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Die
Erfindung betrifft eine Fluidleitung für eine Brennkraftmaschine eines
Kraftfahrzeuges, insbesondere eine Kurbelgehäuseentlüftung einer Hubkolbenbrennkraftmaschine
mit einem ersten Rohrabschnitt, in dem ein Fluid führbar ist,
wobei dem ersten Rohrabschnitt eine erste, insbesondere aussenliegende
Wandung zugeordnet ist, über
die ein Wärmetransfer
von der Umgebungsluft zum Fluid erfolgen kann.
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Aus
der DE-PS 934 210 ist eine Fluidleitung in Form eines doppelwandigen
Schlauchs bekannt, bei dem ein inneres Schlauchteil in ein äußeres Schlauchteil
eingeschoben ist, wobei letzteres das innere Teil vollständig mit
einem größeren radialen Abstand
umschließt.
Der dabei gebildete Luftspalt wirkt isolierend. Am inneren oder äußeren Schlauchteil
sind axial ausgerichtete Rippen angeordnet, die als Abstandshalter
dienen.
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Aus
der
DE 198 54 521
C1 ist eine Schlauchleitung für ein flüssiges oder gasförmiges Fluid
entnehmbar, die wiederum als doppelwandiger Schlauch ausgebildet
ist. Der zwischen einem inneren Schlauchteil und einem äußeren Schlauchteil
gebildete umlaufende Radialspalt ist durch vom inneren Schlauchteil
abragende Noppenelemente gestützt. Der
dadurch gebildete Isolierspalt ist mit Luft oder einem Schutzgas
gefüllt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Fluidleitung der eingangs genannten Art
sowie eine entsprechende Brennkraftmaschine bereitzustellen, bei
der eine verbesserte thermische Ab schirmung gegenüber einer
die Fluidleitung umgebenden Luftströmung erreicht ist.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Fluidleitung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 sowie eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs
11 gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Fluidleitung
zeichnet sich aus durch eine Ummantelung, die im wesentlichen der
Kontur des ersten Rohrabschnitts folgt und den ersten Rohrabschnitt
entlang eines Teils seines Umfanges derart umgreift, dass zwischen
der ersten Wandung und der Ummantelung ein isolierender Luftspalt
gebildet und die erste Wandung abschnittsweise gegen vorbeiströmende Umgebungsluft
abgeschirmt ist. Als erster Rohrabschnitt kann ein Teil eines aussenseitigen
Rohres einer einwandigen oder doppelwandigen Schlauchleitung dienen.
Eine doppelwandige Schlauchleitung weist dabei eine erste außenliegende
und eine zweite innenliegende Wandung auf, über die Wärme zwischen Fluid und Umgebung
austauschbar ist. Dem ersten Rohrabschnitt ist erfindungsgemäß eine als
Schutzschild dienende Ummantelung zugeordnet, die mit einem möglichst kleinen
Abstand an dem Rohrabschnitt positioniert ist. Dabei umgreift die
Ummantelung den Rohrabschnitt vorzugsweise nur teilweise, so dass
ein isolierter bzw. abgeschirmter und ein unisolierter bzw. nicht
abgeschirmter Umfangsbereich erzeugt ist. Der isolierte bzw. abgeschirmte
Umfangsbereich ist vorzugsweise einer aussenseitigen Luftströmung zugewandt,
so dass der erste Rohrabschnitt bzw. dessen erste Wandung gegen
die Umgebung abgeschirmt ist, während
der unisolierte Umfangsbereich für
einen gewissen Wärmeeintrag
mit der Umgebung offen ist. Auf diese Weise kann auf besonders einfache Weise
eine definierte Temperierung des Fluids in dem ersten Rohrabschnitt
erzielt werden, falls in der Umgebung des ersten Rohrabschnitts
eine Wärmequelle
(beispielsweise in Form eines Motorblocks einer Brennkraftmaschine)
und eine Wärmesenke
(beispielsweise in Form einer Umgebungsluftströmung) angeordnet sind.
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In
Ausgestaltung der Erfindung ist eine Ummantelung vorgesehen, die
in der Einbaulage wenigstens abschnittsweise in Kraftfahrzeuglängsrichtung
vor der ersten Wandung angeordnet ist. Da bei üblichem Fahrbetrieb eines entsprechend
ausgerüsteten
Kraftfahrzeuges eine Anströmung
verschiedener Komponenten, insbesondere auch einer Fluidleitung
mit einer außenliegenden
Wandung, durch Umgebungsluft von vorn, d.h. entgegen der üblichen Fahrtrichtung
des Kraftfahrzeuges erfolgt, ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Einbaulage
der Ummantelung eine optimale Abschirmungswirkung gegenüber dem
Fahrtwind. Das schließt
selbstverständlich nicht
aus, dass zur Abschirmung einer schräg von vorn bzw. seitlich auftreffenden
Umgebungsluftströmung
die Einbaulage der Ummantelung entsprechend verschoben bzw. auf
diese Anströmrichtung ausgedehnt
sein kann.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung umgreift die Ummantelung die
Fluidleitung in axialer Richtung gesehen in einem Umfangsbereich
von wenigstens 30°,
insbesondere ca. 180°.
Erfindungsgemäß ist somit
zwischen einem Zwölftel
und der Hälfte des
Umfangs des ersten Rohrabschnitts von der Ummantelung überdeckt.
Der übrigen
Bereich kann dabei für
einen erhöhten
Wärmetransfer
freigegeben sein. Eine derartige Ausgestaltung empfiehlt sich beispielsweise
dann, wenn einerseits eine mit geringem Abstand angeordnete und/oder
besonders starke Wärmequelle
zur Fluidleitung benachbart angeordnet ist bzw. andererseits eine
eng begrenzte Umgebungsluftströmung
gegeben ist.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung gibt die Ummantelung die Fluidleitung
in axialer Richtung gesehen in einem Umfangsbereich von wenigstens 30° bis maximal
330° frei.
Erfindungsgemäß ist somit zwischen
einem Zwölftel
und der elf Zwölftel
des Umfangs des ersten Rohrabschnitts von der Ummantelung freigegeben.
Der übrigen
Bereich kann dabei im Hinblick auf eine besonders effektive Wärmeisolierung
ummantelt sein. Eine derartige Ausgestaltung empfiehlt sich beispielsweise
dann, wenn einerseits eine eng begrenzte und/oder schwache Wärme quelle
und andererseits eine großflächige Umgebungsluftströmung vorliegen.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Ummantelung als Flächenelement
mit näherungsweise
konstanter, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 0,2 mm und 5
mm liegender Dicke ausgebildet, wobei das Flächenelement wiederum in einem
näherungsweise
konstanten, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 0,2 mm und 2
mm liegendem Abstand zur ersten Wandung angeordnet ist. Damit ist
eine einfach herstellbare, effektive Ummantelung mit guter Abschirmungswirkung
vorgeschlagen. Insbesondere ist sichergestellt, dass der zwischen
Ummantelung und erstem Rohrabschnitt gebildete Luftspalt bei einem
Einsatz in einem Kraftfahrzeug nicht von Umgebungsluft durchströmt wird.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der erste Rohrabschnitt
eine zweite, insbesondere innenliegende Wandung auf, die von der
ersten Wandung vorzugsweise nahezu vollständig umgeben ist zur Bildung
eines im wesentlichen abgeschlossenen Zwischenraumes. Damit ist
innerhalb des ersten Rohrabschnitts eine doppelwandige Gestaltung
vorgesehen, die zur Bildung eines abgeschlossenen, zylindrischen
Isolationsraumes geeignet ist. Damit ist eine insgesamt reduzierte
Wärmetransfermöglichkeit
zwischen der fluidführenden Rohrleitung
und der Umgebung gewährleistet.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein erster Rohrabschnitt
vorgesehen, der wenigstens ein Positionierungselement, insbesondere
einen einstückig
mit dem Rohrabschnitt ausgeführten
Nippel, aufweist, welcher von dem ersten Rohrabschnitt abragt und
kraft- und/oder formschlüssig
an der Ummantelung angreift. Vorzugsweise durchgreift der Nippel
eine zugehörige
Ausnehmung seitens der Ummantelung oder der Nippel umgreift die
Ummantelung an ihrer Aussenkontur. Dadurch ist die Ummantelung auf
einfache Weise lösbar
an dem Rohrabschnitt festgelegt. Dem Nippel ist an einem Endbereich
vorteilhafterweise eine Zentrierspitze zugeordnet, die eine Positionierung
und Ausrichtung der Ummantelung gegenüber dem Rohrabschnitt ermöglicht.
Bevorzugt sind drei oder mehr Positionierungselemente an einem Rohrabschnitt
angeordnet, die eine zuverlässige,
spielfreie Positionierung der Ummantelung sicherstellen.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Fluidleitung einen
Abstandshalter, welcher an dem ersten Rohrabschnitt und/oder an
der Ummantelung zur Positionierung der Ummantelung gegenüber der
ersten Wandung vorgesehen ist. Mit Hilfe eines oder mehrerer Abstandshalter
lässt sich
ein Spalt zwischen Rohrabschnitt und Ummantelung definieren und
eine vom Rohrabschnitt beabstandete Positionierung der Ummantelung
festlegen.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Positionierungselement
vorgesehen, welches einen Abstandshalter für die Ummantelung mit umfasst,
wobei insbesondere eine Aufnahme zur form- und/oder kraftschlüssigen Verrastung
der Ummantelung an dem Positionierungselement vorgesehen ist. Damit
ist eine besonders einfache Herstellung durch Integration der verschiedenen
Funktionen gegeben.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Ummantelung wenigstens
eine Ausnehmung auf, in die ein Positionierungselement und/oder ein
Abstandshalter kraft- und/oder formschlüssig eingreift. Damit ist eine
einfache Befestigung mit guter Lösbarkeit
realisierbar.
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Die
erfindungsgemäße Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug
zeichnet sich aus durch eine Fluidleitung , die als Entlüftungsleitung
eines Schmiermittel- oder Kraftstoffreservoirs, insbesondere eines
Kurbelgehäuses
ausgeführt
ist. Eine derartige Entlüftungsleitung
lässt sich
mit der erfindungsgemäßen Ummantelung
gegen Wärmetransfer
infolge Fahrtwindanströmung
isolieren, wobei eine abschnittsweise Wärmezufuhr durch die Wandung(en) des
Rohrabschnitts gewährleistet
ist. Die Wärmezufuhr
wird bevorzugt unter Ausnutzung der Abwärme bzw. der Wärmeabstrahlung
der Brennkraftmaschine realisiert.
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Weitere
Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus den Ansprüchen, der
Beschreibung sowie den Zeichnungen. Konkrete Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen vereinfacht dargestellt und
in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Hierzu zeigen
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1 eine
Schlauchleitung zur Kurbelgehäuseentlüftung in
einer perspektivischen Darstellung, wobei unsichtbare Kanten mit
gestrichelten Linien gezeichnet sind,
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2 einen
Querschnitt durch die Schlauchleitung gemäß 1 entlang
der Linie II-II,
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3 einen
Querschnitt durch die Schlauchleitung gemäß 1 entlang
der Linie III-III,
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4 die
Schlauchleitung gemäß 1 in einer
perspektivischen Darstellung ohne unsichtbare Kanten und
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5 eine
Ansicht eines Endes der Schlauchleitung gemäß 1 bzw. 4 in
Richtung des Pfeiles V.
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In 1 ist
schematisch eine Fluidleitung für eine
Hubkolbenbrennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges in Form einer
Schlauchleitung einer Kurbelgehäuseentlüftung dargestellt.
Sie umfasst einen ersten Rohrabschnitt 1, in dem ein Fluid
führbar
ist, das aus dem Kurbelgehäuse
der Brennkraftmaschine abgezogen wird. Das Fluid enthält neben
Luft insbesondere Wasser- und Kohlenwasserstoff-Dämpfe und
weist eine gewisse Temperatur auf, die sicherstellt, dass die Dämpfe nicht
kondensieren oder sogar gefrieren. Der erste Rohrabschnitt 1 ist
mehrteilig bevorzugt aus einem von -40 °C bis ca. 200 °C temperaturbeständigen,
flexiblen Elastomer-Kunststoff hergestellt. Die Einzelteile sind
bevorzugt stoffschlüssig,
durch Schweißen
und/oder Kleben, miteinander verbunden In einem modifizierten Ausführungsbeispiel
ist der Rohrabschnitt einstückig
ausgeführt.
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Dem
ersten Rohrabschnitt 1 ist eine erste, aussenliegende Wandung 2 zugeordnet, über die
ein Wärmetransfer
von der Umgebungsluft zum Fluid erfolgen kann. Ferner ist dem ersten
Rohrabschnitt 1 eine zweite, innenliegende Wandung 5 zugeordnet, die
das Fluid dicht umschließt,
wobei zwischen der innenliegenden Wandung 5 und der außenliegenden Wandung 2 ein
Zwischenraum in Form eines Isolationsvolumens 6 gebildet
ist, das einen Wärmetransfer vom/zum
Fluid erschwert. Das Isolationsvolumen 6 ist in einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
weitgehend luftdicht abgeschlossen und optional evakuiert. In einem
modifizierten Ausführungsbeispiel
ist das Isolationsvolumen mit einem Schutzgas oder einem sonstigen
isolierend wirkenden Stoff gefüllt.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel
ist das Isolationsvolumen luftgefüllt ausgeführt. Dem ersten Rohrabschnitt 1 sind
endseitige Anschlussstutzen 7 zugeordnet, über die
die Fluidleitung in der Einbaulage auf andere Bauteile aufgesteckt
und/oder mit diesen lösbar
verbunden sein kann.
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Auf
der ersten Wandung 2 sind mehrere Positionierungselemente 8 angeordnet,
die ggf. leicht aus einer gemeinsamen Ebene heraus geneigt an dem
Rohrabschnitt 1 festgelegt sind. Vorzugsweise sind die
Positionierungselemente 8 einstückig mit der ersten Wandung 2 ausgeführt oder
stoffschlüssig
mit dieser verbunden. Die Positionierungselemente 8 sind
erfindungsgemäß als abschnittsweise
kegelige Nippel ausgeführt,
die einen näherungsweise
zylindrischen Fußabschnitt 8a sowie
einen spitz zulaufenden und als Zentrierungshilfe dienenden Kopfabschnitt 8b aufweisen.
Zwischen Fußabschnitt 8a und Kopfabschnitt 8b ist
erfindungsgemäß jeweils
eine beispielsweise ringförmige
Nut 8c vorgesehen, wobei zwischen Kopfabschnitt 8b und
Nut 8c ein gewisser Hinterschnitt vorgesehen ist, der eine
Verrastung der Ummantelung mit einfachen Mitteln ermöglicht.
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Die
Nippel 8 durchgreifen eine Ummantelung 3, die
mit Hilfe der Nippel 8 an dem ersten Rohrabschnitt 1 fixiert
ist. Die Ummantelung 3 weist hierzu mehrere Aussparungen
bzw. Durchbrüche 3a auf, die
form- und/oder kraftschlüssig
in die Nuten 8c einrastbar sind. Dabei dienen die Fußabschnitte 8a der Nippel 8 als
Abstandshalter, so dass die Ummantelung 3 in einem in etwa
konstanten Abstand von bevorzugt 1 mm bis 2 mm zur ersten Wandung
angeordnet ist und dass zwischen der Ummantelung 3 und
der ersten Wandung 2 ein entsprechender Luftspalt 4 gebildet
ist. Der Luftspalt 4 ist vergleichsweise eng ausgeführt, so
dass keine Luftwirbel in ihm entstehen können. In einem modifizierten
Ausführungsbeispiel
sind zwischen Rohrabschnitt und Ummantelung zusätzliche, als Abstandshalter
dienende Noppen vorgesehen, die einstückig mit der ersten Wandung 2 und/oder
mit der Ummantelung 3 ausgeführt sind.
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Die
Ummantelung 3 umgreift den ersten Rohrabschnitt 1 bzw.
dessen erste Wandung 2 in axialer Richtung gesehen (vgl.
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2)
in einem Umfangsbereich von ca. 180° (vgl. insbesondere 3 und 5).
Das heißt näherungsweise
die halbe Mantelfläche
der ersten Wandung ist von der Ummantelung 3 überdeckt,
die andere Hälfte
ist freigegeben. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, die Ummantelung
auf derjenigen Seite des Rohrabschnitts 1 anzuordnen, die
von einer Umgebungsluftströmung
besonders stark beaufschlagt wird. Die Ummantelung folgt im wesentlichen mit
konstantem Abstand der Kontur der ersten Wandung 2, wobei
nahezu beliebige Formen und Krümmungen
darstellbar sind. Aus 5 ist eine bevorzugte Einbaulage
entnehmbar, wobei die Linie V als Vertikale definiert ist. Auf der
Vertikalen V ist in zentraler Lage auf dem Anschlussstutzen eine
Markierung M vorgesehen, an der die richtige Montageposition des
Rohrabschnittes 1 ablesbar ist.
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Vorzugsweise
ist die Ummantelung 3 bezogen auf die Hauptfahrtrichtung
des Kraftfahrzeuges vor der ersten Wandung 2 angeordnet.
Es ist ferner vorgesehen, dass die von der Ummantelung 3 freigegebene
Seite des Rohrabschnittes 1 einer Wärmequelle, insbesondere einem
Zylindergehäuse
der Brennkraftmaschine zugewandt ist. Die Ummantelung 3 ist
vorzugsweise als dünnwandiges
Flächenelement
aus einem temperatur- und witterungsbeständigen Kunststoff, insbesondere
aus Polyamid gestaltet (z.B. als Spritzgussteil). Vorzugsweise weist
die Ummantelung eine näherungsweise
konstante Dicke von 1 mm bis 2 mm auf. In einem modifizierten Ausführungsbeispiel
ist die Ummantelung mehrlagig aus unterschiedlichen Materialien,
insbesondere aus einem Verbund von verschiedenen Kunststoffen und/oder
Metallfolien ausgeführt.
In einem weiteren modifizierten Ausführungsbeispiel ist die Ummantelung
aus einem dünnen
Metallblech hergestellt.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
umgreift die Ummantelung den Rohrabschnitt in einem Umfangsbereich
von ca. 120°.
Entsprechend ist ein Bereich von ca. 240° freigegeben, der für eine Wärmeeinstrahlung
empfänglich
ist. Eine derartige Ausführung
ist insbesondere bei einer eng begrenzten Kaltluftanströmung vorzusehen.
In einem weiteren modifizierten Ausführungsbeispiel umgreift die Ummantelung
den Rohrabschnitt in einem Umfangsbereich von etwa 240°. Eine derartige
Ausgestaltung bietet eine besonders gute Abschirmung des Rohrabschnitts
gegen umgebende Kälteeffekte.
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In
einem modifizierten Ausführungsbeispiel ist
am äußeren Rand
der Ummantelung eine strömungsleitende
Profilierung vorgesehen, mit der insbesondere ein sauberer Strömungsabriss
erzielt werden kann (Strömungsabrisskante).
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In
einem weiteren modifizierten Ausführungsbeispiel ist die Ummantelung
mittels wenigstens einer Schelle und/oder einem Schraubenelement
an dem Rohrabschnitt und/oder einem umgebenden Bauteil befestigt.
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Mittels
der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Ummantelung, die auch als „Windschott" bezeichnet werden
kann, ist eine zusätzliche
Wärmeisolierung
eines Rohrleitungsabschnitts einer Fluidleitung, insbesondere einer
Kurbelgehäuseentlüftungsleitung
realisierbar. Der solchermaßen
isolierte Rohrleitungs abschnitt ist somit gegen Einfrieren infolge tiefer
Aussentemperaturen und entsprechender Kaltluftanströmung geschützt, wobei
zugleich ein Wärmeeintrag
durch Strahlung auf der der Anströmung abgewandten Seite ermöglicht ist.
Eine aufwändige aktive
Beheizung, beispielsweise durch eine Warmwasserzufuhr in einer zusätzlichen
Schlauchleitung, oder eine gesonderte Elektroheizung an der Fluidleitung
können
ggf. reduziert ausgeführt
werden oder vorzugsweise gänzlich
entfallen.
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Eine
erfindungsgemäße Fluidleitung
ermöglicht
einen Betrieb eines Verbrennungsmotors bei besonders tiefen Aussentemperaturen,
wobei aufwändige
Heizmaßnahmen
vermieden werden und eine Nutzung der Wärmeabstrahlung des Motors zur
Beheizung der Fluidleitung erfolgt.