DE102005032031A1

DE102005032031A1 - Kraftfahrzeugklimaanlagenkomponente

Info

Publication number: DE102005032031A1
Application number: DE200510032031
Authority: DE
Inventors: Stephan Habijanec
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2005-07-08
Filing date: 2005-07-08
Publication date: 2007-01-11
Also published as: WO2007006277A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugklimaanlagenkomponente (10) mit einem Gehäuse (12), an dem zumindest ein Verdampfer (16) und ein Wärmetauscher (18) eines mit Kraftstoff betriebenen Heizgerätes (20) befestigt sind. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Wärmetauscher (18) an dem Gehäuse (12) durch Befestigungsmittel (22-40) befestigt ist, die Mittel (22, 36) zur Kompensation und/oder Tolerierung von temperaturbedingten Änderungen der Abmessungen des Wärmetauschers (18) und/oder des Gehäuses (12) umfassen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugklimaanlagenkomponente mit einem Gehäuse, an dem zumindest ein Verdampfer und ein Wärmetauscher eines mit Kraftstoff betriebenen Heizgerätes befestigt sind.

Derartige in jüngster Zeit bekannt gewordene Kraftfahrzeugklimaanlagenkomponenten sind insbesondere für Nutzfahrzeuge vorgesehen, bei denen sie häufig innerhalb der Fahrerkabine angeordnet werden. Als mit Kraftstoff betriebene Heizgeräte kommen ohne darauf beschränkt zu sein insbesondere Luftheizgeräte zum Einsatz, bei denen ein im Außenumfangsbereich mit Rippen und/oder Lamellen versehenes Flammrohr des Heizgerätes als Wärmetauscher dient.

Ein im Zusammenhang mit den gattungsgemäßen Kraftfahrzeugklimaanlagenkomponenten auftretendes Problem besteht darin, dass temperaturbedingte Änderungen der Abmessungen des Wärmetauschers und/oder des Gehäuses zu Spannungen zwischen dem Wärmetauscher und dem Gehäuse führen können, wodurch im ungünstigsten Fall die Befestigung des Wärmetauschers Schaden nimmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses Problem zu lösen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugklimaanlagenkomponente ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die erfindungsgemäße Kraftfahrzeugklimaanlagenkomponente baut auf dem gattungsgemäßen Stand der Technik dadurch auf, dass der Wärmetauscher an dem Gehäuse durch Befestigungsmittel befestigt ist, die Mittel zur Kompensation und/oder Tolerierung von temperaturbedingten Änderungen der Abmessungen des Wärmetauschers und/oder des Gehäuses umfassen. Unter die Formulierung "Tolerierung von temperaturbedingten Änderungen der Abmessungen des Wärmetauschers und/oder des Gehäuses" sollen dabei Lösungen fallen, bei denen die Befestigung des Wärmetauschers derart ist, dass zumindest ein Freiheitsgrad vorliegt, der eine im Betrieb auftretende Änderung der Abmessungen zulässt, ohne dass Spannungen auf treten. Unter die Formulierung "Kompensation von temperaturbedingten Änderungen der Abmessungen des Wärmetauschers und/oder des Gehäuses" sollen insbesondere Lösungen fallen, bei denen elastische Elemente die entsprechenden Änderungen der Abmessungen kompensieren. Selbstverständlich sind auch Lösungen denkbar, bei denen eine Kombination von Kompensation und Tolerierung vorliegt. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird sichergestellt, dass temperaturbedingte Änderungen der Abmessungen des Wärmetauschers und/oder des Gehäuses nicht zu Spannungen führen, so dass durch Spannungen verursachte Schäden am Wärmetauscher und/oder am Gehäuse sicher vermieden werden können.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugklimaanlagenkomponente ist vorgesehen, dass die Mittel zur Kompensation und/oder Tolerierung von temperaturbedingten Änderungen der Abmessungen des Wärmetauschers und/oder des Gehäuses zumindest ein elastisch verformbares Element umfassen. Das elastisch verformbare Element kann dabei dem Wärmetauscher, dem Gehäuse oder einem mit dem Gehäuse verschraubten Halter zugeordnet sein, wobei das elastisch verformbare Element insbesondere aus Silikon hergestellt sein kann.

Im vorstehend erläuterten Zusammenhang wird es als besonders vorteilhaft erachtet, dass zumindest ein elastisch verformbares Element durch einen O-Ring gebildet ist, insbesondere durch einen O-Ring aus Silikon. Ein derartiger O-Ring kann beispielsweise im Innenumfangsbereich eines kreisrunden Halters vorgesehen sein, der an dem Gehäuse der Komponente befestigt oder einstückig mit diesen ausgebildet ist. In einem derartigen Halter kann in besonders vorteilhafter Weise ein Endabschnitt des Wärmetauschers gehaltert sein. Eine derartige Lagerung des Wärmetauschers in einem Halter mit einem O-Ring erlaubt nicht nur einen Toleranzausgleich zwischen Gehäuse und Wärmetauscher, sondern sie toleriert axiale Längenänderungen und kompensiert radiale Längenänderungen. Darüber hinaus dichtet ein derartiger O-Ring den Halter und den Wärmetauscher hinsichtlich eventueller Klimaluftleckagen ab. Ein weiterer Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass eine Wärmesperre zwischen dem heißen Endabschnitt des Wärmetauschers und dem Halter zur Verfügung gestellt wird, wodurch die Anbindung des Halters an das Gehäuse thermisch entlastet wird.

Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass zumindest ein elastisch verformbares Element zwischen einem mit dem Gehäuse verbundenen Halter und einem axialen Endabschnitt des Wärmetauschers angeordnet ist. Auch in diesem Fall kann der Halter entweder an dem Gehäuse befestigt oder einstückig mit diesem ausgebildet sein. Ein zwischen dem axialen Endabschnitt des Wärmetauschers und dem Halter angeordnetes elastisch verformbares Element ermöglicht insbesondere die Kompensation von axialen Längenänderungen.

Zumindest bei einigen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugklimaanlagenkomponente kann vorgesehen sein, dass der Halter zumindest eine erste Befestigungslasche aufweist, über die er an dem Gehäuse befestig ist. Eine derartige Befestigungslasche verfügt vorzugsweise über eine Bohrung, um den Halter durch eine Schraubverbindung an dem Gehäuse befestigen zu können.

Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass der Wärmetauscher zumindest eine zweite Befestigungslasche aufweist, über die er an dem Gehäuse befestigt ist. Eine derartige zweite Befestigungslasche kann beispielsweise im Bereich des Brenners des Heizgerätes vorgesehen sein und verfügt vorzugsweise ebenfalls über eine Bohrung, um eine Schraubverbindung zu ermöglichen.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugklimaanlagenkomponente ist vorgesehen, dass dem Wärmetauscher und/oder einem diesen halternden Halter zumindest eine mit einem Gehäuseabschnitt zusammenwirkende Dichtfläche zugeordnet ist, um ein unerwünschtes Austreten von Luft zu verhindern. Vorzugsweise weisen sowohl der Wärmetauscher als auch der Halter in unmittelbarer Nähe der Befestigungslaschen umlaufende Dichtflächen für die Aufnahme einer Elastomer- oder Schaumdichtung auf, um das Heizgerät gegenüber dem Gehäuse abzudichten und dadurch ein unerwünschtes Austreten von konditionierter Luft zu vermeiden.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugklimaanlagenkomponente ist vorgesehen, dass das Gehäuse abschnittsweise durch einen Deckel gebildet ist. Ein derartiger Deckel ist vorzugsweise nicht dazu vorgesehen, dass Gewicht des Heizgerätes zu tragen, sondern er erfüllt vorzugsweise lediglich die Funktion der Luftführung. Er kann ebenso wie seine Schnittstelle zum tragenden Gehäuse einfach und kostenoptimiert gestaltet werden.

In diesem Zusammenhang kann in vorteilhafter Weise weiterhin vorgesehen sein, dass der Deckel zumindest abschnittsweise benachbart zu dem Wärmetauscher angeordnet ist. Auf diese Weise wird der Zugang zum Wärmetauscher und gegebenenfalls zu anderen Komponenten des Heizgerätes beispielsweise zu Wartungszwecken erleichtert.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist im vorstehend erläuterten Zusammenhang weiterhin vorgesehen, dass der Deckel abnehmbar ist. Ein abnehmbarer Deckel erleichtert nicht nur die Montage des Heizgerätes, insbesondere im Nachrüstfall, sondern er bietet auch die Möglichkeit, für Komponenten mit und ohne Heizgerät unterschiedliche Deckel vorzusehen, um die Luftführung jeweils zu optimieren.

Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugklimaanlagenkomponente sind in vorteilhafter Weise dadurch weitergebildet, dass das Gehäuse zumindest abschnittsweise ein Kunststoffgehäuse ist, das in zumindest einem zur Befestigung des Wärmeauschers vorgesehen Bereich einen Metalleinsatz aufweist. Als Metaleinsätze kommen insbesondere Inserts oder Einnietmuttern in Betracht, um einen harten Schraubfall sicherzustellen und ein Setzen von Schrauben in das Kunststoffgehäuse zu vermeiden.

Insbesondere die bevorzugte Verwendung von Befestigungslaschen am Wärmetauscher und am Halter des Heizgerätes gewährleistet eine direkte Verschraubung des Heizgerätes mit dem tragenden Bereich des Gehäuses, wodurch ein direkter Kraftfluss von der Anbindung des Gehäuses im Fahrzeug zur Anbindung des Heizgerätes gegeben ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugklimaanlagenkomponente wird nachfolgend anhand der zugehörigen Zeichnungen beispielhaft erläutert.

Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugklimaanlagenkomponente mit abgenommenen Deckel;
2 eine zweite perspektivische Ansicht der Kraftfahrzeugklimaanlagenkomponente von 1 mit aufgesetztem Deckel in teilweise geschnittener Darstellung; und
3 eine dritte perspektivische Ansicht der Kraftfahrzeugklimaanlagenkomponente von 1 mit aufgesetztem Deckel in teilweise geschnittener Darstellung.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Komponenten, die zur Vermeidung von Wiederholungen zumindest teilweise nur einmal erläutert werden.
Die in den Figuren dargestellte Kraftfahrzeugklimaanlagenkomponente 10 umfasst ein Gehäuse 12, das durch einen abnehmbaren Gehäusedeckel 14 komplettiert wird. Das Gehäuse 12 verfügt über einen Luftauslass 44, aus dem im Betrieb konditionierte Luft austritt, die durch dem Luftauslass 44 nachgeschaltete, nicht dargestellt Luftverteilungseinrich tungen in der Fahrzeugkabine verteilt wird. In dem Gehäuse 12 ist ein in 2 gestrichelt angedeuteter Verdampfer 16 befestigt, der Bestandteil eines Kältekreises ist. Gegebenenfalls können in dem Gehäuse 12 weitere Komponenten wie beispielsweise Gebläse und/oder Luftführungselemente beziehungsweise -klappen angeordnet sein, die nicht dargestellt sind. An dem Gehäuse 12 ist ein mit Kraftstoff betriebenes Heizgerät 20 befestigt, bei dem es sich um ein Luftheizgerät handelt. Benachbart zu einem Brenner 34 ist ein Wärmetauscher 18 vorgesehen, der durch ein mit Lamellen beziehungsweise Rippen versehenes Flammrohr gebildet ist. Das Heizgerät 20 verfügt über eine Abgasschnittstelle 46, einen Kraftstoffleitungsanschluss 48 und einen Brennluftleitungsanschluss 50. Da die Kraftfahrzeugklimaanlagenkomponente 10 vorzugsweise innerhalb der Fahrerkabine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, angeordnet wird, werden die Abgasschnittstelle 46, der Kraftstoffleitungsanschluss 48 und der Brennluftleitungsanschluss 50 vorzugsweise mit Leitungen verbunden, die unter Abdichtung aus der Kabine herausgeführt werden.
Die erfindungsgemäße Befestigung des Wärmetauschers 18 an dem Gehäuse 12 ermöglicht eine Kompensation beziehungsweise Tolerierung von temperaturbedingten Änderungen der Abmessungen des Wärmetauschers 18 und/oder des Gehäuses 12. zu diesem Zweck ist ein Halter 22 vorgesehen, der eine erste Befestigungslasche 24 sowie weitere Befestigungslaschen 26, 28 umfasst. Die Befestigungslaschen 24, 26, 28 weisen jeweils eine Bohrung auf, durch die sich Schrauben 40 erstrecken, mit denen der Halter 22 an dem Gehäuse 12 befestigt ist. Um einen harten Schraubfall sicherzustellen, greifen die Schrauben 40 in Metaleinsätze 38 ein, die an entsprechenden Stellen des zumindest überwiegend aus Kunststoff hergestellten Gehäuses 12 vorgesehen sind. Bei den Metaleinsätzen 38 kann es sich insbesondere um Inserts oder um Einnietmuttern handeln. Auf diese Weise wird ein Setzen der Schrauben 40 in Kunststoffgehäuse 12 vermieden. Im Innenumfangsbereich des einen kreisrunden Ausschnitt aufweisenden Halters 22 ist ein elastisch verformbares Element 36 in Form eines O-Rings angeordnet, der insbesondere aus Silikon hergestellt sein kann (siehe teilweise geschnittene Darstellung von 2). In dem Halter 22 ist ein axialer Endabschnitt 42 des Wärmetauschers 18 gehaltert. Im Bereich zwischen dem Brenner 34 und dem Wärmetauscher 18 des Heizgerätes 20 ist eine zweite Befestigungslasche 30, eine weitere Befestigungslasche 32 und eine in den Figuren nicht zu erkennende Befestigungslasche vorgesehen. Auch diese Befestigungslaschen 30, 32 weisen Bohrungen auf, durch die sich Schrauben 40 erstrecken, die in in dem Gehäuse 12 vorgesehene Metaleinsätze eingreifen, um auch an diesen Befestigungsstellen einen harten Schraubfall sicherzustellen. Durch die erfindungsgemäße Befestigungsvariante kann der axiale Endabschnitt 42 des Wärmetauschers 18 in dem Halter 22 unter Abdichtung durch den O-Ring 36 gleiten, so dass axiale Längenänderungen des Gehäuses 12 und/oder des Wärmetauschers 18 toleriert werden. Radiale Ausdehnungen des axialen Endabschnitts 42 des Wärmetauschers 18 werden durch die elastische Verformung des O-Rings 36 kompensiert. Auf diese Weise werden Spannungen zwischen dem Heizgerät 20 und dem Gehäuse 12 sicher vermieden.
Um einen ordnungsgemäßen Betrieb der Kraftfahrzeugklimaanlagenkomponente 10 zu ermöglichen ist es wichtig, dass konditionierte Luft ausschließlich durch den Luftauslass 44 ausströmt. Es ist daher erforderlich, den Wärmetauscher 18 geeignet gegenüber dem Gehäuse abzudichten. Zu diesem Zweck weist der Wärmetauscher 18 benachbart zum Brenner 34 eine erste, im dargestellten Fall umlaufende Dichtfläche 52 auf, die zur Aufnahme einer Elastomer- oder Schaumdichtung vorgesehen ist, die mit dem Gehäuse 12 beziehungsweise dem Gehäusedeckel 14 zusammenwirkt. Eine entsprechende zweite Dichtfläche 54 ist am Außenumfangsbereich des Halters 22 vorgesehen.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

10: Kraftfahrzeugklimaanlagenkomponente
12: Gehäuse
14: Gehäusedeckel
16: Verdampfer
18: Wärmetauscher
20: Heizgerät
22: Halter
24: erste Befestigungslasche
26: weitere Befestigungslasche
28: weitere Befestigungslasche
30: zweite Befestigungslasche
32: weitere Befestigungslasche
34: Brenner
36: elastisch verformbares Element/O-Ring
38: Metalleinsätze
40: Schrauben
42: axialer Endabschnitt des Wärmetauschers
44: Luftauslass
46: Abgasschnittstelle
48: Kraftstoffleitungsanschluss
50: Brennluftleitungsanschluss
52: erste Dichtfläche
54: zweite Dichtfläche

Claims

Kraftfahrzeugklimaanlagenkomponente (10) mit einem Gehäuse (12), an dem zumindest ein Verdampfer (16) und ein Wärmetauscher (18) eines mit Kraftstoff betriebenen Heizgerätes (20) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (18) an dem Gehäuse (12) durch Befestigungsmittel (22–40) befestigt ist, die Mittel (22, 36) zur Kompensation und/oder Tolerierung von temperaturbedingten Änderungen der Abmessungen des Wärmetauschers (18) und/oder des Gehäuses (12) umfassen.
Kraftfahrzeugklimaanlagenkomponente (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (22, 36) zur Kompensation und/oder Tolerierung von temperaturbedingten Änderungen der Abmessungen des Wärmetauschers (18) und/oder des Gehäuses (12) zumindest ein elastisch verformbares Element (36) umfassen.
Kraftfahrzeugklimaanlagenkomponente (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein elastisch verformbares Element (36) durch einen O-Ring gebildet ist, insbesondere durch einen O-Ring aus Silikon.
Kraftfahrzeugklimaanlagenkomponente (10) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein elastisch verformbares Element (36) zwischen einem mit dem Gehäuse (12) verbundenen Halter (22) und einem axialen Endabschnitt (42) des Wärmetauschers (18) angeordnet ist.
Kraftfahrzeugklimaanlagenkomponente (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (22) zumindest eine erste Befestigungslasche (24) aufweist, über die er an dem Gehäuse (12) befestig ist.
Kraftfahrzeugklimaanlagenkomponente (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (18) zumindest eine zweite Befestigungslasche (30) aufweist, über die er an dem Gehäuse (12) befestigt ist.
Kraftfahrzeugklimaanlagenkomponente (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Wärmetauscher (18) und/oder einem diesen halternden Halter (22) zumindest eine mit einem Gehäuseabschnitt zusammenwirkende Dichtfläche (52, 54) zugeordnet ist, um ein unerwünschtes Austreten von Luft zu verhindern.
Kraftfahrzeugklimaanlagenkomponente (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) abschnittsweise durch einen Deckel (14) gebildet ist.
Kraftfahrzeugklimaanlagenkomponente (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (14) zumindest abschnittsweise benachbart zu dem Wärmetauscher (18) angeordnet ist.
Kraftfahrzeugklimaanlagenkomponente (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (14) abnehmbar ist.
Kraftfahrzeugklimaanlagenkomponente (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) zumindest abschnittsweise ein Kunststoffgehäuse ist, das in zumindest einem zur Befestigung des Wärmeauschers vorgesehen Bereich einen Metalleinsatz (38) aufweist.