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Die
Erfindung betrifft eine Trocknerflasche für den Kondensator
eines Kühlsystems eines Kraftfahrzeugs sowie ein Kraftfahrzeug
mit einer solchen Trocknerflasche nach den Oberbegriffen der unabhängigen
Patentansprüche.
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Es
ist allgemein bekannt, dass Kältemittel, die in Kühlsystemen
von Fahrzeugen zirkulieren, durch so genannte Trocknerflaschen geleitet
werden. Diese Trocknerflaschen dienen zum Reinigen und Trocknen
des Kältemittels, insbesondere zum Ausscheiden von Feuchtigkeit.
Die Trocknerflaschen weisen üblicherweise einen Druckbehälter
mit einem ersten Anschluss für die Zufuhr und einen zweiten Anschluss
für die Abfuhr des Kältemittels auf.
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Kühlsysteme
sind üblicherweise im Frontbereich, also im vorderen Motorraum
von Fahrzeugen, angeordnet. Die Einbauverhältnisse für
den Einbau der Kühlsysteme sind sehr unterschiedlich. Üblicherweise
unterliegen die Einbauverhältnisse Beschränkungen
in der Breite bzw. in der Höhe des Bauraums. Zudem können
die Belüftungsverhältnisse für das Kühlsystem
unterschiedlich ausgebildet sein, wobei beispielsweise zusätzlich
ein Ladeluftkühler in Luftströmungsrichtung vor
dem Kondensator angeordnet sein kann. Hinzu kommen Einschränkungen
durch unterschiedliche Bauteile der Fahrzeugkarosserie, beispielsweise
durch Querträger. Da der Kondensator und damit auch die
Trocknerflasche aus Gründen der Kühlungsoptimierung üblicherweise
im Frontbereich des Kraftfahrzeugs, der auch als frontale Deformationszone
ausgelegt ist, angeordnet sind, beeinflussen sie auch das Verhalten
des Fahrzeugs bei einem Crash. Insbesondere eine über den
Frontbereich des Kondensators in Fahrtrichtung ragende Trocknerflasche
führt bei einem Crash zu frühzeitigem Kontakt
zwischen Druckbehälter und Crashobjekt. Andererseits ist
ein bestimmtes minimales Volumen des Druckbehälters für
die Kühlungsfunktion erwünscht, so dass eine Verringerung
des Querschnittsdurchmessers des kreisförmigen Druckbehälters
nicht ziel führend ist.
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In
der Offenlegungsschrift
DE 10 2004 054 440 A1 ist ein Kondensator
für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges vorgeschlagen
mit einem von einem Kältemittel durchströmbaren
Rippenrohrblock sowie einem als Trocknerflasche ausgebildeten Sammler,
der im Wesentlichen oberhalb des Rippenrohrblocks angeordnet ist.
Die Trocknerflasche weist dabei einen kreisförmigen Querschnitt
auf. Nachteilig ist, dass der zur Verfügung stehende Bauraum
für den Einbau eines Kondensators damit stark eingeschränkt
ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Trocknerflasche
eines Kondensators sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Kondensator
vorzuschlagen, wobei ein flexibler und möglichst Platz
sparender Einbau in den vorhandenen Bauraum im vorderen Motorraum
von Fahrzeugen ermöglicht wird.
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Die
erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe
besteht in den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche,
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.
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Eine
erfindungsgemäße Trocknerflasche für den
Kondensator eines Kühlsystems eines Kraftfahrzeugs geht
aus von einem rohrförmigen Druckbehälter, wobei
der Druckbehälter einen ersten Anschluss für die
Zufuhr und einen zweiten Anschluss für die Abfuhr eines
Kältemittels aufweist. Erfindungsgemäß weist
der Druckbehälter mindestens in einem Bereich B der Länge
LB mit LB > 0,6 L eine gegenüber
einem kreisförmigen Querschnitt abgeflachte Form mit einem
ersten Querschnittsdurchmesser D1 und einem zweiten Querschnittsdurchmesser
D2 auf, wobei D1 ≥ 1,5·D2 gilt. Die erfindungsgemäße
Trocknerflasche eignet sich und ist bestimmt für einen
optimierten Einbau in den Bauraum des Frontbereiches eines Kraftfahrzeugs.
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Bevorzugt
weist der Druckbehälter im Bereich B einen ovalen oder
rechteckigen Querschnitt auf. Der Querschnitt kann auch polygonal
ausgebildet sein. Denkbar wäre auch die Ausbildung des Querschnitts
in dem Bereich B in einer Freiform.
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Bevorzugt
kann der Druckbehälter in einem Bereich von mehr als 80%
seiner Länge eine Abflachung aufweisen. Je nach vorhandenem
Bauraum kann auch vorgesehen sein, dass der Druckbehälter über
seine gesamte Länge abgeflacht ist. Die Abflachung ist
bevorzugt so ausgebildet, dass eine Druckstabilität der
Trocknerflasche bewahrt wird.
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In
einer besonders bevorzugten Variante kann zum Stabilisieren der
abgeflachten Form des Druckbehälters wenigstens ein Stabilisationselement vorgesehen
sein, wodurch die Druckstabilität der Trocknerflasche günstig
beeinflusst werden kann. Das Stabilisationselement kann bevorzugt
aus wenigstens einer in dem Druckbehälter angeordneten Trennwand
gebildet sein. Günstigerweise ist eine gelochte Trennwand
vorgesehen, die über eine gesamte Höhe im Inneren
der Trocknerflasche als Einzelteil angeordnet, beispielsweise eingelötet,
ist.
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In
einer Variante können auch mehrere einzelne Trennwände
vorgesehen sein, die über die gesamte Höhe im
Inneren der Trocknerflasche angeordnet sind. Zwischen den Trennwänden sind
bei dieser Ausgestaltung günstigerweise Ausnehmungen gebildet,
welche durch das Kältemittel durchströmt werden.
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In
einer weiteren Variante kann auch vorgesehen sein, dass das Stabilisationselement
außerhalb des Druckbehälters der Trocknerflasche
angeordnet ist, um die Druckstabilität zu erhalten. Beispielsweise
kann ein Stabilisationselement die Druckflasche zumindest partiell
an definierten Stellen umgreifen. Günstigerweise kann mit
der vorgeschlagenen Lösung ein den vorhandenen Bauraum
besser ausnutzender Einbau der Trocknerflasche erzielt werden, ohne
dass dies zu Lasten der Druckstabilität geht.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug mit einem Frontbereich mit
einer Deformationszone mit zumindest einem Bauteil und mit einem
Kältesystem, welches zumindest einen Kondensator mit einer
Trocknerflasche mit einem rohrförmigen Druckbehälter
aufweist, weiterentwickelt. Der Druckbehälter weist eine
Länge L und einen ersten Anschluss für die Zufuhr
und einen zweiten Anschluss für die Abfuhr eines Kältemittels auf,
wobei zumindest die Trocknerflasche und Kondensator seitlich versetzt
zu einander in Fahrtrichtung in einem Bereich vor dem Bauteil verbaut
sind. Das Kraftfahrzeug zeichnet sich dadurch aus, dass der Druckbehälter
gegenüber einem kreisförmigen Querschnitt mindestens
in einem Bereich B der Länge LB mit
LB > 0,6
L eine abgeflachte Form mit einem ersten Querschnittsdurchmesser
D1 und einem zweiten Querschnittsdurchmesser D2 und D1 ≥ 1,5·D2, aufweist
und mit seinem Querschnittsdurchmesser D2 in Fahrtrichtung angeordnet
ist, wobei D2 so gewählt ist, dass der Druckbehälter
im Bereich B höchstens um eine vorgegebene Länge über
den Bereich des Kondensators in Fahrtrichtung und/oder entgegen
Fahrtrichtung ragt.
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Das
Bauteil kann als Querträger ausgebildet und der Bereich
B dem Bauteil zugeordnet sein. Bevorzugt kann ein Deformationsweg
im Frontbereich vorgesehen sein, der gegenüber einem Deformationsweg
bei einem analogen Druckbehälter ohne den Bereich B vergrößert
ist.
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Mit
der vorgeschlagenen Ausgestaltung der Trocknerflasche kann auch
erzielt werden, dass diese auch bei einem hohem Volumen des Druckbehälters
nicht über ein Kondensatornetz des Kondensators übersteht.
Ferner kann ein Hineinragen der Trocknerflasche in den Frontbereich
des Kraftfahrzeugs entgegen der Fahrtrichtung verhindert werden. Die
Trocknerflasche verringert damit, im Unterschied zum Stand der Technik,
den Deformationsweg des Fahrzeugs nicht.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben,
aus denen sich auch unabhängig von der Zusammenfassung
in den Patentansprüchen weitere Merkmale, Einzelheiten und
Vorteile der Erfindung ergeben.
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Es zeigen in schematischer Darstellung:
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1a schematisch
eine bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen
Trocknerflasche für den Kondensator eines Kühlsystems
eines Fahrzeugs in eingebautem Zustand (1a) sowie Schnittdarstellung
der Trocknerflasche (1b);
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2a, 2b eine
besonders bevorzugte Ausführungsform einer Trocknerflasche
mit einem Stabilisationselement in einer Schnittdarstellung entlang
einer Breitseite (2a) und entlang einer Schmalseite
(2b) der Trocknerflasche; und
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3a, 3b eine
Variante zu der Trocknerflasche gem. 2 in
einer Schnittdarstellung entlang der Schmalseite (3a)
und entlang der Breitseite (3b) der
Trocknerflasche.
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Gleiche
Elemente werden in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt schematisch ein Kühlsystem
eines Fahrzeugs mit einem Kondensator 10 sowie einer Trocknerflasche 11 mit
einem Druckbehälter 12. Der Kondensator 10 ist
im vorderen Motorraum des Fahrzeugs befestigt, dessen einzelnen
Bauteile nicht näher beschrieben sind. Der Kondensator 10 wird von
Umgebungsluft bzw. vom Fahrtwind durchströmt, wobei eine
Fahrtrichtung mit einem Pfeil 16 dargestellt ist. Der Kondensator 10 hat
die Form einer flachen Platte und umfasst ein Kondensatornetz mit
wenigstens einem seitlich und senkrecht angeordneten Sammelrohr 15 für
ein das Rohrsystem durchlaufendes Kältemittel. Das Kältemittel
tritt über eine nicht näher dargestellte Kältemitteleintrittsleitung
in das Sammelrohr 15 ein und durchströmt das Kondensatornetz
des Kondensators 10. Bei dem Abkühlungsprozess
verflüssigt sich das Kältemittel und wird in diesem
Zustand in eine seitlich des Kondensators 10 angeordnete
Trocknerflasche 11 mit einem Druckbehälter 12 geführt.
Die Trocknerflasche 11 dient sowohl als Füllmengenreservoir
als auch als Dampfabscheider. In der Trocknerflasche 11 wird
das verflüssigte Kältemittel getrocknet, wobei
Gasblasen aus dem Kältemittel abgeschieden werden. Über
eine Kältemittelaustrittsleitung tritt das Kältemittel
wieder aus und wird über einen nicht dargestellten Kältemittelkreislauf
wieder in das Kondensatornetz zurückgeführt.
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Ein
vorhandener Bauraum im Fahrzeug gibt die Abmessungen des Kondensators 10 vor.
Um den vorhandenen Bauraum Platz sparend auszunutzen, ist die Trocknerflasche 11 vorzugsweise
so ausgebildet, dass sie wenigstens auf einer der Fahrtrichtung 16 zugewandten Seite
bündig mit dem Kondensator 10 abschließt
und nicht nach vorne oder hinten absteht. Um dies zu erreichen,
weist der Druckbehälter 12 der Trocknerflasche 11 zumindest
in einem Bereich B von mehr als 60% seiner Länge LB eine Abflachung auf. Dadurch erhält
die Trocknerflasche 11 einen abgeflachten Querschnitt.
Zum Vergleich zeigt der Kreis die Verhältnisse bei einer
kreisförmigen Druckflasche, die nach vorne und hinten über
den Bereich des Kondensators hinausragt und damit den Deformationsweg
des Fahrzeugs verringern würde.
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In 1b ist
eine Schnittdarstellung der Trocknerflasche 11 gezeigt,
wobei der Druckbehälter 12 mindestens in einem
Bereich B der Länge LB mit LB > 0,6
L gegenüber einem kreisförmigen Querschnitt eine
abgeflachte Form mit einem ersten Querschnittsdurchmesser D1 und
einem zweiten Querschnittsdurchmesser D2 aufweist, wobei D1 ≥ 1,5·D2 gilt.
Es sind jedoch auch andere Dimensionen denkbar, die jeweils von
dem vorhandenen Bauraum abhängig gemacht werden, gleichzeitig
jedoch auch keinerlei Beeinträchtigung der Druckstabilität
mit sich bringen soll.
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Zum
Stabilisieren der abgeflachten Form des Druckbehälters 12 ist
ein Stabilisationselement 17 vorgesehen, das in einer schematischen
Darstellung in den 2 und 3 gezeigt ist. Dabei zeigen die 2a und 3b eine
Schnittdarstellung entlang einer Breitseite eines Druckbehälters 12 einer
Trocknerflasche 11, und die 2b und 3a eine Schnittdarstellung
einer variablen Ausgestaltung eines Druckbehälters 12 entlang
einer Längsseite.
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Das
Stabilisationselement 17 ist jeweils als Trennwand ausgebildet,
das im Inneren des Druckbehälters 12 über
eine gesamte Höhe H der Trockenflasche 11 als
Einzelteil eingelötet ist. Über einen ersten Anschluss 13 wird
verflüssigtes Kältemittel zugeführt,
in der Trockenflasche 11 wie oben beschrieben getrocknet
und anschließend wieder über einen zweiten Anschluss 14 abgeführt.
Beidseitig des als Trennwand ausgebildeten und in etwa mittig angeordneten
Stabilisationselements 17 ist Platz für ein Trockenmittel
vorhanden. Damit das Kältemittel das Stabilisationselement 17 umströmen
kann, sind Ausnehmungen 18 vorgesehen. Dadurch ist der
Trockenvorgang besonders effizient durchführbar.
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In
einer variablen Ausgestaltung gemäß 3a, 3b entstehen
dadurch Ausnehmungen 18, dass das als Trennwand ausgebildete
Stabilisationselement 17 in mehreren Teilelementen 19 über eine
gesamte Höhe H der Trocknerflasche 11 eingelötet
sind. Eine Wirkungsweise des Stabilisationselements 17 ist
bei dieser variablen Ausgestaltung vergleichbar mit der in 2 beschriebenen Ausgestaltung.
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- 10
- Kondensator
- 11
- Trockenflasche
- 12
- Druckbehälter
- 13
- Anschluss
- 14
- Anschluss
- 15
- Sammelrohr
- 16
- Fahrtrichtung
- 17
- Stabilisationselement
- 18
- Ausnehmung
- 19
- Teilelemente
- B
- Bereich
- D1
- erster
Querschnittsdurchmesser
- D2
- zweiter
Querschnittsdurchmesser
- H
- Höhe
- LB
- Länge
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004054440
A1 [0004]