DE19734496C1 - Kraftstoffkühler - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kraftstoffkühler für den vom Kraftstofftank zum Motor einer Brennkraftmaschine und/oder vom Motor zum Kraftstofftank strömenden Kraftstoff eines Kraftfahrzeugs der im Oberbegriff des Anspruchs 1 an­ gegebenen Gattung.

Zur Kühlung des Kraftstoffverteilersystems einer Brenn­ kraftmaschine wird von der aus dem Kraftstofftank fördern­ den Kraftstoffpumpe eine größere Menge Kraftstoff zum Kraftstoffverteilersystem gefördert als maximal von der Brennkraftmaschine verbraucht wird. Der überschüssige Kraftstoff wird in den Kraftstofftank zurückgeführt und leitet dabei auch die am Kraftstoffverteilersystem aufge­ nommene Wärme ab, so daß dieses gekühlt wird. Dabei wird aber auch die Temperatur des im Kraftstoffvorratstank ent­ haltenen Kraftstoffs erhöht, was insbesondere bei geringen Kraftstoffüllständen zu größeren Temperaturerhöhungen führt.

Erhöhte Kraftstofftemperaturen im Kraftstofftank können wiederum die Pumpleistung der Kraftstoffvorförderpumpe ne­ gativ beeinflussen, so daß dem Kraftstoffverteilersystem nicht mehr ausreichend Kraftstoff zugeführt wird.

Aus der DE-OS 34 40 060 ist ein Kraftstoffkühler der ein­ gangs genannten Art bekannt, der ein etwa zylindrisches Ge­ häuse aufweist, das axial von einem Kühlmittel durchströmt wird. Im Inneren des Gehäuses ist ein wendelförmiger Schlauch angeordnet, durch den der zu kühlende Kraftstoff geführt wird, wobei das Kühlmittel den Schlauch umströmt und auf diese Weise die Wärme des Kraftstoffs aufnimmt und ableitet. Dieser bekannte Kraftstoffkühler besteht aus einer Vielzahl von Bauteilen und ist somit aufwendig und teuer. Darüber hinaus muß noch dafür gesorgt werden, daß die vom Kühlmittel aufgenommene Wärme wieder abgeführt wird.

In der nicht vorveröffentlichten DE 196 19 127 A1 ist eine Kühlvorrichtung für eine flüssigkeitsführende Leitung in einem Kraftfahrzeug beschrieben. Diese Kühlvorrichtung besteht aus einem geschlossenen Gehäuse, durch das die die Flüssigkeit führende Leitung hindurchgeführt ist. Das Gehäuse ist mit einer Wärmeleitpaste befüllt, die einen Wärmeübergang von der Leitung auf das wärmeleitende Gehäuse ermöglicht. Das Gehäuse ist mit seiner Unterseite über einen wärmeleitenden Kleber oder eine andere geeignete Maßnahme an einem metallischen Bauteil der Fahrzeug­ karosserie angeordnet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoffkühler der eingangs genannten Art zu schaffen, der einfach aufgebaut ist und einen guten Wärmeentzug des Kraftstoffs gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Kraftstoff­ kühler mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Damit wird ein einfacher Aufbau des Kraftstoffkühlers er­ reicht, der über den wärmeleitenden Kontakt seine Erwärmung an das Karosserieteil abgibt. Das Karosserieteil wiederum bildet eine große vom Fahrtwind umströmte Wärmeüber­ tragungsfläche, so daß immer ein hohes Maß an Wärmeentzug für den Kraftstoff sichergestellt ist. Zusätzliche Ein­ richtungen, um die Wärme der Wärmeabgabefläche zu entzie­ hen, sind nicht erforderlich.

Das Gehäuse kann mit der Innenseite des Karosserieteils in wärmeleitendem Kontakt stehen. Steht das Gehäuse mit der Außenseite des Karosserieteils in wärmeleitendem Kontakt, so erfolgt die Wärmeableitung nicht nur über das Ka­ rosserieteil, sondern darüber hinaus auch durch den das Ge­ häuse selbst umströmenden Fahrtwind.

Vorzugsweise steht das Gehäuse im inneren Radkastenbereich mit dem Karosserieteil des Kraftfahrzeugs in wärmeleitendem Kontakt. Dies hat den Vorteil, daß zwar eine Wärmeableitung über das Karosserieteil und auch durch den Fahrtwind er­ folgt, wobei aber das Gehäuse nicht das Design des Kraft­ fahrzeugs negativ beeinflußt. Weiterhin befindet es sich an einem gegen Beschädigungen geschützten Ort.

Eine besonders große Wärmeabgabefläche wird erreicht, wenn das Gehäuse mit der Unterschale des Kraftfahrzeugs in wär­ meleitendem Kontakt steht. Das Gehäuse kann entweder über eine gut wärmeleitende Zwischenschicht oder aber auch un­ mittelbar auf dem Karosserieteil in Auflage sein.

Ein einfacher und sicherer wärmeleitender Kontakt zum Ka­ rosserieteil wird dadurch erreicht, daß das Gehäuse an dem Karosserieteil befestigt ist, wobei vorzugsweise das Ge­ häuse durch eine Schraubbefestigung an dem Karosserieteil angeordnet ist, die eine exakt definierbare Auflagekraft des Gehäuses am Karosserieteil ermöglicht.

Um ein Verspannen des Gehäuses und damit einen gut wärme­ leitenden Kontakt zum Karosserieteil sicherzustellen, kann das Gehäuse an seiner am Karosserieteil anliegenden Aufla­ gefläche im Bereich der Befestigungsstellen vom Ka­ rosserieteil beabstandet ausgebildet sein, wozu in ein­ facher Ausbildung das Gehäuse im Bereich der Befestigungs­ stellen sphärisch gewölbt ist, wobei die Wölbung beim Anspannen der Schraube überdrückt wird.

Um bei Wärmebelastung Dehnungsunterschiede zwischen den Kraftstoffzuführ- und -abführleitungen und dem den Kraft­ stoffkühler tragenden Karosserieteil zu kompensieren und damit Spannungen an den Verbindungsstellen der Kraftstoff­ zuführ- und -abführleitungen mit dem Gehäuse des Kraft­ stoffkühlers zu vermeiden, kann die zum Kraftstoffeinlaß führende Kraftstoffzuführleitung und/oder die vom Kraft­ stoffauslaß wegführende Kraftstoffabführleitung im gehäuse­ nahen Bereich ein Längenausdehnungselement aufweisen.

In einfacher Ausbildung ist dabei das Längenausdehnungsele­ ment ein von der geraden Erstreckung abweichender Bereich der Kraftstoffzuführleitung und/oder der Kraftstoffabführ­ leitung, wobei der von der geraden Erstreckung abweichende Bereich etwa S-förmig ausgebildet ist.

Eine andere Kompensationsmöglichkeit besteht darin, daß die Befestigung des Gehäuses und/oder der Kraftstoffzuführ­ leitung und/oder der Kraftstoffabführleitung an dem Ka­ rosserieteil biegeweich ausgebildet ist oder daß das Ka­ rosserieteil im Bereich der Befestigung des Gehäuses biege­ weich ausgebildet ist.

Weist das Gehäuse eine oder mehrere Strömungsumlenkungen vom Kraftstoffeinlaß zum Kraftstoffauslaß auf, so wird ein großer Strömungsweg im Behälter erreicht und somit die Wär­ meabgabemöglichkeit erhöht. Dies wird ein einfacher Weise dadurch erreicht, daß die Strömungsumlenkungen durch Quer­ schnittsreduzierungen des Gehäusequerschnitts gebildet sind, wobei die Querschnittsreduzierungen das Gehäuse vollständig durchragen können. Gleichzeitig können im Be­ reich der Querschnittsreduzierungen die Befestigungsstellen zur Befestigung des Gehäuses am Karosserieteil ausgebildet sein.

Ein einfacher und leicht herstellbarer Aufbau besteht darin, daß das Gehäuse aus einer weitgehend flächig auf dem Karosserieteil aufliegenden Unterschale und einer Deckel­ schale besteht, die in ihrem Randbereich dicht miteinander verbunden sind. Dabei sind vorzugsweise die Unterschale und/oder Deckelschale Stanz- oder Stanz-Prägeteile aus Blech. Zum sicheren, dichten Verbinden der Gehäuseteile können Unterschale und Deckelschale in ihrem Randbereich miteinander verlötet oder verschweißt sein.

Desgleichen besteht eine sichere und dichte Verbindung der Kraftstoffzuführleitung und der Kraftstoffabführleitung mit dem Gehäuse darin, daß Unterschale und/oder Deckelschale den Kraftstoffeinlaß und/oder den Kraftstoffauslaß bildende Anschlußstutzen aufweisen, in die die Kraftstoffzuführ­ leitung und/oder die Kraftstoffabführleitung eingelötet oder eingeschweißt sind. Der beschriebene Kraftstoffkühler besitzt weiterhin den Vorteil, daß er mit der Kraftstoffzu­ führleitung und der Kraftstoffabführleitung vorab komplett hergestellt sein kann und dann als Baugruppe dem Montage­ band des Kraftfahrzeugs zugeführt wird. Außerdem kann der Kraftstoffkühler ohne Veränderung des eigentlichen Kraft­ stoffsystems auf einfache Weise nachgerüstet werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Längsschnitts durch eine Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Kraftstoff­ kühler,

Fig. 2 eine Draufsicht eines Kraftstoffkühlers,

Fig. 3 einen Querschnitt des Kraftstoffkühlers nach Fig. 2.

Der in Fig. 2 dargestellte Längsschnitt einer Kraftfahr­ zeugkarosserie zeigt eine Silhouette 1 des Kraftfahrzeugs, dessen Frontbereich einen Motorraum aufweist, in dem ein Verbrennungsmotor 2 angeordnet ist. Dem Verbrennungsmotor 2 ist eine Kraftstoffdruckpumpe 3 zugeordnet, zu der eine Kraftstoffvorlaufleitung 4 hinführt und von der eine Kraft­ stoffrücklaufleitung 5 ausgeht. Die Kraftstoffvorlauf­ leitung 4 geht von einer Vorförderpumpe 6 aus, die in einem Kraftstofftank 7 im hinteren Bereich des Kraftfahrzeugs angeordnet ist und von der Kraftstoff aus dem Kraft­ stofftank 7 der Kraftstoffdruckpumpe 3 zur Versorgung des Verbrennungsmotors 2 zugeführt wird.

Die Kraftstoffrücklaufleitung 5 führt zu einem Kraftstoff­ einlaß 8 eines Kraftstoffkühlers 9, der im inneren Bereich eines Radkastens 10 an der Unterschale 11 des Kraftfahr­ zeugs mit seinem Gehäuse 12 in wärmeleitendem Kontakt an­ liegend angeordnet ist. Dabei bildet die Kraftstoffrück­ laufleitung 5 eine Kraftstoffzuführleitung des Kraftstoff­ kühlers 9. Von einem Kraftstoffauslaß des Kraftstoffkühlers 9 geht eine Kraftstoffabführleitung 14 aus und führt zur Vorförderpumpe 6 im Kraftstofftank 7. Das Gehäuse 12 des in den Fig. 2 und 3 dargestellten Kraftstoffkühlers 9 besteht aus einer Unterschale 15 und einer Deckelschale 16, die Stanz-Prägeteile aus Blech sind und an ihrem aufein­ anderliegenden Wandbereich 17 dicht miteinander verlötet sind.

Die Unterschale 15 besitzt dabei eine Kontur ihrer Ober­ fläche, die der Kontur der Oberfläche der Unterschale 11 des Kraftfahrzeugs im Anlagebereich der Unterschale 15 des Gehäuses 12 entspricht, so daß ein gut wärmeleitender Kon­ takt zwischen diesen beiden Teilen besteht. Die Deckel­ schale 16 ist etwa wannenartig ausgebildet und besitzt an ihrer einen Seitenwand in das Blech der Seitenwand einge­ formt parallel nebeneinander zwei Anschlußstutzen 18. Je­ weils an einem der Anschlußstutzen 18 ist ein Ende der einen Kraftstoffeinlaß bildenden Kraftstoffrücklaufleitung 5 und der Kraftstoffabführleitung 14 eingesetzt und dicht verlötet.

Mittig zwischen den Anschlußstutzen 18 im Abstand hinter­ einander weist die Deckelschale 16 an ihrem Boden zwei Ein­ prägungen 19 auf, die bis zur Unterschale 15 reichen und mit dieser dicht verbunden sind. Die dadurch gebildeten Querschnittsreduzierungen des Gehäusequerschnitts dienen zum einen als Strömungsumlenkungen des von dem den Kraft­ stoffeinlaß 8 bildenden Anschlußstutzen 18 zu dem den Kraftstoffauslaß 13 bildenden Anschlußstutzen 18 strömenden Kraftstoffs. Zum anderen sind in den dicht mit der Unter­ schale 15 verbundenen Bereichen der Einprägungen 19 durch­ gehende Bohrungen 20 im dem Gehäuse 12 ausgebildet, durch die von der Unterschale 11 des Kraftfahrzeugs hervor­ stehende Gewindebolzen 21 hindurchragen. Durch auf die Ge­ windebolzen 21 aufgeschraubte Muttern 22 wird das Gehäuse fest und damit gut wärmeleitend gegen die Unterschale 11 des Kraftfahrzeugs gepreßt. Gleichzeitig bildet dabei die Befestigung des Gehäuses auch eine Halterung für die Kraft­ stoffrücklaufleitung 5 und die Kraftstoffabführleitung 14.

Um die Anlagesicherheit zu erhöhen, ist die Unterschale in ihrem die Gewindebolzen umschließenden Bereich 23 derart sphärisch gewölbt, daß dieser Bereich 23 von der Unterschale 11 des Kraftfahrzeugs um ein geringes Maß beabstandet ist.

Claims (22)

1. Kraftstoffkühler für den vom Kraftstofftank (7) zum Mo­ tor (2) einer Brennkraftmaschine und/oder vom Motor (2) zum Kraftstofftank (7) strömenden Kraftstoff eines Kraftfahrzeugs, mit einem Gehäuse (12), das einen Kraftstoffeinlaß (8) und einen Kraftstoffauslaß (13) aufweist und durch das der Kraftstoff führbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff den Innen­ raum des Gehäuses (12) durchströmt und das Gehäuse (12) mit zumindest einem Teil seiner Gehäusewand in wärme­ leitendem Kontakt mit einem Karosserieteil des Kraft­ fahrzeugs steht.

2. Kraftstoffkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse mit der Innen­ seite des Karosserieteils in wärmeleitendem Kontakt steht.

3. Kraftstoffkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) mit der Außenseite des Karosserieteils in wärmeleitendem Kon­ takt steht.

4. Kraftstoffkühler nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) im inneren Radkastenbereich mit dem Karosserieteil des Kraftfahr­ zeugs in wärmeleitendem Kontakt steht.

5. Kraftstoffkühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) mit der Unterschale (11) des Kraftfahrzeugs in wärmeleitendem Kontakt steht.

6. Kraftstoffkühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) unmittel­ bar an dem Karosserieteil anliegt und an diesem be­ festigt ist.

7. Kraftstoffkühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) durch eine Schraubbefestigung an dem Karosserieteil gehalten ist.

8. Kraftstoffkühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) an seiner am Karosserieteil anliegenden Auflagefläche im Bereich der Befestigungsstellen vom Karosserieteil federnd beabstandet ausgebildet ist.

9. Kraftstoffkühler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) im Bereich der Befestigungsstellen sphärisch gewölbt ist.

10. Kraftstoffkühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Kraftstoffeinlaß (8) führende Kraftstoffzuführleitung und/oder die vom Kraftstoffauslaß (13) wegführende Kraftstoffabführ­ leitung (14) im gehäusenahen Bereich ein Längenaus­ dehnungselement aufweist.

11. Kraftstoffkühler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Längenausdehnungs­ element ein von der geraden Erstreckung abweichender Bereich der Kraftstoffzuführleitung und/oder der Kraft­ stoffabführleitung (14) ist.

12. Kraftstoffkühler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der von der geraden Er­ streckung abweichende Bereich etwa S-förmig ausgebildet ist.

13. Kraftstoffkühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung des Gehäu­ ses (12) und/oder der Kraftstoffzuführleitung und/oder der Kraftstoffabführleitung (14) an dem Karosserieteil biegeweich ausgebildet ist.

14. Kraftstoffkühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Karosserieteil im Be­ reich der Befestigung des Gehäuses biegeweich ausgebil­ det ist.

15. Kraftstoffkühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) eine oder mehrere Strömungsumlenkungen vom Kraftstoffeinlaß (8) zum Kraftstoffauslaß (13) aufweist.

16. Kraftstoffkühler nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsumlenkungen durch Querschnittsreduzierungen des Gehäusequerschnitts gebildet sind.

17. Kraftstoffkühler nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsreduzierun­ gen das Gehäuse (12) vollständig durchragen.

18. Kraftstoffkühler nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Quer­ schnittsreduzierungen die Befestigungsstellen zur Be­ festigung des Gehäuses (12) am Karosserieteil ausgebil­ det sind.

19. Kraftstoffkühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) aus einer weitgehend flächig auf dem Karosserieteil aufliegenden Unterschale (15) und einer Deckelschale (16) besteht, die in ihrem Randbereich (17) dicht miteinander verbun­ den sind.

20. Kraftstoffkühler nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß Unterschale (15) und/oder Deckelschale (16) Stanz- oder Stanz-Prägeteile aus Blech sind.

21. Kraftstoffkühler nach einem der Ansprüche 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß Unterschale (15) und Deckelschale (16) in ihrem Randbereich miteinander ver­ lötet oder verschweißt sind.

22. Kraftstoffkühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Unterschale (15) und/oder Deckelschale (16) den Kraftstoffeinlaß (8) und/oder den Kraftstoffauslaß (13) bildende Anschlußstutzen (18) aufweisen, in die die Kraftstoffzuführleitung und/oder die Kraftstoffabführleitung (14) eingelötet oder einge­ schweißt sind.