DE10119704B4

DE10119704B4 - Flüssigkeitsbehälter

Info

Publication number: DE10119704B4
Application number: DE2001119704
Authority: DE
Inventors: Rainer Dipl.-Ing. Kober
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2001-04-20
Filing date: 2001-04-20
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2021-04-21
Also published as: DE10119704A1

Abstract

Flüssigkeitsbehälter (1) für ein Kraftfahrzeug mit einer Einlassöffnung (2), mindestens einer Förderpumpe (3, 4) und einem Wärmtauscher, der im Inneren des Flüssigkeitsbehälters (1) angeordnet ist und Anschlussleitungen (10, 11) aufweist und über Anschlüsse (6) mit dem Kühlkreislauf des Kraftfahrzeugs verbunden ist, wobei der Flüssigkeitsbehälter (1) mindestens einen Bereich mit vermindertem Querschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsbehälter (1) aus mindestens zwei Schalen (1a, 1b) gebildet ist, dass die Schalen (1a, 1b) an ihren Rändern (7a, 7b) miteinander verbunden sind und dass die Ränder (7a, 7b) durch den Bereich mit vermindertem Querschnitt (8) und/oder im Bereich der Förderpumpe (3, 4) verlaufen, wobei der Wärmetauscher (9) in eine der Schalen (1a, 1b) eingelegt ist und mit seinen Anschlussleitungen (10, 11) für die Kühlwasserzufuhr und Kühlwasserabfuhr montiert ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsbehälter für ein Kraftfahrzeug, welcher zur Aufnahme einer Flüssigkeit und zum Erwärmen der Flüssigkeit ausgebildet ist. Der Flüssigkeitsbehälter findet vorwiegend als Waschflüssigkeitsbehälter Anwendung.
Derartige Flüssigkeitsbehälter für die Scheibenwasch- und Streuscheibenreinigungsanlage eines Kraftfahrzeugs müssen auch bei tiefen Temperaturen betriebsfähig gehalten werden. Hierzu ist es erforderlich, die Waschflüssigkeit in einem flüssigen Zustand zu halben, bzw. zu bringen. Dazu ist es bekannt, mit Frostschutzmitteln den Gefrierpunkt der Waschflüssigkeit zu senken. Dennoch kann es bei Temperaturen weit unter 0° C oder bei einer zu geringen Konzentration an Frostschutzmittel in der Waschflüssigkeit zum Einfrieren kommen. Um auch in diesen Fällen ein Einfrieren zu verhindern, oder um gefrorene Waschflüssigkeit aufzutauen, ist es bekannt, die Wärme der Kühlflüssigkeit eines Kraftfahrzeugs zum Beheizen der Waschflüssigkeit zu nutzen.

In der DE 44 25 214 A1 hat ein Waschwasserbehälter eine erste Kammer zur Aufnahme des Waschmediums und eine zweite Kammer zur Aufnahme von Motorkühlwasser. Die zweite Kammer ist an der Außenwandung der ersten Kammer befestigt. Zur Vergrößerung der Fläche zur Wärmeübertragung sind zudem Einstülpungen der Kammern vorgesehen.

In der DE 39 05 078 A1 ist ein Behälter für Waschwasser offenbart, bei dem ein Wärmetauscher an einem Verschlussdeckel des Behälters befestigt ist. Damit wird der Wärmetauscher von dem zu beheizenden Wasser umströmt. Der Behälter mit dem Wärmetauscher ist jedoch ein separates Bauteil.

Aus der DE 41 03 523 A1 ist es bekannt, den Waschwasserbehälter mit zwei Kammern auszubilden. Während in einer Kammer die Waschflüssigkeit gespeichert wird, dient die zweite Kammer als Ausgleichskammer für die Waschflüssigkeit. Die beiden Kammern sind durch eine Trennwand voneinander getrennt. Über diese Trennwand erfolgt der Wärmeaus tausch von der Kühlflüssigkeit zur Waschflüssigkeit. Zur Gewährleistung einer ausreichenden Wärmeübertragung muß die Trennwand möglichst großflächig ausgebildet sein. Dies bedingt eine relativ kompakte Bauform des Flüssigkeitsbehälters.

Desweiteren ist es bekannt, einen mit der Kühlflüssigkeit gespeisten Wärmetauscher in dem Flüssigkeitsbehälter derart anzuordnen, daß die Waschflüssigkeit den Wärmetauscher direkt umspült ( DE 195 08 598 C2 ). Zur Vergrößerung der wirksamen Oberfläche ist die Kühlflüssigkeit führende Leitung spiralförmig ausgebildet. Eine derartige Ausgestaltung besitzt den Nachteil, daß der Wärmetauscher und damit auch der Flüssigkeitsbehälter einen relativ großen Platzbedarf aufweist.

Bedingt durch den Einsatz von Scheibenwasch- und Streuscheibenreinigungsanlage steigen die Anforderungen an das Nutzvolumen derartiger Flüssigkeitsbehälter. Kraftfahrzeuge der heutigen Generation besitzen jedoch oftmals keinen ausreichenden Bauraum, um solch kompakte Flüssigkeitsbehälter im Kraftfahrzeug anzuordnen. Zur Steigerung des Nutzvolumens der Flüssigkeitsbehälter muß daher sämtlicher zur Verfügung stehende Bauraum ausgenutzt werden. Dadurch ergeben sich zwangsläufig kompliziert geformte Flüssigkeitsbehälter, die eine oder mehrere Engstellen aufweisen. Auf Grund dessen werden diese Flüssigkeitsbehälter durch Blasformen hergestellt, da mit diesem Verfahren nahezu beliebige dreidimensionale Konturen herstellbar sind. Diese Flüssigkeitsbehälter weisen den Nachteil auf, daß infolge der Engstellen ein Wärmetauscher entweder auf einen Teilbereich beschränkt ist, da er nach der Herstellung des Flüssigkeitsbehälters nicht mehr durch die Engstelle montierbar ist, oder mit einem derart dünnen Querschnitt ausgebildet ist, daß er nach der Herstellung des Behälters sowohl durch die Einfüllöffnung als auch durch die Engstelle montierbar ist. Dadurch wird jedoch die nutzbare Wärmetauscherfläche in unzulässiger Weise verringert, so daß eine effektive Heizung der Waschflüssigkeit nicht mehr gewährleistet werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flüssigkeitsbehälter für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, welcher zur Aufnahme von Waschflüssigkeit und zum Erwärmen der Waschflüssigkeit mittels eines in dem Flüssigkeitsbehälter angeordneten Wärmetauschers ausgebildet ist. Der Wärmetauscher soll ausreichend groß gestaltet sein, um zumindest eine zuverlässige Erwärmung eines Großteils der Waschflüssigkeit zu gewährleisten. Der Wärmetauscher soll zudem einfach zu montieren sein.

Gelöst wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Der erfindungsgemäße Flüssigkeitsbehälter besteht aus mindestens zwei spritzgegossenen Schalen, die an ihren Rändern miteinander verbunden sind, wobei die Ränder durch den Bereich einer Engstelle und/oder im Bereich der Förderpumpe angeordnet sind. Diese Ausbildung hat den entscheidenden Vorteil, daß der Wärmetauscher nach der Herstellung der Schalen in diese eingelegt und montiert werden kann, bevor die Schalen miteinander zum fertigen Flüssigkeitsbehälter gefügt werden. Die Ausbildung der Ränder durch den Bereich einer Engstelle ermöglicht nunmehr die Anpassung des Wärmetauschers an die jeweilige Behältergeometrie, insbesondere an Engstellen im Flüssigkeitsbehälter, so daß der Wärmetauscher vor und hinter den Engstellen mit einem größeren Querschnitt ausgebildet sein kann. Somit kann der Wärmetauscher derart gestaltet sein, so daß sich der Wärmetauscher vom Bereich der Einlaßöffnung bis in den unteren Bereich des Flüssigkeitsbehälters erstrecken kann, da im unteren Bereich üblicherweise die Waschflüssigkeitspumpen angeordnet sind. Die Ausbildung der Ränder der Schalen im Bereich der Förderpumpe ermöglicht zudem eine flexiblere Gestaltung der Lage der Anschlüsse für den Kühlkreislauf. Diese Ausgestaltung erlaubt die Anordnung des Wärmetauschers im Bereich der Förderpumen, so daß die Waschflüssigkeit vorrangig in diesem Bereich flüssig gehalten werden kann, wobei bei der Montage des Wärmetauschers diverse Engstellen umgangen werden können. Erfindungswesentlich ist, daß der Wärmetauscher nicht mehr ausschließlich durch die Einfüllöffnung des Flüssigkeitsbehälters montiert werden muß.

In vorteilhafter Ausgestaltung des Flüssigkeitsbehälters liegen die Ränder der Schalen in einer Ebene. Bei bestimmten Geometrien des Flüssigkeitsbehälters kann es jedoch unter Umständen günstiger sein, die Ränder der Schalen zum Beispiel stufenförmig und somit nicht mehr in einer Ebene verlaufen zu lassen.

Das Verbinden der Schalen kann sowohl stoffschlüssig mittels Schweißen oder formschlüssig über Rastelemente erfolgen. Beim Schweißen sind die Ränder vorteilhafterweise flanschartig ausgebildet. Beim formschlüssigen Verbinden werden mit an den Rändern umlaufenden Rastelementen die dichtesten Verbindungen erreicht. Es ist jedoch ausreichend, die Rastelemente in Abständen zueinander anzuordnen, z.B. mit den Rand der anderen Schale oder Raststufen übergreifenden Rasthaken. Eine zusätzliche Dichtung kann die Dichtheit des Flüssigkeitsbehälters weiter erhöhen.

Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsbehälters mit einem darin angeordneten Wärmetauscher zu. An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen
1: eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Flüssigkeitsbehälters,
2: einen Teil des Flüssigkeitsbehälters nach 1 vor dem Fügen,
3: eine weitere Ausführungsform des Flüssigkeitsbehälter,
4-6: verschiedene Ausführungen der Ränder des Flüssigkeitsbehälters.
1 zeigt einen Flüssigkeitsbehälter 1 mit einer Einlaßöffnung 2. Im unteren Bereich des Flüssigkeitsbehälters 1 ist jeweils eine Förderpumpe 3, 4 für die Scheibenwasch- und Streuscheibenreinigungsanlage angeordnet. Mittels Halterungen 5 ist der Flüssigkeitsbehälter 1 am Kraftfahrzeug befestigt. Über einen Anschluß 6 ist ein Wärmetauscher mit dem Kühlkreislauf des Kraftfahrzeugs verbunden. Der Flüssigkeitsbehälter 1 besteht aus zwei Halbschalen 1a, 1b, die an ihren Rändern 7a, 7b miteinander verschweißt sind. Beide Halbschalen 1a, 1b wurden durch Spritzgießen hergestellt. Die Ränder 7a, 7b liegen in einer Ebene und verlaufen durch einen Bereich mit vermindertem Querschnitt 8.
In 2 ist der Flüssigkeitsbehälter 1 mit getrennten Schalen 1a, 1b dargestellt. Bevor die beiden Schalen 1a, 1b verschweißt werden, wird der Wärmetauscher 9 in die Schale 1b eingelegt und mit seinen Anschlußleitungen 10, 11 für die Kühlwasserzufuhr und Kühlwasserabfuhr montiert. Im Bereich der Engstelle 8 weist der Wärmetauscher 9 einen geringeren Querschnitt als im Bereich der Förderpumpe 4 auf. Dadurch ist der Wärmetauscher 9 leicht durch die Engstelle 8 führbar, während er im Bereich der Förderpumpe 4 mit der Heizwendel 12 eine vergrößerte Oberfläche für eine optimale Aufheizung der Waschflüssigkeit besitzt. Mit einem zusätzlich angeordneten Thermostat 13 wird ein Überhitzen der Waschflüssigkeit zuverlässig vermieden.
In 3 ist der Flüssigkeitsbehälter mit einem weiteren möglichen Verlauf der Ränder 7a, 7b gezeigt. Die Ränder verlaufen stufenförmig und somit nicht mehr in einer Ebene.
Die 4 zeigt eine flanschartige Ausbildung der Ränder 7a, 7b, wenn die Schalen 1a, 1b miteinander verschweißt werden. In den 5 und 6 sind verschiedene Ausbildungen der Ränder 7a, 7b dargestellt, die beim Verbinden der Schalen 1a, 1b mit Rastelementen 14-17 Anwendung finden, wobei zusätzlich eine Dichtung 18 vorgesehen werden kann. Insbesondere der durch Verrasten zweier Halbschalen 1a, 1b erzeugte Flüssigkeitsbehälter 1 erlaubt die Demontage des Wärmetauschers 9 in Reparatur- oder Wartungsfällen.

Claims

Flüssigkeitsbehälter (1) für ein Kraftfahrzeug mit einer Einlassöffnung (2), mindestens einer Förderpumpe (3, 4) und einem Wärmtauscher, der im Inneren des Flüssigkeitsbehälters (1) angeordnet ist und Anschlussleitungen (10, 11) aufweist und über Anschlüsse (6) mit dem Kühlkreislauf des Kraftfahrzeugs verbunden ist, wobei der Flüssigkeitsbehälter (1) mindestens einen Bereich mit vermindertem Querschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsbehälter (1) aus mindestens zwei Schalen (1a, 1b) gebildet ist, dass die Schalen (1a, 1b) an ihren Rändern (7a, 7b) miteinander verbunden sind und dass die Ränder (7a, 7b) durch den Bereich mit vermindertem Querschnitt (8) und/oder im Bereich der Förderpumpe (3, 4) verlaufen, wobei der Wärmetauscher (9) in eine der Schalen (1a, 1b) eingelegt ist und mit seinen Anschlussleitungen (10, 11) für die Kühlwasserzufuhr und Kühlwasserabfuhr montiert ist.
Flüssigkeitsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder (7a, 7b) der Schalen (1a, 1b) in einer Ebene liegen.
Flüssigkeitsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder (7a, 7b) der Schalen (1a, 1b) nicht in einer Ebene liegen und insbesondere stufenförmig verlaufen.
Flüssigkeitsbehälter nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder (7a, 7b) flanschartig ausgebildet sind.
Flüssigkeitsbehälter nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder (7a, 7b) Rastelemente (14-17) zum gegenseitigen Verrasten aufweisen.
Flüssigkeitsbehälter nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der Ränder (7a) eine Dichtung besitzt.
Flüssigkeitsbehälter nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (6, 10, 11) des Wärmetauschers (9) im Bereich der Einlaßöffnung (2) angeordnet sind.
Flüssigkeitsbehälter nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (6, 10, 11) des Wärmetauschers (9) im Bereich der Förderpumpe (3, 4) angeordnet sind.