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Dokumentenidentifikation DE69906522T2 12.02.2004
EP-Veröffentlichungsnummer 0001086350
Titel ROHRLEITUNG UND MITTEL ZUR VERGRÖSSERUNG DEREN FLÄCHE ZUR KÜHLUNG, KRAFTSTOFFLEITUNG UND DEREN HERSTELLUNGSVERFAHREN
Anmelder Norsk Hydro A/S, Oslo/Osló, NO
Erfinder VON HUTH SMITH, Ulf, DK-6200 Aabenraa, DK;
JOHNSEN, Peter, DK-6270 Tönder, DK;
BOYSEN, Karl, DK-6000 Kolding, DK;
KÖHLING, N., Peter, DK-6230 Rödekro, DK
Vertreter Wilhelms, Kilian & Partner, 81541 München
DE-Aktenzeichen 69906522
Vertragsstaaten DE, ES, FR, GB, IT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 07.06.1999
EP-Aktenzeichen 999571938
WO-Anmeldetag 07.06.1999
PCT-Aktenzeichen PCT/DK99/00300
WO-Veröffentlichungsnummer 0099067590
WO-Veröffentlichungsdatum 29.12.1999
EP-Offenlegungsdatum 28.03.2001
EP date of grant 02.04.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.02.2004
IPC-Hauptklasse F28F 1/42
IPC-Nebenklasse F02M 31/20   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rohrleitung, umfassend ein Hohlelement, um eine Flüssigkeit darin zu befördern, wobei das Hohlelement eine äußere Oberfläche hat, wobei ein oberer Bereich der äußeren Oberfläche eine flache oder eine konvexe Form hat; Kühlflügel, die mit der äußeren Oberfläche des Hohlelements verbunden sind und sich von dort nach außen erstrecken, wobei jeder der Kühlflügel einen Grundabschnitt und einen äußeren Abschnitt aufweist.

Das Kraftstoffsystem in einem Fahrzeug hat den Zweck, Kraftstoff von der Tankinstallation des Fahrzeugs zum Motor zu liefern. Der Kraftstoff wird in eine zum Motor führende Vorlaufleitung gepumpt. Der Kraftstoff, der nicht vom Motor verbraucht wird, ist extrem heiß und wird über eine Rücklaufleitung in den Tank zurückgepumpt.

WO 94/23257 offenbart einen Wärmetauscher, zu dessen Aufgaben es gehört, Kraftstoff im Kraftstoffsystem des Fahrzeugs zu kühlen, wobei der Kühler zwischen zwei Leitungen in der Rücklaufleitung angeordnet ist. Dieser Kühler beansprucht jedoch sehr viel Bauraum, und in diesem Kühler ergibt sich ein großer Druckverlust in der Rücklaufleitung, was bedeutet, dass eine große Pumpkapazität erforderlich ist, um die Kraftstoffmenge in der Rücklaufleitung zum Tank zurückzubefördern.

EP-0 807 756 lehrt über ein Kraftstoffsystem, bei dem ein Hohlabschnitt eingefügt ist, der axial orientierte Kühlrippen zum Kühlen des Kraftstoffs in der Vorlauf- und Rücklaufleitung des Kraftstoffsystems aufweist. An seinen beiden Enden ist dieser Hohlabschnitt jeweils mittels Schläuchen an die Motor- und Tankinstallation angeschlossen. Der Hohlabschnitt umfasst zwei parallel fließende Leitungen und ist mit Kühlrippen ausgestattet, die es ermöglichen, dass der Kraftstoff auf einfache Weise durch die Luftströme unter dem Fahrzeugboden gekühlt wird.

Das Kraftstoffsystem gemäß EP-0 807 756 beseitigt die mit dem Druckabfall und der großen Pumpkapazität verbundenen Nachteile, und es werden auch normale Röhrchen unter dem Boden verwendet, was gegenüber dem vorherigen Beispiel Platz einspart. Schmutz kann sich jedoch auf diesem Kühlprofil ansammeln, der sich auf und zwischen den Kühlrippen absetzen kann und damit den Kühleffekt reduziert oder sogar einen Isoliereffekt auf die Profilröhrchen ausüben kann. Weiterhin umfasst diese bekannte Art von Kraftstoffrohr mechanische Verbindungsstellen, z. B. Lötverbindungen zwischen beispielsweise Kraftstoffröhrchen, Verbindungsröhrchen und Kühlerröhrchen. Diese Verbindungsstellen bergen das Risiko eines Lecks in sich. Dieses Risiko erhöht sich erheblich, wenn der Kraftstoff in dem Kraftstoffrohr unter Druck zu befördern ist. Es ist daher wünschenswert, in der Lage zu sein, ein Kraftstoffsystem mit einer kleinstmöglichen Anzahl von Verbindungsstellen herzustellen, insbesondere geschweißte Verbindungsstellen und gelötete Verbindungsstellen, um dadurch das Risiko von Lecks zu verringern, die aufgrund einer schwachen Verbindungsstelle entstehen.

Im Falle von Motoren, die auf der Basis kürzlich entwickelter Techniken gegründet sind, kann sich eine deutliche Erhöhung bei Druck und Temperatur des- Kraftstoffs ergeben. Die Temperatur kann sich extrem erhöhen, wodurch sich Probleme bezüglich der Kraftstofftanks ergeben, die aus Kunststoff hergestellt sind, und/oder damit verbundene Bauteile, und gleichermaßen kann der Kraftstoff, z. B. Dieselöl, chemisch mit den Kunststoffteilen des Tanks reagieren, wobei der Tank sowie auch der Kraftstoff Schaden davon tragen können. Weiterhin kann auch der Kraftstoff Schaden davon tragen, beispielsweise als Folge des Siedens bei erhöhten Temperaturen. In dieser Hinsicht ist es bezüglich solcher neuartiger Motorinstallationen von äußerster Wichtigkeit, den Kraftstoff effektiv zu kühlen, und viele Hersteller verlangen somit, dass die Kraftstofftemperatur unterhalb einer geeignet niedrigen Temperatur zu halten ist.

In dieser Hinsicht ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Rohrleitung bereitzustellen, welche die oben erwähnten Nachteile ausräumt und mit welcher vorgeschriebene Anforderungen bezüglich Kühlen eingehalten werden können.

Die Erfindung besteht aus einer Rohrleitung in der oben beschriebenen Art, bei der jeder der Kühlflügel am Grundabschnitt mit Bezug auf das Hohlelement nach unten gebogen ist; und bei der jedes Hohlelement weiterhin Kühlrippen auf den äußeren Bereichen der Kühlflügel umfasst, wobei jede der Kühlrippen mit einem der Kühlflügel an einem Befestigungspunkt verbunden ist und mit Bezug auf den Befes- tigungspunkt eine nach unten geneigte Kühloberfläche aufweist.

Mit der Rohrleitung gemäß der Erfindung zum Kühlen von Kraftstoff ergibt sich eine angemessene Kühlung des Kraftstoffs unter allen Bedingungen. Die besonderen Ausbildungen der Rohrleitung und das oberflächenvergrößernde Mittel verhindern die Ansammlung von Schmutz in den Räumen zwischen den Kühlflügeln oder auf den nach oben weisenden Oberflächenteilen des Profils, da Schmutz, falls vorhanden, von selbst aus den Räumen und dem nach oben weisenden Oberflächenbereich fallen wird. Das oberflächenvergrößernde Mittel auf der Rohrleitung ist damit selbstreinigend.

In einem Ausführungsbeispiel ist die Rohrleitung gemäß der Erfindung ein extrudiertes Aluminiumprofil. Aluminium ist äußerst wärmeleitend und leicht zu verformen, was bedeutet, dass das Profil gemäß diesem Ausführungsbeispiel durch Extrudieren ohne Schwierigkeiten herzustellen ist, und das so gewählte Material vermittelt auch einen angemessenen Kühleffekt. In einem Ausführungsbeispiel der Rohrleitung ist sie mit Innen-Kühlrippen hergestellt. Dadurch ergibt sich ein zusätzliches Kühlen des Flussmediums in der Leitung.

Im Folgenden ist die Erfindung mit weiteren Details und mit Bezug auf die beigelegten Zeichnungen beschrieben, worin

1 eine schematische Darstellung eines Kraftstoffsystems mit einem Profil zum Kühlen von Kraftstoff gemäß der Erfindung ist;

2 eine Schnittansicht eines Profils gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist;

3 eine Schnittansicht eines geformten Profils zur Verwendung als Kraftstoffrohr gemäß der Erfindung ist;

4 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugbodens mit einem Kraftstoffrohr gemäß der Erfindung ist; und

5 eine schematische Ansicht eines Kraftstoffrohrs gemäß der Erfindung ist.

1 zeigt ein Kraftstoffsystem zwischen einem Tank 1 und einem Motor 2. In einer Vorlaufleitung 3 fließt der Kraftstoff vom Tank 1 bis hin zum Motor 2. Überschüssiger Kraftstoff wird zum Tank 1 über eine Rücklaufleitung 4 zurückbefördert. Im Fall eines Diesel-Motors 2 wird ein Teil des Kraftstoffs zur Schmierung von beispielsweise Pumpen im Motor 2 verwendet, und daher übertrifft die zum Motor 2 geförderte Kraftstoffmenge die verbrauchte Menge. Somit kann Kraftstoff in einem Diesel-Motor in einer Menge zirkuliert werden, die etwa dem dreifachen Tankvolumen entspricht.

Der Kraftstoff wird beim Durchlauf durch die Motorinstallation 2 erhitzt und demgemäß ist es notwendig, den Kraftstoff in der Rücklaufleitung 4 zu kühlen. Daher ist die Rücklaufleitung 4 mit einem Kraftstoffrohr gemäß der Erfindung zum Kühlen des dadurch fließenden Kraftstoffs ausgestattet, um sicherzustellen, dass der Kraftstoff weder den Tank wegen zu hoher Temperaturen beschädigt noch die Brennbarkeit des Kraftstoffs wegen chemischer Reaktionen mit Materialien, die mit dem Tank in Verbindung stehen, verringert wird, z. B. durch Sieden, sondern auf einer harmlosen, entsprechend niedrigen Temperatur gehalten wird. Dieses Kraftstoffrohr ist in einem Kühlprofil 5 ausgebildet, wie es in den Schnittansichten der 2 bis 4 dargestellt ist.

2 veranschaulicht das bevorzugte Ausführungsbeispiel eines Profils 5 zum Kühlen von Kraftstoff gemäß der Erfindung. Das Profil 5 ist ein extrudiertes Aluminiumprofil, das ein zentral angeordnetes Hohlelement 6 aufweist, worin eine Rohrleitung 11 ausgebildet ist. Das Profil 5 ist mit zwei Kühlflügeln 7 ausgestattet, die sich gegenüberliegend von dem Hohlelement 6 aus erstrecken. Jeder Kühlflügel 7 weist einen biegbaren Grundabschnitt 8 und einen äußeren Abschnitt 9 auf, der eine Anzahl von Kühlrippen 10 umfasst.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Rohrleitung 11 im Hohlelement 6 mit Innen-Kühlrippen 17 ausgestattet, wodurch der Kühleffekt des Aluminiumprofils noch weiter erhöht wird.

Wie in 3 dargestellt, können die Kühlflügel 7 im Grundabschnitt 8 gebogen werden, wodurch sich bei den Kühlrippen 10 im äußeren Abschnitt 9 nach unten neigende Oberflächen 12 ergeben. Hierdurch wird Schmutz von den Kühlrippen 10 abgleiten, die somit weiterhin einen Kühleffekt bereitstellen. Anwinklung der Kühlflügel 7 bedeutet, dass das Kühlprofil 5 gemäß der Erfindung eine kompakte Erscheinung hat und dabei eine große Kühlfläche beibehält. Da es auch weitgehend selbstreinigend ist, ist das Profil 5 gemäß der Erfindung geeignet zum Einsatz als Kraftstoffrohr. 4 zeigt, wie das Profil 5 unter dem Boden 13 eines Fahrzeugs befestigt werden kann.

Im Zusammenhang mit der Erfindung hat es sich gezeigt, dass die Kühlrippen 10 als Alternative oder zusätzlich auch in dem biegbaren Grundabschnitt 8 angeordnet werden können.

5 zeigt ein mit einem Kühlprofil 5 gemäß der Erfindung ausgestattete Kraftstoffrohr 4. Das Rohr 4 weist eine Anzahl von Abschnitten 14, 15, 16 auf, bei denen die Kühlflügel entfernt worden sind. In den Abschnitten 14 ist das Hohlelement somit weitgehend freigelegt, wodurch Biegungen des Hohlelements erheblich leichter ausgeführt werden können, insbesondere im Hinblick darauf, dass die Biegungen oft in verschiedene Richtungen gehen, da die Ausbildung eines Kraftstoffrohrs eine räumliche Form hat.

Die Kühlflügel 7 können auch durch Abschneiden oder Ähnliches in einem oder mehreren Abschnitten 15 entfernt werden, um Platz für Fittings zu schaffen (nicht dargestellt). An jedem Endabschnitt 16 des Kühlprofils 4 sind die Kühlflügel 7 auch entfernt worden, was bedeutet, dass eine Verbindungsabzweigung in dem Hohlelementbereich 6 angeordnet werden kann, welche der jeweiligen Aufnahmeöffnung in der Tank- oder Motorinstallation 1, 2 entspricht.

Im Zusammenhang mit der Erfindung hat es sich weiterhin gezeigt, dass unter günstigen Umständen zwei oder mehr Rohrleitungen 11 innerhalb des Hohlelements extrudiert werden können.

In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Rohrleitung aus zwei Einheiten angefertigt, indem ein Kühlelement mit Kühlrippen an Oberflächenbereichen eines Hohlelements befestigt ist. In diesem Fall ist das Kühlelement vorzugsweise an Oberflächenbereichen befestigt, die seitwärts oder nach unten gerichtet sind, wobei die Kühlrippen sich dann mit Bezug auf den Rohrbereich nach außen oder nach unten erstrecken. Eine Rohrleitung mit dieser Ausbildung ist zum Befestigen unter dem Boden eines Fahrzeugs geeignet, da es möglich ist, das/die Kühlelement (e) wie gewünscht auf den Bereichen des Rohrs anzuordnen, die nicht gebogen sind und wo sich keine Fittings oder Ähnliches zum Befestigen des Rohrs befinden. Das Kühlelement kann beispielsweise angelötet werden oder durch Verformung am Rohr befestigt werden, um damit eine angemessene Wärmeleitfähigkeit zwischen dem Hohlelement und dem Kühlelement bereitzustellen.


Anspruch[de]
  1. Rohrleitung umfassend:

    ein Hohlelement (5) zum Befördern einer Flüssigkeit darin, wobei das Hohlelement (5) eine äußere Oberfläche hat, wobei ein oberer Bereich der äußeren Oberfläche eine flache oder eine konvexe Form hat;

    Kühlflügel (8), die mit dem Hohlelement verbunden sind und sich von der äußeren Oberfläche des Hohlelements nach außen erstrecken, wobei jeder der Kühlflügel (8) einen Grundabschnitt und einen äußeren Abschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Kühlflügel (8) am Grundabschnitt mit Bezug auf das Hohlelement (5) nach unten gebogen ist; und wobei jedes Hohlelement weiterhin umfasst

    Kühlrippen (7, 9, 10) auf dem äußeren Abschnitt auf jedem der Kühlflügel (8), wobei jede der Kühlrippen (7, 9, 10) mit einem der Kühlflügel (8) an einem Befestigungspunkt verbunden ist und mit Bezug auf den Befestigungspunkt eine nach unten geneigte Kühloberfläche aufweist.
  2. Rohrleitung nach Anspruch 1, wobei die Kühlflügel (8) zwei Kühlflügel umfassen, die auf gegenüberliegenden Seiten der äußeren Oberfläche mit dem Hohlelement (5) verbunden sind.
  3. Rohrleitung nach Anspruch 1, wobei die Kühloberfläche jeder der Kühlrippen (7, 9, 10) so geneigt ist, dass sie sich von dem Hohlelement (5) weg erstreckt.
  4. Rohrleitung nach Anspruch 1, wobei das Hohlelement (5), die Kühlflügel (8) und die Kühlrippen (7, 9, 10) vollständig miteinander verbunden und aus extrudiertem Aluminium gebildet sind.
  5. Rohrleitung nach Anspruch 1, wobei das Hohlelement (5) mindestens einen darin gebildeten Durchfluss aufweist, wobei jeder des mindestens einen Durchflusses Kühlrippen (17) aufweist, die auf einer Innenfläche des Durchflusses ausgebildet sind.
  6. Rohrleitung nach Anspruch 1, wobei das Hohlelement (5) und die Kühlflügel (8) nicht vollständig miteinander verbunden sind, wobei jeder der Kühlflügel (8) an die äußere Oberfläche des Hohlelements (5) anstößt.
  7. Fahrzeug-Kraftstoffsystem umfassend:

    einen Kraftstofftank;

    einen Fahrzeugmotor und

    ein Hohlelement (5), das an dem Tank und dem Motor angeschlossen ist, um Kraftstoff zwischen dem Tank und dem Motor zu befördern, wobei das Hohlelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgebildet ist.
  8. Kraftstoffsystem nach Anspruch 7, wobei mindestens einer der Endbereiche des Hohlelements (5) keine Kühlflügel (8) aufweist und Verbindungsteile beinhaltet, die das Hohlelement (5) mit mindestens dem Motor oder dem Tank verbinden.
  9. Kraftstoffsystem nach Anspruch 7, wobei das Hohlelement (5) ein Kraftstoff-Rücklaufrohr zum Befördern von Kraftstoff vom Motor zum Tank umfasst.
  10. Verfahren zur Herstellung des Kraftstoffsystems nach Anspruch 2, umfassend: Extrudieren des Hohlelements (5), der Kühlflügel und der Kühlrippen als eine einzige, vollständige Einheit; und

    Biegen des Hohlelements (5) an dem mindestens einen Biegungsbereich, um das Hohlelement so zu biegen, dass es zwischen den Motor und den Tank passt.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, weiterhin umfassend:

    Einkerben der Kühlflügel (8), um mindestens einen Abschnitt der Kühlflügel (8) zu entfernen, um so mindestens einen Biegungsbereich zu bilden.
  12. Verfahren nach Anspruch 10, weiterhin umfassend:

    Biegen, nach unten, der jeweiligen Kühlflügel (8) im Biegungsbereich, und zwar so, dass jede Kühloberfläche jeder der Kühlrippen (7, 9, 10) mit Bezug auf den Befestigungspunkt nach unten geneigt ist.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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