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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft einen Dosierbehälter für einen Kühl- oder Kältemittelkreislauf eines Kraftfahrzeuges, über den
dem Kühl-
oder Kältemittelkreislauf
ein in dem Dosierbehälter
aufgenommenes Additiv zuführbar
ist. Dazu ist der Dosierbehälter
an den Kühl-
oder Kältemittelkreislauf
anschließbar.
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Stand der Technik
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Kraftfahrzeuge
mit Kühl-
oder Kältemittelkreisläufen, zum
Beispiel Kühl-
oder Kältemittelkreisläufe von
Klimaanlagen, sind allgemein bekannt. Derartige Kühl- oder
Kältemittelkreisläufe stehen meistens
unter einem Überdruck
und weisen darüber hinaus
meist Frostschutzmittel auf, die dafür bekannt sind, Dichtungen
und Leitungen anzugreifen. In der Folge treten bei älteren Fahrzeugen
manchmal Leckagen auf, die zum Austritt von Kühl- oder Kältemittel führen können.
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Zur
Warnung der Fahrzeugführer
sind in den Kühl-
oder Kältemittelkreisläufen teilweise
Drucksensoren eingebaut, die einen Druckabfall im Falle einer Leckage
erkennen können
und eine Warnung an den Fahrzeugführer abgeben. Bis ein derartiger
merklicher Druckabfall stattfindet, sind die Leckagen meist bereits
so groß,
dass die Gefahr besteht, dass größere Mengen
an Kühl-
oder Kältemittel
aus dem Kühl- oder
Kältemittelkreislauf
austreten oder bereits ausgetreten sind.
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Zur
Erkennung kleinerer Leckagen, die noch nicht zu einem merklichen
Druckabfall im System führen
und/oder die innerhalb der Drucktoleranzen des Systems liegen, ist
es weiterhin bekannt, dem Kühl-
oder Kältemittel
des Kühl-
oder Kältemittelkreislaufs
Duftstoffe zuzusetzen, die durch Leckagen hindurch wahrnehmbar sind.
Die Duftstoffe müssen den
Kältemitteln
jedoch zudosiert werden, was aus Gründen der Flüchtigkeit des Geruchsstoffes
nur unmittelbar vor der Befüllung
einer Klimaanlage durchgeführt
werden kann. Desweiteren liegen die Konzentrationen der Duftstoffe
im PPM-Bereich,
sodass nur sehr geringe Mengen zudosiert werden müssen, was
spezielle Dosiereinrichtungen in den Produktions- und Werkstätten erforderlich macht.
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Derartige
Dosiereinrichtungen sind jedoch vergleichsweise teuer und müssen darüber hinaus
in jeder Produktions- und Werkstätte
vorgesehen werden.
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Manuelles
Zudosieren von Geruchsstoffen ist zu vermeiden, da dies im Werkstattalltag
vergessen werden oder zu ungenau erfolgen könnte.
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Aufgabe
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Aufgabe
der Erfindung ist daher, eine Vorrichtung anzugeben, die das Zudosieren
von Additiven, beispielsweise Duftstoffen, zu Kühl- oder Kältemittelkreisläufen automatisch
beim Befüllen
des Kühl-
oder Kältemittelkreislaufs
mit Kühl-
oder Kältemittel
ermöglicht.
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Darstellung der Erfindung
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Die
Erfindung wird gelöst
durch einen Dosierbehälter
für einen
Kühl- oder
Kältemittelkreislauf gemäß Anspruch
1, einen Kühl- oder Kältemittelkreislauf
gemäß dem nebengeordneten
Anspruch 12 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit einem Kühl- oder Kältemittelkreislauf
gemäß dem nebengeordneten Anspruch
15. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche.
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Ein
erfindungsgemäßer Dosierbehälter für einen
Kühl- oder
Kältemittelkreislauf
eines Kraftfahrzeuges ist dazu ausgebildet, dem Kühl- oder
Kältemittelkreislauf
ein in dem Dosierbehälter
aufgenommen Additiv zuzuführen.
Dazu ist der Dosierbehälter mit
einem Anschluss versehen, mit dem der Dosierbehälter an den Kühl- oder
Kältemittelkreislauf
anschließbar
ist. Ein solcher Anschluss kann beispielsweise als Schraubanschluss
ausgebildet sein oder als Flansch.
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Der
Dosierbehälter
weist eine Öffnung
auf, über
die eine Strömungsverbindung
zwischen dem Dosierbehälter
und dem Kühl- oder Kältemittelkreislauf
herstellbar ist. Dadurch kann das in dem Dosierbehälter aufgenommene
Additiv in den Kühl-
oder Kältemittelkreislauf
bzw. in das in dem Kühl-
oder Kältemittelkreislauf
aufgenommene Kühl-
oder Kältemittel
dosiert werden.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass das Additiv in dem Dosierbehälter durch Mittel eingeschlossen
ist, die das Additiv durch eine Druckdifferenz freigeben. Diese
Druckdifferenz bezieht sich auf einen Unterschied im Druck des Additivs
und im Druck des Kühl-
oder Kältemittels.
Das Additiv und/oder ein Trägergas
ist bevorzugt unter Atmosphärendruck
eingeschlossen, sodass ein üblicherweise
in dem Kühl-
oder Kältemittelkreislauf
bestehender Überdruck
relativ zum Atmosphärendruck
zur Freigabe des Additivs dient.
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Mit
Hilfe der Erfindung wird eine automatische Zudosierung eines Additivs
zu einem Kühl-
oder Kältemittelkreislauf
erreicht, da die Mittel, die das Additiv in dem Dosierbehälter einschließen, bei
Befüllen des
Kühl- oder
Kältemittelkreislaufs
oder bei Aufbauen eines Überdrucks
in dem Kühl-
oder Kältemittelkreislauf
durch Inbetriebnahme beispielsweise einer Klimaanlage, dessen Bestandteil
der Kühl- oder Kältemittelkreislauf
ist, aktiviert werden.
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Darüber hinaus
lässt sich
mittels des Dosierbehälters
eine zuzuführende
Menge des Additivs genau einstellen, sodass weder zu wenig, noch
zu viel des Additivs in den Kühl-
oder Kältemittelkreislauf
abgegeben wird. Damit lassen sich z. B. bei Geruchsstoffen die Zugaben
von Additiven im PPM-Bereich verwirklichen.
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Dadurch,
dass das Additiv weiterhin ohne Weiteres derart in dem Dosierbehälter aufbewahrt werden
kann, dass es seine Eigenschaften nicht verliert, lässt sich
das Additiv in dem Dosierbehälter über lange
Zeit lagern.
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Eine
erste Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Mittel als
einen die Öffnung
des Anschlusses verschließenden,
druckbetätigten
Verschluss ausgebildet sind, welcher seinerseits dazu ausgebildet
ist, durch eine bestimmte Druckdifferenz zwischen Kühl- oder
Kältemittelkreislauf
und Dosierbehälter
geöffnet
zu werden. Der Dosierbehälter selbst
weist dann eine durch den Verschluss abgeschlossene Kammer auf,
die durch eine auf den Verschluss wirkende Druckdifferenz geöffnet wird.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Verschluss dazu
ausgebildet ist, bei einem Überdruck
im Kühl- oder Kältemittelkreislauf
gegenüber
einem Druck in dem Dosierbehälter
geöffnet
zu werden. Dies hat die Wirkung, dass der Verschluss nur dann geöffnet wird,
wenn der Dosierbehälter
korrekt an den Kühl-
oder Kältemittelkreislauf
angeschlossen ist, sodass sich in dem Kühl- oder Kältemittelkreislauf ein Überdruck
aufbauen kann. Auf diese Weise wird darüber hinaus ein ungewolltes
Betätigen
des Verschlusses eines nicht verbauten Dosierbehälters weitgehend vermieden.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Verschluss federbelastet
ist. Dabei kann der Verschluss bevorzugt als federbelastetes Absperrorgan
ausgebildet sein. Bei derartigen federbelasteten Klappen sich ein
zum Öffnen
des Absperrorgans notwendiger Druck besonders leicht einstellen,
da die Absperrorganfläche
sowie die Federhärte
einfach handhabbare Größen sind.
Eine derartige Feder kann sich darüber hinaus gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung an dem Dosierbehälter oder in dem Dosierbehälter selbst
abstützen,
sodass mit dieser Weiterbildung eine kompakte Einheit angegeben werden
kann. Darüber
hinaus ist ein Dosierbehälter mit
federbelastetem Absperrorgan wiederverwendbar.
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Alternativ
kann der Verschluss gemäß einer Weiterbildung
der Erfindung als durch eine Druckdifferenz zerstörbare Schicht,
bevorzugt eine Membran, ausgebildet sein. Die Schicht bzw.
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Membran
kann gemäß einer
Weiterbildung in der Öffnung
des Dosierbehälters
angeordnet sein, sodass die durch eine Druckdifferenz im Inneren
des Dosierbehälters
und dem Kühl- oder Kältemittelkreislauf
die Membran zum Beispiel beim Befüllen des Kühl- oder Kältemittelkreislaufs mit Kühl- oder
Kältemittel
zerstört
wird. Eine derartige zerstörbare Schicht
lässt sich
besonders preiswert verwirklichen.
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Eine
weitere Alternative sieht vor, dass das Mittel, das das Additiv
freigibt, als eine das Additiv einschließende und durch eine Druckdifferenz
zerstörbare
Hülle ausgebildet
ist. Das Additiv befindet sich dann gleichsam in einer Kapsel im
Innenraum des Dosierbehälters,
wobei die Kapsel im Inneren einen Druck aufweist, mit dem das Additiv
in die Kapsel eingebracht ist, zum Beispiel Atmosphärendruck,
wobei die Kapsel durch einen Überdruck
von außen
zerstört
wird.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung ist bei den Varianten, die mit einer
zerstörbaren
Schicht, Membran bzw. Hülle
als Druckdifferenz betätigbares Mittel
ausgebildet sind, ein Gitter, Netz oder Filter vorgesehen, welches
Schicht-, Membran- oder Hüllenteile
nach der Zerstörung
von Schicht, Membran oder Hülle
von dem Kühl-
oder Kältemittelkreislauf fernhalten.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung kann das Gitter, Netz oder der Filter
in oder an der Öffnung
derart angeordnet sein, dass Schicht, Membran bzw. Hülle demgegenüber in einem
Inneren des Dosierbehälters
angeordnet sind und durch das Gitter, das Netz oder den Filter von
dem Kühl-
oder Kältemittelkreislauf
druck- und flüssigkeitsdurchlässig abgeschirmt
sind.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung ist das Additiv gasförmig, flüssig oder fest. Gasförmige Additive
haben die Eigenschaft, bei einem undichten Kühl- oder Kältemittelkreislauf schnell
zu entweichen, sodass bereits sehr kleine Leckagen erkennbar sind.
Flüssige
Additive verteilen sich sehr gut in dem Kühl- oder Kältemittel des Kühl- oder
Kältemittelkreislaufs
und eignen sich daher gut zur Leckageerkennung. Schmiermittel lassen
sich besonders gut als flüssige
Additive bereitstellen. Feste Additive lösen sich bei Kontakt mit dem
Kühl- oder
Kältemittel auf
und verteilen sich gut im Kühl-
oder Kältemittel.
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Eine
weitere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Additiv
einen Geruchsstoff, ein Lecksuchstoff und/oder ein Schmiermittel
enthält. Geruchsstoffe
haben die Eigenschaft, dass sie flüchtig sind und somit durch
kleine Leckagen im Kühl- oder
Kältemittelkreislauf
austreten und von außen wahrnehmbar
sind. Lecksuchstoffe sidn z. B. fluoreszierende Substanzen, die
Lecks unter UV-Licht sichtbar machen. Mit Hilfe von Schmiermitteln
lassen sich bewegte Bauteile des Kühl- oder Kältemittelkreislaufs, beispielsweise
Pumpen und Kompressoren, schmieren und somit die Lebensdauer der
Bauteile erhöhen.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung kann das Additiv auch ausschließlich aus
einem Geruchsstoff, Lecksuchstoff oder einem Schmiermittel bestehen.
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Wenn
der Dosierbehälter
ein zusätzliches Ventil
aufweist, ist es möglich,
das Additiv durch einen Überdruck
im Kühl-
oder Kältemittelkreislauf
freizugeben und durch das zusätzliche
Ventil in einen anderen Bereich abzugeben. Dadurch lassen sich weitere
Funktionen bereitstellen.
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Eine
derartige Funktion ist gemäß einer
Weiterbildung. der Erfindung die Schaffung eines Bypassventils durch
den Dosierbehälter,
sodass der Innenraum des Dosierbehälters stets durchströmt wird und
sich das Additiv besonders gleichmäßig im Kühl- oder Kältemittelkreislauf verteilen
kann. Dazu ist das zusätzliche
Ventil bevorzugt an einen Bereich mit anderem Systemdruck angeschlossen.
Eine Möglichkeit,
dies umzusetzen, ist die Anbindung des Dosierbehälters in einem Hochdruckbereich,
z. B. am Verdampfer einer Klimaanlage, und die Anbindung des Bypassventils
im Niederdruckbereich, beispielsweise nach einem Drosselventil.
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Ein
unabhängiger
Gegenstand der Erfindung betrifft einen Kühl- oder Kältemittelkreislauf eines Kraftfahrzeuges,
welcher einen Dosierbehälter
gemäß der zuvor
beschriebenen Erfindung aufweist sowie einen Anschluss zum Anschließen des
Dosierbehälters
an dem Kühl-
oder Kältemittelkreislauf.
Mit Hilfe eines solchen Kühl-
oder Kältemittelkreislaufs, der
im Falle einer Klimaanlage beispielsweise einen Verdampfer, einen
Kompressor, ein Drosselventil sowie verschiedene Leitungen aufweist,
lassen sich Additive besonders leicht beim Befüllen des Kühl- oder Kältemittelkreislaufs mit einem
frischen Kühl- oder Kältemittel
in exakten Dosagen, z. B. im PPM-Bereich, zusetzen.
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Gemäß einer
ersten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kühl- oder Kältemittelkreislaufs ist der
Anschluss des Kühl-
oder Kältemittelkreislaufs
an einem Verdampfer oder einem Entspannungsventil des Kühl- oder
Kältemittelkreislaufs
angeordnet. An dieser Stelle weist der Kühl- oder Kältemittelkreislauf einen besonders
hohen Druck auf, sodass der Dosierbehälter an dieser Stelle besonders
gut aktivierbar ist.
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Ein
letzter unabhängiger
Gegenstand der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Kühl- oder Kältemittelkreislauf
gemäß dem zuvor
beschriebenen unabhängigen
Erfindungsgedanken. Bei einem derartigen erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug
lässt sich
bereits eine kleine Leckage leicht erkennen, wenn das Additiv als
Geruchsstoff ausgebildet ist bzw. eine lange Haltbarkeit der bewegten
Bauteile des Kühl-
oder Kältemittelkreislaufs
erzielen, wenn das Additiv als Schmiermittel ausgebildet ist.
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Weitere
Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der
Zeichnungen. Dabei bilden sämtliche
beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale in ihrer
sinnvollen Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch
unabhängig
von den Patentansprüchen
und deren Rückbezügen.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Die
Erfindung wird anhand zweiter Ausführungsbeispiele erläutert. Es
zeigen schematisch:
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1 einen
Schnitt durch eine erste Variante eines erfindungsgemäßen Dosierbehälters sowie
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2 einen
Schnitt durch eine zweite Variante eines erfindungsgemäßen Dosierbehälters.
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Ausführungsbeispiele
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1 zeigt
eine schematische Schnittdarstellung durch eine erste Ausführungsform
der Erfindung. Ein erfindungsgemäßer Dosierbehälter 2 weist einen
Anschluss 4 auf, mit dem der Dosierbehälter 2 an einen entsprechenden
Anschluss 6 eines Kühl- oder
Kältemittelkreislaufs 8 anschließbar ist.
Die Anschlüsse 4, 6 sind
als Flanschanschlüsse
mit passender Dichtung ausgebildet.
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Der
Dosierbehälter 2 weist
einen Innenraum 10 auf, in welchem ein Additiv 12,
vorliegend ein Duftstoff, in einer dosierten Menge aufgenommen ist.
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Der
Dosierbehälter 2 weist
eine Öffnung 14 auf,
die durch ein Absperrorgan 16 verschließbar ist. Im Innenraum 10 des
Dosierbehälters 2 ist
eine Feder 18 angeordnet, die sich einerseits an dem Dosierbehälter 2 und
andererseits an dem Absperrorgan 16 abstützt und
dieses, sofern kein Überdruck
anliegt, flüssigkeits-
und/oder gasdicht abschließt.
Dadurch ist das Additiv 12 im Innenraum 10 des
Dosierbehälters 2 aufbewahrt.
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Ein
optionales Ventil 20 dient zum Anschluss an eine andere
Stelle des Kühl-
oder Kältemittelkreislaufes
zur Bereitstellung eines Bypasses durch den Dosierbehälter 2.
Das Ventil 20 wird an eine Stelle im Kühl- oder Kältemittelkreislauf angeschlossen
mit abweichendem Systemdruck, sodass durch die Druckdifferenz zwischen
Anschluss 6 und Ventil 20 eine Durchströmung des
Dosierbehälters 2 erzeugt
wird.
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Der
erfindungsgemäße Dosierbehälter 2 wird
mit seinem Anschluss 4 in den Anschluss 6 des Kühl- oder
Kältemittelkreislaufs 8 eingeschraubt. Beim
Befüllen
des Kühl- oder Kältemittelkreislaufs 8 mit
Kühl- oder
Kältemittel 22 baut
sich in dem Kühl- oder
Kältemittelkreislauf 8 ein
Druck pA auf, der größer ist als ein Druck pi im Innenraum 10 des Dosierbehälters 2.
pi entspricht üblicherweise dem Atmosphärendruck.
Wenn der Außendruck
pA des Kühl- oder
Kältemittelbehälters so
groß wird,
dass durch die Öffnung 14 eine
Kraft auf das Absperrorgan 16 wirkt, die größer ist
als die Kraft der Feder 18, wird das Absperrorgan 16 nach
hinten gedrückt
und die Öffnung 14 freigegeben.
Das Additiv 12 vermischt sich mit dem Kühl- oder Kältemittel 22.
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2 zeigt
eine alternative Ausgestaltung der Erfindung. Gleichwirkende Bauteile
sind der Einfachheit halber mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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2 zeigt
eine alternativen Dosierbehälter 2', welcher ebenfalls
einen Anschluss 4 zum Anschluss an einen entsprechenden
Anschluss 6 eines Kühl-
oder Kältemittelkreislaufs 8 aufweist.
In einem Innenraum 10 ist eine zerstörbare Hülle 32 angeordnet,
die in ihrem Inneren das Additiv 12 aufnimmt. Die zerstörbare Hülle 32 besteht
aus einem bei einer vorgegebenen Druckdifferenz berstenden Material.
Das Additiv 12 ist unter Atmosphärendruck in der zerstörbaren Hülle 32,
z. B. Bersthülle,
aufgenommen.
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Die Öffnung 14 ist
von einem Gitter 34 abgeschlossen, welches verhindert,
dass Bruchstücke
der zerstörbaren
Hülle 32 nach
deren Zerbersten in das Kühl-
oder Kältemittel 22 des
Kühl- oder Kältemittelkreislaufs 8 gelangt.
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- 2,
2'
- Dosierbehälter
- 4
- Anschluss
des Dosierbehälters
- 6
- Anschluss
eines Kühl-
oder Kältemittelkreislaufs
- 8
- Kühl- oder
Kältemittelkreislauf
- 10
- Innenraum
- 12
- Additiv
- 14
- Öffnung
- 16
- Absperrorgan
- 18
- Feder
- 20
- Ventil
- 22
- Kühl- oder
Kältemittel
- 32
- Zerstörbare Hülle
- 34
- Gitter
- pa
- Druck
Kühl- oder
Kältemittel
- pi
- Innendruck