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Die
Erfindung betrifft einen Isolationskörper zur thermischen Isolation
eines Fühlers
eines thermischen Expansionsventils an einem Kühlmittelrohr, wobei der Isolationskörper den
Fühler
des thermischen Expansionsventils und zumindest einen Abschnitt
des Kühlmittelrohrs
umschließt
und dadurch der Fühler
in räumlicher
und thermischer Zuordnung zu dem Kühlmittelrohr gehalten ist.
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Thermische
Expansionsventile werden zur Steuerung des Zuflusses von Kühlmittel
zum Wärmetauscher
von Klimageräten
verwendet. Am Ausgang des Wärmetauschers
wird das Kühlmittel
mittels eines Kompressors komprimiert, in einem zweiten Wärmetauscher
durch Umgebungsluft oder durch ein anderes Kühlmittel abgekühlt und
verflüssigt
und der Hochdruckseite des thermischen Expansionsventils zugeführt.
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Die
Klimageräte
können
dabei stationär,
wie zur Klimatisierung von Schaltschränken, Gebäuden oder dergleichen, oder
zur Kühlung
von Flüssigkeiten in
industriellen Prozessen verwendet sein. Die Klimageräte können auch
mobil, wie bei der Klimatisierung eines Kraftfahrzeuges, eingesetzt
sein.
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Zur
Steuerung der korrekten Bemessung des Kühlmittelzuflusses zum Wärmetauscher
kann das thermische Expansionsventil mit einem Fühler versehen sein, der üblicherweise
am Ausgang des Wärmetauschers
angeordnet ist und die sich dort einstellende Kühlmitteltemperatur misst. Der
Fühler
ist im allgemeinen als Kapillarrohr-Fühler ausgelegt. Er enthält eine
Flüssigkeit
und ist über
das Kapillarrohr mit dem thermischen Expansionsventil verbunden. Steigt
die Temperatur des Kühlmittels über einen
voreingestellten Wert ist dies ein Zeichen dafür, dass das Kühlmittel
im Wärmetauscher
verdampft ist. Eine zu hohe Kühlmitteltemperatur
am Ausgang des Wärmetauschers
kann zu einer Überhitzung
des Kompressors führen. Über das
Kapillarrohr öffnet
die sich im Fühler
ausdehnende Flüssigkeit
das thermische Expansionsventil, worauf der Wärmetauscher mit Kühlmittel
befüllt
wird.
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Die
korrekte Funktion des Fühlers
sorgt auch dafür,
dass die Temperatur am Ausgang des Wärmetauschers nicht zu niedrig
ist und kein flüssiges
Kühlmittel
in den Kompressor gelangt. Dies kann bei zu starker Befüllung des
Wärmetauschers
vorkommen. Als Folge davon kann das Schmiermittel im Kompressor
ausgewaschen werden.
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Um
eine möglichst
genaue Regelung der Temperatur am Ausgang des Wärmetauschers zu gewährleisten
ist eine genaue Bestimmung der Kühlmitteltemperatur
notwendig. Dazu wird der Fühler
am Kühlmittelrohr
thermisch isoliert angebracht, so dass der Fühler möglichst die gleiche Temperatur
wie das Kühlmittelrohr
und das Kühlmittel
annimmt. Derzeit wird hierzu ein Isolierschlauch abgelängt, mit
einem Schlitz in axialer Richtung versehen und um die Baueinheit
aus Fühler
und Kühlmittelrohr
gelegt. Der axiale Schlitz wird mit einem Klebeband abgedeckt. Zur Verminderung
von thermischen Verlusten an den Enden der schlauchförmigen Isolation
werden diese mittels Kabelbindern zusammengedrückt. Die Montage des Isolierschlauches
ist somit verhältnismäßig aufwendig.
Es werden mehrere Einzelkomponenten benötigt, die korrekt miteinander
verbunden werden müssen,
um eine gute und gleichbleibende Isolation zu gewährleisten.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, einen Isolationskörper der eingangs erwähnten Art
zu schaffen, die eine schnelle und kostengünstige Anbringung der Isolation
um den Fühler
eines thermischen Expansionsventils ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass der Isolationskörper
als wenigstens zweischaliges Formteil mit einer ersten Teilschale
und einer zweiten Teilschale ausgeführt ist und im zusammengesetzten Zustand
durch die erste Teilschale und die zweite Teilschale ein Aufnahmeraum
ausgebildet ist, in dem der Fühler
und zumindest ein Abschnitt des Kühlmittelrohrs aufgenommen und
geschlossen gehalten sind. Die Formteile können dabei an die Geometrie des
Fühlers
und des Kühlmittelrohrs
angepasst sein, so dass der Aufnahmeraum exakt für die Aufnahme des Fühlers und
des Kühlmittelrohres
ausgelegt ist. Weiterhin können
die Formteile so ausgelegt werden, dass der Zusammenbau eindeutig
vorgegeben ist, was die Fehlermöglichkeiten
bei der Montage deutlich reduziert. Da solche Formteile kostengünstig und in
großen
Stückzahlen
mit gleicher Qualität
herstellbar sind, kann so eine gleichbleibende Fühlerisolation gewährleistet
werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind die Teilschalen des Isolationskörpers mit
einem angeformten Filmscharnier beweglich verbunden. Das Filmscharnier
kann dabei in einem Fertigungsschritt aus dem gleichen Material
wie die Teilschalen gefertigt sein. Das Filmscharnier ermöglicht es,
dass die beiden Teilschalen in ihrer gegenseitigen Position definiert
um den Fühler
und das Kühlmittelrohr
geklappt werden können
und so passgenau um den Fühler
und das Kühlmittelrohr
liegen. Da durch das Filmscharnier die beiden Teilschalen miteinander verbunden
sind ist bei der Montage des Isolationskörpers nur ein Bauteil zu handhaben.
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Um
den Isolationskörper,
nachdem die Teilschalen um den Fühler
und das Kühlmittelrohr
gelegt wurden, verschließen
zu können
sind an die Teilschalen auf den dem Filmscharnier gegenüberliegenden Seiten
eine oder mehrere Verschlusslaschen angeformt sind.
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Dabei
wird eine gute thermische Isolation des Aufnahmeraums erreicht,
wenn im zusammengesetzten Zustand die Verschlusslaschen aneinander
anliegen, so dass möglichst
kein Wärmeaustausch über die
Grenzfläche
zwischen den beiden Verschlusslaschen zwischen dem Aufnahmeraum des
Fühlers
und des Kühlmittelrohrs
und der Umgebung stattfindet. Der Aufnahmeraum ist so auf der einen
Seite von dem Filmscharnier und auf der anderen Seite durch die
aneinander liegenden Verschlusslaschen abgeschlossen.
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Eine
dauerhafter Verschluss der beiden Teilschalen wird erreicht, wenn
die Verschlusslaschen mit Klammern, beispielsweise durch Tackern,
verbunden sind. Eine wieder lösbare
Verbindung der Verschlusslaschen kann hingegen erreicht werden, wenn
diese mittels angeformten Verbindungsnoppen oder Rastelementen miteinander
verbunden sind.
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Da
nur ein Abschnitt des Kühlmittelrohrs
zusammen mit dem Fühler
thermisch isoliert in dem Aufnahmeraum aufgenommen sein kann, muss
das Kühlmittelrohr
von außen
in den Isolationskörper
hinein und wieder heraus geführt
werden. Daher sind vorteilhaft an dem Isolationskörper Durchführungen für das Kühlmittelrohr
vorgesehen, wobei an den Austritten der Durchführungen Dichtlippen angeordnet
sind. Die vorzugsweise federelastisch ausgeführten Dichtlippen schließen dicht
an dem Kühlmittelrohr ab
und verhindern so den Luftaustausch des Aufnahmeraumes mit der Umgebung.
Dabei können
die Dichtlippen aus dem gleichen Material wie der Isolationskörper in
einem Fertigungsschritt an diesen angeformt werden.
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Eine
zusätzliche
seitliche Führung
beim Zusammensetzen der beiden Teilschalen wird dadurch erreicht,
dass an der ersten Teilschale Führungslaschen
und an der zweiten Teilschale komplementär geformte Ausnehmungen angeformt
sind, wobei im montierten Zustand die Führungslaschen der ersten Teilschale
in die Ausnehmungen der zweiten Teilschale eingreifen. Die in die
Ausnehmungen eingreifenden Führungslaschen
führen
dabei auch zu einer Entlastung des Filmscharniers bei seitlichen
mechanischen Belastungen.
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Gute
Isolationseigenschaften des Isolationskörpers werden erreicht, wenn
der Isolationskörper aus
thermisch gut isolierendem Material, vorzugsweise aus einem zellförmigen Material,
hergestellt ist. Handelt es sich dabei um ein Kunststoffmaterial
sind kostengünstige
Verfahren zur seiner Herstellung bekannt.
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Ist
in dem Isolationskörper
wenigstens ein Wärmeleitelement
zur thermischen Verbindung des Fühlers
und des Kühlmittelrohrs
eingebracht, werden Temperaturänderungen
am Kühlmittelrohr über das Wärmeleitelement
schnell an den Fühler
weiter geleitet. Zusammen mit der thermischen Isolation durch den
Isolationskörper
wird so eine schnelle und genaue Bestimmung der Temperatur des Kühlmittelrohrs
ermöglicht.
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Eine
einfache Montage des Isolationskörpers
wird dadurch erreicht, dass der Fühler am Kühlmittelrohr mit einem Federelement
angebracht ist. Der Fühler
lässt sich
daher bereits vor der Montage des Isolationskörpers am Kühlmittelrohr befestigen. Bei
der Montage des Isolationskörpers
ist so mit dem Isolationskörper
nur ein loses Bauteil zu handhaben.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Seitenansicht des geöffneten
Isolationskörpers
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2 einen
Schnitt durch den geöffnete
Isolationskörper
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3 eine
Vorderansicht des montierten Isolationskörpers
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Die 1 zeigt
einen aufgeklappten Isolationskörper 10 zur
Isolation eines Fühlers 20 für ein nicht
dargestelltes thermisches Expansionsventil. Der Isolationskörper 10 ist
dabei als zweischaliges Formteil ausgeführt mit einer ersten Teilschale 11 und einer
zweiten Teilschale 12, welche symmetrisch zur ersten Teilschale 11 ausgelegt
ist. Die Teilschalen 11, 12 sind beweglich mit
einem angeformten Filmscharnier 13 entlang der Symmetrieachse
verbunden. Beide Teilschalen 11, 12 weisen jeweils
eine ebenfalls angeformte Verschlusslasche 17a, b auf der
dem Filmscharnier gegenüberliegenden
Seite der Teilschalen 11, 12 auf. Die Teilschalen 11, 12 umschließen Aufnahmekammern 40, 41 zur
Aufnahme des Fühlers 20 und
eines Abschnittes des Kühlmittelrohrs 30,
an dem die Kühlmitteltemperatur
bestimmt werden soll. In der unteren Teilschale 12 sind
der Fühler 20 mit
seinem zum nicht dargestellten thermischen Expansionsventil verlaufenden
Kapillarrohr 21 und das Kühlmittelrohr 30 in
den Isolationskörper 10 eingelegt.
Der Fühler 20 ist
dabei durch ein Federelement 22 an dem Kühlmittelrohr 30 fixiert.
Mit Hilfe des Federelementes 22 kann der Fühler 20 bereits
vor der Montage des Isolationskörpers 10 an
dem Kühlmittelrohr 30 angebracht
werden, was eine einfache Montage des Isolationskörpers 10 ermöglicht.
Zusätzlich
dient das gut wärmeleitende
Federelement 22 als Wärmebrücke zwischen
dem Kühlmittelrohr 30 und
dem Fühler 20.
Es besteht die Möglichkeit,
weitere Wärmeleitelemente
zwischen dem Kühlmittelrohr
und dem Fühler
anzubringen und so die Reaktionszeit des Fühlers 20 auf Temperaturänderungen des
Kühlmittelrohres 30 zu
verringern.
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Die
Position des Isolationskörpers 10 zum Fühler 20 ist
durch die an die Abmessungen des Fühlers 20 angepasste
Form der Aufnahmekammern 40, 41 vorgegeben. Die
Aufnahmekammern 40, 41 sind durch Anlageflächen 42a,
b, c, d abgeschlossen, an die der Fühler 20 anschlägt, wenn
er zum Beispiel über
das Kapillarrohr 22 eingebrachten Zugkräften ausgesetzt wird.
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Das
Kühlmittelrohr 30 wird über eingeformten
Durchführungen 46a,
b zu der Aufnahmekammer 15 geleitet. Solche Durchführungen 46a,
b sind spiegelbildlich auch in der ersten Teilschale 14 enthalten. Im
montieren Zustand bilden die Aufnahmekammern 14, 15 und
die Durchführungen 46a,
b, c, d einen abgeschlossenen Aufnahmeraum, indem der Fühler 20 und
ein Abschnitt des Kühlmittelrohres 30 aufgenommen
und geschlossen gehalten sind.
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Um
eine gute thermische Isolation zu erreichen, sind an den Enden der
Durchführungen 46a,
b, c, d federelastische Dichtlippen 16a, b, c, d angeformt.
Dabei verjüngen
die Dichtlippen 16a, b, c, d den Durchmesser der Rohrführung. Isolationskörper 10 und
Dichtlippen 16a, b, c, d sind vorzugsweise aus einem elastischen
Material gefertigt, wodurch sich die Dichtlippen 16a, b,
c, d eng um das Kühlmittelrohr 30 legen
können
und auch Kühlmittelrohre 30 verschiedener
Durchmesser gut abdichten können.
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Das
Kapillarrohr 21 des Fühlers 20 wird über eine
Kapillarrohrführung 43 aus
dem Aufnahmeraum geleitet. In der dargestellten Ausführungsform
teilt sich die Kapillarrohrführung
in einen aufgeweiteten inneren Bereich 44 und einen verjüngten äußeren Bereich 45 auf.
Dadurch wird im verjüngten äußeren Bereich 45 das
Kapillarrohr 43 eng von dem Isolationskörper umschlossen und abgedichtet,
während es
im aufgeweiteten Bereich 44 frei geführt wird, ohne dass hier dem
Schließen
der beiden Teilschalen 11, 12 entgegenwirkende
Kräfte
aufgebracht werden.
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Durch
die Teilschalen 11, 12 des Isolationskörper 10,
der vorzugsweise aus einem thermisch hoch isolierenden und leicht
bearbeitbaren Material wie einem geschlossenzellförmigen Kunststoffschaum
herstellt ist, und die die Durchführungsöffnungen abdichtenden Komponenten
Dichtlippen 16a, b, c, d und verjüngter Bereich 45 der
Kapillarrohrführung 45 ist
im montierten Zustand ein abgeschlossener Aufnahmeraum für den Fühler 20 und den
Abschnitt des Kühlmittelrohrs 30 geschaffen,
der thermisch weitestgehend von der Umgebung isoliert ist.
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Stirnseitig
sind an den Teilschalen 11, 12 Führungselemente
in Form von Führungslaschen 18a,
b und Ausnehmungen 19a, b angebracht. Diese greifen bei
der Montage des Isolationskörpers
ineinander und fixieren so die relative Position der beiden Teilschalen 11, 12.
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2 zeigt
eine Ansicht der Anordnung in der in 1 angedeuteten
Schnittebene A-A mit der in der ersten Teilschale 11 eingebrachten
Aufnahmekammer 40 und der in der zweiten Teilschale 12 eingebrachten
Aufnahmekammer 41. In der Aufnahmekammer 41 der
zweiten Teilschale 12 ist der Fühler 20 und das Kühlmittelrohr 30 eingebracht.
Der Fühler 20 ist
durch das Federelement 22 an dem Kühlmittelrohr gehalten. Die
Darstellung verdeutlicht, dass durch Schließen der beiden Teilschalen 11, 12 über das
Filmscharnier 13 ein geschlossener Aufnahmeraum für den Fühler 20 und
das Kühlmittelrohr 30 gebildet
wird.
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3 zeigt
die Vorderansicht eines geschlossenen Isolationskörpers 10.
Dabei greift die an der ersten Teilschale 11 angeformte
Führungslasche 18a in
die komplementär
geformte Ausnehmung 19a der zweiten Teilschale 12 und
verhindert so eine gegenseitige Verschiebung der beiden Teilschalen 11, 12.
Weiterhin entlastet die Führungslasche 18 das Filmscharnier 13 mechanisch.
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Die
einander gegenüber
liegenden Verschlusslaschen 17a und 17b können mit
Metallklammern miteinander verbunden sein. Alternativ können auch
vorgeformte Verbindungs-Noppen und Ausnehmungen vorgesehen sein,
die eine form- oder kraftschlüssige
Verbindung der Verschlusslaschen 17a, b bewirken. Fühler 20 und
Kühlmittelrohr 30 sind
im montierten Zustand vollständig
von dem Isolationskörper 10 umschlossen.
Durch die gute isolierende Wirkung des Isolationskörpers 10 nimmt
der Fühler 20 so
die Temperatur des Kühlmittelrohres 30 und
somit der darin zirkulierenden Kühlflüssigkeit
an.