DE10059369B4

DE10059369B4 - Ausgleichsbehälter

Info

Publication number: DE10059369B4
Application number: DE10059369.0A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Klingler Dietrich
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2000-11-29
Filing date: 2000-11-29
Publication date: 2018-09-20
Anticipated expiration: 2020-11-30
Also published as: FR2817200B1; US20020062651A1; US6536226B2; DE10059369A1; FR2817200A1

Abstract

Ausgleichsbehälter, insbesondere für einen Fluidkreislauf, beispielsweise eines Kälteträgerkreislaufes einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, mit Druckausgleichsmitteln zum Ausgleich eines Über- und/oder Unterdrucks, wobei die Druckausgleichsmittel gebildet sind durch eine unverschlossene Öffnung (84) und dass ein Mittel vorgesehen ist, durch das das Fluid gehindert wird aus der Öffnung (84) auszutreten, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel gebildet ist durch eine Rücklaufleitung (78), die ein Ende des Ausgleichsbehälters (10) mit dem anderen Ende des Ausgleichsbehälters verbindet, so dass das Fluid innerhalb des Ausgleichsbehälters (10) bei Bewegungen des Ausgleichsbehälters (10) in einem Kreislauf und an der Öffnung (84) vorbeiführbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ausgleichsbehälter, insbesondere für einen Fluidkreislauf, 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 dem Ausgleichsbehälter angebracht werden.
Die FR 2 665 728 A1 offenbart einen Ausgleichsbehälter nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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 7.
Der erfindungsgemäße Ausgleichsbehälter weist Druckausgleichsmittel auf, die erfindungsgemäß 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 einem 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

1 ein schematisches Blockschaltbild einer Klimaanlage mit Standklimafunktion eines Kraftfahrzeugs;
2 einen Querschnitt des erfindungsgemäßen Ausgleichsbehälters;
3 eine Ansicht eines Ausgleichsbehaltergehäuses;
4 eine Ansicht einer Rücklaufleitung mit Auffangbehälter;
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 Unterdrücke im Sekundärkreislauf 26 werden durch den Ausgleichsbehälter 10 ausgeglichen. Eine solche Klimaanlage ist aus der DE 198 38 880 A1 bekannt.
In den, 2 bis 5 ist ein Ausführungsbeispiel des Ausgleichsbehälters 10 und seinen 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 10 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 erkennbar. 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 5 dargestelltes Füllstandsanzeigengehäuse 68 auf, das einen Anschlussadapter 70 aufweist, zum Anschließen der Füllstandsanzeige 66 an den Ausgleichsbehälter 10. 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 (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 hinteren Volumen 56 über eine Rücklaufleitung 78 verbunden. Die in 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 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 des 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 die 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 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

Ausgleichsbehälter, insbesondere für einen Fluidkreislauf, beispielsweise eines Kälteträgerkreislaufes einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, mit Druckausgleichsmitteln zum Ausgleich eines Über- und/oder Unterdrucks, wobei die Druckausgleichsmittel gebildet sind durch eine unverschlossene Öffnung (84) und dass ein Mittel vorgesehen ist, durch das das Fluid gehindert wird aus der Öffnung (84) auszutreten, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel gebildet ist durch eine Rücklaufleitung (78), die ein Ende des Ausgleichsbehälters (10) mit dem anderen Ende des Ausgleichsbehälters verbindet, so dass das Fluid innerhalb des Ausgleichsbehälters (10) bei Bewegungen des Ausgleichsbehälters (10) in einem Kreislauf und an der Öffnung (84) vorbeiführbar ist.
Ausgleichsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücklaufleitung (78) an ihrem stromabseitigen Ende in einen Auffangbehälter (82) mündet, der die Öffnung (84) aufweist.
Ausgleichsbehälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (84) oberhalb einer Einmündung der Rücklaufleitung (78) in den Auffangbehälter (82) angeordnet ist.
Ausgleichsbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücklaufleitung (78) einstückig mit dem Auffangbehälter (82) und als separates Einsetzteil ausgebildet ist.
Ausgleichsbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Füllstandsanzeige (66) in dem Ausgleichsbehälter (10) angeordnet ist.
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.
Verwendung eines Ausgleichsbehälters (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche für den Kälteträgerkreislauf (26) einer Klimaanlage (12) eines Kraftfahrzeuges mit Standklimafunktion.