DE102015108121A1

DE102015108121A1 - Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102015108121A1
Application number: DE102015108121.0A
Authority: DE
Inventors: Philipp Zohren; Thomas Tscheppe; Michael Junginger
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2015-05-22
Filing date: 2015-05-22
Publication date: 2016-11-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug (1) mit mindestens einer Kühlmittelleitung (8) und mit mindestens einer Kältemittelleitung (10). Um die Sicherheit im Betrieb eines Kraftfahrzeugs zu erhöhen, ist der Kühlmittelleitung (8) mindestens eine Sollbrucheinrichtung (15) zugeordnet, die, wenn sie aktiviert wird, mindestens eine Sollbruchstelle (18, 19) in der Kühlmittelleitung (8) so öffnet, dass aus der Kühlmittelleitung (8) austretendes Kühlmittel (28, 29) in eine Umgebung der Kältemittelleitung (10) gelangt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer Kühlmittelleitung und mit mindestens einer Kältemittelleitung. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Kraftfahrzeugs.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2010 004 804 A1 ist eine Kraftfahrzeugklimaanlage mit einem geschlossenen Kältemittelkreislauf bekannt, welcher zumindest einen Kompressor, einen Kondensator, eine Expansionseinrichtung und einen Verdampfer der Klimaanlage strömungstechnisch miteinander verbindet, wobei zumindest eine Not-Ablasseinrichtung für das Kältemittel in einem von heißen Oberflächen abgewandten oder von heißen Oberflächen entfernt liegenden Bereich des Fahrzeugs oder des Kältemittelkreislaufs angeordnet ist, wobei die Not-Ablasseinrichtung eine Berstscheibe und eine elektrisch ansteuerbare Zündeinrichtung aufweist. Aus der europäischen Patentschrift EP 1 519 849 B1 ist eine Klimaanlage für Kraftfahrzeuge mit einem Klimakompressor, mit einem Gaskühler und mit einem Receiver bekannt, mit einer Berstscheibe, welche bei Überschreiten eines bestimmten Drucks durch Bersten das Kältemittel an die Umgebung abgibt und somit eine kritische Drucküberschreitung vermeidet. Aus der deutschen Patentschrift DE 196 46 849 C1 ist eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs mit einem insbesondere brennbaren Kältemittel bekannt, das unter anderem Aggregate und/oder Leitungen im Bereich des Motorraums durchströmt, wobei an einer Stelle, an der das Kältemittel bei einem Unfall des Fahrzeugs relativ ungefährlich austreten kann, ein durch unfallbedingt erzeugte Aufprallenergie aufsteuerbarer Notauslauf vorgesehen ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Sicherheit im Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einer Kühlmittelleitung und mit mindestens einer Kältemittelleitung zu erhöhen.
Die Aufgabe ist bei einem Kraftfahrzeug mit mindestens einer Kühlmittelleitung und mit mindestens einer Kältemittelleitung, dadurch gelöst, dass der Kühlmittelleitung mindestens eine Sollbrucheinrichtung zugeordnet ist, die, wenn sie aktiviert wird, mindestens eine Sollbruchstelle in der Kühlmittelleitung so öffnet, dass aus der Kühlmittelleitung austretendes Kühlmittel in eine Umgebung der Kältemittelleitung gelangt. Dadurch wird eine aktive Maßnahme bereitgestellt, bei der das austretende Kühlmittel, insbesondere die austretende Kühlflüssigkeit (Wasserdampf/Wassernebel) verhindert, dass eine zündfähige Kältemittel-Luftkonzentration bei gleichzeitiger Temperaturabsenkung entsteht. Das Kältemittel ist leicht brennbar. Durch die erfindungsgemäße Kombination der Kühlmittelleitung und der Kältemittelleitung mit der erfindungsgemäßen Sollbrucheinrichtung kann, insbesondere in extremen Betriebssituationen des Kraftfahrzeugs, wie bei einem Unfall oder einer Kollision, durch eine gezielte Beschädigung des Kühlmittelkreislaufs ein mögliches Entzünden des Kältemittels unterbunden werden. Dadurch wird vorteilhaft verhindert, dass bei einem Unfall oder Crash austretendes Kältemittel eine zündfähige Konzentration erreicht.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbrucheinrichtung mindestens eine Berstscheibe oder ein wiederverschliessbares Ventil in der Kühlmittelleitung umfasst. Die Berstscheibe kann auf einfache Art und Weise gezielt aktiviert werden, um mindestens eine Öffnung in der Kühlmittelleitung für den Durchtritt von Kühlmittel freizugeben.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass die der Kühlmittelleitung zugeordnete Sollbrucheinrichtung in der Nähe der Kältemittelleitung angeordnet ist. Dadurch wird auf einfache Art und Weise erreicht, dass das bei Aktivierung der Sollbrucheinrichtung austretende Kühlmittel zu der zu kühlenden Kältemittelleitung gelangt. Außerdem wird wirksam verhindert, dass austretendes Kältemittel eine zündfähige Konzentration erreicht.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass die der Kühlmittelleitung zugeordnete Sollbrucheinrichtung steuerungsmäßig so mit einer Steuerung des Kraftfahrzeugs verbunden ist, dass die Sollbrucheinrichtung bei einem Unfall oder einer Kollision des Kraftfahrzeugs automatisch aktiviert wird. Zu diesem Zweck ist die Steuerung des Kraftfahrzeugs mit geeigneten Sensoren verbunden, die im Betrieb des Kraftfahrzeugs einen Unfall oder eine Kollision erkennen und detektieren.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kraftfahrzeugs ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbrucheinrichtung mindestens eine Sollbruchstelle umfasst, die, wenn sie aktiviert wird, einen gerichteten Austritt von Kühlmittel zu der Kältemittelleitung ermöglicht. Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Sollbrucheinrichtung so ausgeführt und angeordnet, dass mehrere Sollbruchstellen freigegeben werden, die durch mehrere Öffnungen einen gerichteten Austritt von Kühlmittel zu einem größeren Abschnitt der Kältemittelleitung ermöglichen. Dadurch wird die Kühlwirkung deutlich verbessert und wirksam verhindert, dass austretendes Kältemittel eine zündfähige Konzentration erreicht.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die der Kühlmittelleitung zugeordnete Sollbrucheinrichtung bei einem Unfall oder einer Kollision des Kraftfahrzeugs automatisch aktiviert wird. Der Unfall oder die Kollision des Kraftfahrzeugs wird mit Hilfe von geeigneten Sensoren im Betrieb des Kraftfahrzeugs erkannt. Über eine Steuerung des Kraftfahrzeugs wird die Sollbrucheinrichtung dann aktiviert.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel aus der Kühlmittelleitung der Kältemittelleitung so zugeführt wird, dass das Kühlmittel in der Umgebung der Kältemittelleitung verdampft. Zum Verdampfen des Kühlmittels in der Umgebung der Kältemittelleitung wird Verdampfungswärme benötigt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die zum Verdampfen des Kühlmittels in der Umgebung der Kältemittelleitung benötigte Verdampfungswärme dem Kältemittel in der Kältemittelleitung und/oder aus der Kältemittelleitung austretendem Kältemittel entzogen wird. Durch Verdampfen des Kühlmittels, insbesondere der Kühlflüssigkeit, kann auf einfache Art und Weise eine effektive Kühlung, des Systems, insbesondere des Kältemittels in der Kältemittelleitung, bewirkt werden. Ebenfalls wird eine kritische Konzentration von zündfähigem, austretendem Kältemittel reduziert.
Die Erfindung betrifft auch eine Kühlmittelleitung für ein vorab beschriebenes Kraftfahrzeug. Die Kühlmittelleitung mit der erfindungsgemäßen Sollbrucheinrichtung ist separat handelbar.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist.
Die einzige beiliegende Figur zeigt vereinfacht ein Kraftfahrzeug mit einer Kühlmittelleitung, einer Kältemittelleitung und einer erfindungsgemäßen Sollbrucheinrichtung.
In der beiliegenden Figur ist ein Kraftfahrzeug 1 mit einer Karosserie 5 und zwei Vorderrädern 2, 3 stark vereinfacht dargestellt. In dem Kraftfahrzeug 1 ist eine Klimaanlage 6 mit einer Kühlmittelleitung 8 und einer Kältemittelleitung 10 angeordnet.
Die Kühlmittelleitung 8 dient zum Durchführen von Kühlmittel, zum Beispiel Kühlwasser. Die Kältemittelleitung 10 dient zum Durchführen von Kältemittel, insbesondere einem speziellen Kältemittel, das leicht entflammbar ist. Bei dem speziellen Kältemittel handelt es sich zum Beispiel um ein 2,3,3,3-Tetrafluorpropen, das brennbar ist und auch als R1234YF bezeichnet wird.
Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung ist der Kühlmittelleitung 8 eine Sollbrucheinrichtung 15 zugeordnet, die im Falle eines detektierten Unfalls aktiviert wird, so dass Kühlflüssigkeit aus der Kühlmittelleitung 8 austritt und ein mögliches Entzünden des Kältemittels in der Kältemittelleitung 10 beziehungsweise von aus der Kältemittelleitung 10 austretendem Kältemittel wirksam unterbindet.
Die Sollbrucheinrichtung 15 umfasst eine Berstscheibe 16, die, wenn sie aktiviert wird, zwei Sollbruchstellen 18, 19 in der Kühlmittelleitung 8 für den Austritt von Kühlmittel aus der Kühlmittelleitung 8 freigibt.
Die Sollbrucheinrichtung 15 mit der Berstscheibe 16 ist steuerungsmäßig mit einer Steuerung 20 des Kraftfahrzeugs 1 verbunden. Durch einen Pfeil 24 und ein Blitzsymbol 25 ist angedeutet, dass die Sollbruchstellen 18, 19 in der Berstscheibe 16 brechen oder bersten, wenn die Sollbrucheinrichtung 15 aktiviert wird.
Durch Wolkensymbole 28 und 29 ist aus der Kühlmittelleitung 8 austretendes Kühlmittel angedeutet. Das austretende Kühlmittel 28, 29 verdampft in der Umgebung der Kältemittelleitung 10. Dadurch wird die Umgebungstemperatur in der Umgebung der Kältemittelleitung 10 herabgesenkt und wirksam verhindert, dass austretendes Kältemittel eine zündfähige Konzentration erreicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102010004804 A1 [0002]
EP 1519849 B1 [0002]
DE 19646849 C1 [0002]

Claims

Kraftfahrzeug (1) mit mindestens einer Kühlmittelleitung (8) und mit mindestens einer Kältemittelleitung (10), dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelleitung (8) mindestens eine Sollbrucheinrichtung (15) zugeordnet ist, die, wenn sie aktiviert wird, mindestens eine Sollbruchstelle (18, 19) in der Kühlmittelleitung (8) so öffnet, dass aus der Kühlmittelleitung (8) austretendes Kühlmittel (28, 29) in eine Umgebung der Kältemittelleitung (10) gelangt.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbrucheinrichtung (15) mindestens eine Berstscheibe (16) oder ein wiederverschliessbares Ventil in der Kühlmittelleitung (8) umfasst.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der Kühlmittelleitung (8) zugeordnete Sollbrucheinrichtung (15) in der Nähe der Kältemittelleitung (10) angeordnet ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der Kühlmittelleitung (8) zugeordnete Sollbrucheinrichtung (15) steuerungsmäßig so mit einer Steuerung (20) des Kraftfahrzeugs (1) verbunden ist, dass die Sollbrucheinrichtung (15) bei einem Unfall oder einer Kollision des Kraftfahrzeugs (1) automatisch aktiviert wird.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbrucheinrichtung (15) mindestens eine Sollbruchstelle (18, 19) umfasst, die, wenn sie aktiviert wird, einen gerichteten Austritt von Kühlmittel (28, 29) zu der Kältemittelleitung (10) ermöglicht.
Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbrucheinrichtung (15) aktiviert wird, um der Kältemittelleitung (10) Kühlmittel (28, 29) aus der Kühlmittelleitung (8) zuzuführen.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die der Kühlmittelleitung (8) zugeordnete Sollbrucheinrichtung (15) bei einem Unfall oder einer Kollision des Kraftfahrzeugs (1) automatisch aktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel (28, 29) aus der Kühlmittelleitung (8) der Kältemittelleitung (10) so zugeführt wird, dass das Kühlmittel (28, 29) in der Umgebung der Kältemittelleitung (10) verdampft.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Verdampfen des Kühlmittels (28, 29) in der Umgebung der Kältemittelleitung (10) benötigte Verdampfungswärme dem Kältemittel in der Kältemittelleitung (10) und/oder aus der Kältemittelleitung (10) austretendem Kältemittel entzogen wird.
Kühlmittelleitung (8) für ein Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.