auffangbehälter 82 gefüllt wird, wird das Fluid gegebenenfalls über die Rücklaufleitung 78 in das hintere Teilvolumen 56 geführt, wobei das Fluid nicht aus der Öffnung 84 austreten wird, da diese Öffnung höher gelegen ist als die Einmündung der Rücklaufleitung 78 in den Auffangbehälter 82.
Somit ist ein Ausgleichsbehälter geschaffen, der keine Überdruck- oder
Unterdruckventile aufweist und der dennoch einen Überdruck- oder
Unterdruck ausgleichen kann, sowie etwaige Volumenänderungen, die sich
aus Änderungen der Temperatur des Fluids ergeben können oder die sich
durch etwaiges Einfrieren des Fluids ergeben könnten.
Claims (8)
1. Ausgleichsbehälter, insbesondere für einen Fluidkreislauf,
beispielsweise eines Kälteträgerkreislaufes einer Klimaanlage eines
Kraftfahrzeuges, mit Druckausgleichsmitteln zum Ausgleich eines
Über- und/oder Unterdrucks, dadurch gekennzeichnet, dass die
Druckausgleichsmittel (84) gebildet sind durch eine unverschlossene
Öffnung (84) und dass ein Mittel (78) vorgesehen ist, durch das das
Fluid gehindert ist, aus der Öffnung (84) auszutreten.
2. Ausgleichsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
das Mittel (78) gebildet ist durch eine Rücklaufleitung (78), die ein
Ende des Ausgleichsbehälters (10) mit dem anderen Ende verbindet,
so dass das Fluid innerhalb des Behälters (10) bei Bewegungen des
Ausgleichsbehälters (10) in einem Kreislauf und an der Öffnung (84)
vorbeigeführt ist.
3. Ausgleichsbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Rücklaufleitung (78) an ihrem
stromabseitigen Ende in einen Auffangbehälter (10) mündet, der die
Öffnung (84) aufweist.
4. Ausgleichsbehälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die Öffnung (84) oberhalb einer Einmündung der Rücklaufleitung (78)
in den Auffangbehälter (10) angeordnet ist.
5. Ausgleichsbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Rücklaufleitung (78) einstückig mit
dem Auffangbehälter (82) und als separates Einsetzteil ausgebildet
ist.
6. Ausgleichsbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Füllstandsanzeige (66) in dem
Ausgleichsbehälter (10) angeordnet ist.
7. Ausgleichsbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsbehälter (10) in einem
Blasformverfahren hergestellt ist und die Füllstandsanzeige (66) und
die Rücklaufleitung (78) in den geformten Ausgleichsbehälter (10)
einsetzbar sind.
8. Verwendung eines Ausgleichsbehälter (10) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche für den Kälteträgerkreislauf (26) einer
Klimaanlage (12) eines Kraftfahrzeuges mit Standklimafunktion.
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