DE102006051687A1 - Mechanische Verbindung eines Wärmeübertragerrohrs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine mechanische Verbindung eines Wärmeübertragerrohrs an einer Deckelplatte (2, 3) einer Baueinheit (AkkulWT) aus einem inneren Wärmeübertrager mit Akkumulator (5), wobei die Baueinheit ein Gehäuse (1) mit oberer und unterer Deckelplatte (2, 3) und darin angeordnetem Akkumulator (5) für das flüssige Kältemittel bei Niederdruck umfasst und ein Wärmeübertragerrohr (4) für das Kältemittel bei Hochdruck wendelförmig im Spalt mti der Spaltbreite s zwischen dem Akkumulator (5) und dem Gehäuse (1) ausgebildet ist. Bei der Einbindung des Wärmeübertragerrohrs (4) sind zwei Dichtungsebenen vorgesehen. Dabei ist eine Dichtungsebene an den Rohrenden (15) des Wärmeübertragerrohrs (4) für die mechanische Verbindung des Wärmeübertragerrohrs (4) mit den Deckelplatten (2, 3) von innen ausgebildet. Weiterhin sind innerhalb der Deckelplattendurchgänge am Hochdruckeingang (9) und am Hochdruckausgang (10) des inneren Wärmeübertragers zu den Konturen von einem inneren Verbindungsbereich (11) des Wärmeübertragerrohres (4) jeweils passende weibliche Konturen ausgebildet. Eine zweite Dichtungsebene mit einem äußeren Verbindungsbereich (19) ist vorgesehen, die die Deckelplatten (2, 3) mit den Kältemittelleitungen nach außen verbindet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine mechanische Verbindung eines Wärmeübertragerrohrs an einer Deckelplatte einer Baueinheit (AkkuIWT) aus einem Inneren Wärmeübertrager mit Akkumulator.
  • Der kombinierte Akkumulator mit Innerem Wärmeübertrager vereinigt die Funktionalitäten der beiden Einzelkomponenten in einem Bauteil. Das kombinierte Bauteil wird vorzugsweise in mobilen R744-Kälteanlagen eingesetzt, insbesondere in Kältemittelkreisläufen für die Fahrzeugklimatisierung. Im Vergleich zu den Einzelkomponenten passt sich das kombinierte und damit kompakte Bauteil „AkkuIWT" besser dem begrenzten Platzangebot im Motorraum an und wirkt sich zudem kostengünstig auf das Gesamtsystem der mobilen Kälteanlage aus.
  • Der Akkumulator ist in einer Kältemaschine oder Wärmepumpe dem Verdampfer nachgeschaltet und hat die Aufgabe, unterschiedliche Kältemittelfüllmengen, aufgrund verschiedener Betriebsbedingungen, aufzufangen und eine Kältemittelreserve vorzuhalten, um die im Wartungsintervall auftretenden Leckageverluste auszugleichen. Die Funktion des Inneren Wärmeübertragers besteht darin, zur Unterkühlung systemintern Energie von der warmen Hochdruckseite an die kalte Niederdruckseite (Saugseite) zu übertragen, die ihrerseits dadurch erhitzt bzw. überhitzt wird.
  • Die Kombination von Akkumulator und Innerem Wärmeübertrager kann durch eine koaxiale Bauweise aus zwei konzentrisch angeordneten Behältern realisiert werden. Der innere Behälter übernimmt die Funktion des Akkumulators. Im Ringspalt, zwischen innerem und äußerem Behälter, befindet sich der Innere Wärmeübertrager. Dieser besteht meist aus einem zur Rohrwendel aufgewickelten Wärmeübertragerrohr, das koaxial im Spalt zwischen innerem und äußerem Behälter angeordnet ist. Diese Rohrwendeln können aus Glattrohren, Rippenrohren oder aus zu Bündeln zusammengefassten Rohren bestehen. So ist aus der DE 31 19 440 A1 ein Anlagen-Wärmeaustauscher für Kälteanlagen bekannt, der einen innerhalb eines äußeren Behälters angeordneten Innenbehälter aufweist, wobei im Zwischenraum zwischen beiden Behältern eine Rohrschlange für das vom Kondensator zum Verdampfer strömende Kältemittel angeordnet ist. Dabei mündet die Austrittsleitung des Verdampfers in diesen Zwischenraum, der über eine Überströmöffnung mit dem Innenbehälter verbunden ist, aus dem die Absaugung zum Kompressor erfolgt.
  • In der DE 102 61 886 A1 wird ein Wärmetauscher mit zwei Wänden unterschiedlichen Umfangs beschrieben, bei dem sich die Wand mit dem kleineren Umfang innerhalb des größeren Umfangs der anderen Wand befindet. An einem oberen Abschnitt der ersten Wand und an einem oberen Abschnitt der zweiten Wand ist ein Deckel und an den beiden unteren Abschnitten der beiden Wände ein Boden befestigt. Zwischen den beiden Wänden befindet sich eine Spiralrohrleitung, die wenigstens zum Teil weder die erste noch die zweite Wand berührt.
  • Demnach befinden sich bei einem AkkuIWT der Innere Wärmeübertrager und der Akkumulator üblicherweise in einem zylindrischen Gehäuse, das über die Anschlüsse an den Stirnflächen nach außen führt. Für diese Anschlüsse müssen die inneren Rohrenden vorzugsweise von innen mit den Deckeln des Gehäuses verbunden werden. Die bisherigen Lösungen, die aus den Dokumenten des Standes der Technik hervorgehen, sind dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrischen Enden der Rohrwendeln durch das äußere Gehäuse geführt und durch Schweißen, Löten oder mit Hilfe von Verschraubungen nach außen abgedichtet werden. Die weitere Anbindung der Komponenten erfolgt immer über eine zweite Verschraubung an den gleichen, aus dem Inneren des AkkuIWT durchgeführten Rohrenden. Der Nachteil einer solchen Lösung ist darin begründet, dass die lang von der Komponente abstehenden Verbindungsstellen sehr sensibel gegenüber Beschädigungen sind.
  • Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Verbindung der Rohre bei der Durchführung durch den Deckel bzw. den Behälterboden mittels stoffschlüssigen Fügens durch Schweißen oder Löten erfolgt und aufwendig, teuer und nicht sehr prozesssicher ist. So kann zum Beispiel der Wärmeeintrag beim stoffschlüssigen Fügen die mechanischen Eigenschaften der Werkstoffe negativ beeinflussen. Dies hat wiederum zur Folge, dass sich bei der mechanischen Auslegung höhere Wandstärken ergeben bzw. hochwertigere Materialien verwendet werden müssen, welche meist auch teurer in der Verarbeitung sind. Des Weiteren ist eine kostengünstige Bauform nicht durch stoffschlüssiges Fügen von außen zu realisieren.
  • Für die stoffschlüssige Verbindung von innen ergeben sich einerseits die gleichen Nachteile wie die oben genannten Nachteile für das stoffschlüssige Fügen von außen. Andererseits muss beim Fügen der unteren Verbindung die Rohrwendel um eine bestimmte Länge L aus dem Gehäuse gezogen werden. Dabei besteht die Gefahr, dass die Rohrwendel zerstört wird.
  • Für eine Pressverbindung wird bei herkömmlichen Kaltumformungen das Glattrohr an einer Geraden-Länge gefasst und dann mit Kraftaufwand in Axial-Richtung umgeformt. Nachteilig dabei ist, dass sich durch den Platzbedarf der beiden Fasslängen L die Anzahl der Windungen der Rohrwendel und damit die Wärmeübertragungsfläche zwischen Akkumulator und Innerem Wärmeübertrager respektive Wärmeleistung bei gleicher Größe der Komponenten verringert. Die Höhe des nutzbaren Inneren Wärmeübertragers verringert sich somit um die zwei Fasslängen L. Das heißt, dass für das Fügen durch Kaltumformung oft nicht genügend Platz zur Verfügung steht. Außerdem muss beim Fügen der zweiten Verbindung die Rohrwendel um die Fasslänge L aus dem Gehäuse gezogen werden. Wie bereits erwähnt, besteht dabei die Gefahr, dass die Rohrwendel zerstört wird.
  • Schraubverbindungen schließen sich bei mehr als zwei Anschlüssen aus.
  • Die Aufgabe der Erfindung liegt in der Realisierung einer sicheren und kostengünstigen mechanischen Verbindung eines Inneren Wärmeübertragers (IWT) an Bauteildeckel und Bauteilbehälter.
  • Die Lösung der Aufgabe besteht in einer mechanischen Verbindung eines inneren Wärmeübertragerrohrs (IWT) an einer Deckelplatte einer Baueinheit aus einem Inneren Wärmeübertrager mit Akkumulator, deren Merkmale im Folgenden aufgeführt sind.
  • Die Konzeption der Erfindung besteht darin, dass die Rohrenden der Hochdruckpassage des Inneren Wärmeübertragers mit den Deckelplatten bzw. mit dem Behälterboden von innen verbunden werden. Das heißt, dass die Verbindungsstelle des Inneren Wärmeübertragers an den Bauteildeckel in das Innere des Bauteils verlegt wird. Dabei sind erfindungsgemäß zwei Arten von Dichtungsebenen vorgesehen.
  • Eine erste, äußere Dichtungsebene sichert jeweils die Abdichtung des Bauteils nach außen zur Umgebung ab und wird vorzugsweise mit für automobile Anwendungen zugelassenen Verbindungstechniken realisiert.
  • Die Verbindungen des Wärmeübertragerrohrs mit dem Bauteildeckel von innen stellen die zweite Dichtungsebene dar und sind erfindungsgemäß von der ersten, äußeren Dichtungsebene abgekoppelt. Die zweite, innere Dichtungsebene soll verhindern, dass das Kältemittel intern aus dem unter Hochdruck stehenden Innenraum des Wärmeübertragers in den unter Niederdruck stehenden äußeren Raum des Wärmeübertragers strömt. Bei der Erfindung wird ausgenutzt, dass die Anforderungen an die Dichtheit der innen liegenden Verbindungen im Vergleich zur Dichtheit zur Umgebung des Systems geringer sind. Eine Verbindung, die im Inneren des Bauteils bzw. Bauteildeckels angeordnet ist, muss demnach nur relativ dicht sein, weil eine geringe Leckage nach innen im Gegensatz zum Verlust des Kältemittels nach außen tolerierbar ist. Auf diese Weise wird stoffschlüssiges Fügen, wie Schweißen oder Löten, an der Verbindung des Bauteils mit dem Wärmeübertragerrohr unnötig, was zu Kostenvorteilen führt.
  • Der Innere Wärmeübertrager bildet mit einem Akkumulator eine Baueinheit (AkkuIWT). Das kombinierte Bauteil (AkkuIWT) ist durch ein Gehäuse mit oberer und unterer Deckelplatte begrenzt. In dem Gehäuse ist der Akkumulator angeordnet, in dem das flüssige Kältemittel bei Niederdruck gesammelt wird. Das Wärmeübertragerrohr für das Kältemittel bei Hochdruck ist wendelförmig im Spalt mit der Spaltbreite s zwischen dem Akkumulator und dem Gehäuse ausgebildet. Erfindungsgemäß besitzt das Wärmeübertragerrohr an seinen Rohrenden Verbindungsbereiche für die mechanische Verbindung des Wärmeübertragerrohrs mit den Deckelplatten von innen. Dabei weisen die Deckelplatten innerhalb der Deckelplattendurchgänge am Hochdruckeingang und am Hochdruckausgang des Inneren Wärmeübertragers die zur Kontur des Verbindungsbereiches des Wärmeübertragerrohrs passende weibliche Kontur auf.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführung sind die Verbindungsbereiche des Wärmeübertragerrohrs für die Verbindung zu den Deckelplatten von innen mit einem Außengewinde versehen. Die Deckelplatten weisen im Deckelplattendurchgang jeweils ein dazu passendes Innengewinde auf, so dass das Wärmeübertragerrohr in die Deckelplatten geschraubt werden kann.
  • Vorteilhafterweise sind in der oberen Deckelplatte der Niederdruckeingang und der Hochdruckausgang des Kältemittelkreislaufs integriert. In der unteren Deckelplatte sind dann dementsprechend der Niederdruckausgang und der Hochdruckeingang des Kältemittelkreislaufes vorgesehen. Nach Einschrauben des Wärmeübertragerrohrs in die jeweilige Deckelplatte erfolgt vorzugsweise eine Kaltumformung des Wärmeübertragerrohrs, bei der die Abstützung in axialer Richtung durch die ineinander verschraubten Gewinde gewährleistet wird.
  • Die Dichtung der mechanischen Verbindung erfolgt in einer vorteilhaften Ausführung durch Formen einer Dichtkontur vor dem Gewinde. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Dichtung durch Formen einer Dichtkontur vor dem Gewinde und Verpressen des Gewindes realisiert. Zusätzlich dazu kann das Wärmeübertragerrohr nach dem Gewinde verformt werden. Gemäß einer weiteren Ausführung kann die Dichtung auch ohne Formen einer Dichtkontur durch alleiniges Verpressen des Gewindes erfolgen.
  • Alternativ können statt einer Kaltumformung auch radial abdichtende Dichtungselemente eingesetzt werden. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die mechanische Verbindung eines Inneren Wärmeübertragers (IWT) an den Bauteildeckel mit Hilfe von Gewinde und Dichtung realisiert. Dabei ist der Verbindungsbereich des wendelförmigen Wärmeübertragerrohrs mit einem Außengewinde versehen. Es ist aber auch eine besonders vorteilhafte Variante einer radialen Dichtung ohne Gewinde möglich. Entfällt das Gewinde, vereinfacht sich das Fügen der Komponente erheblich. Wenn ein solches Dichtungselement ohne Gewinde Anwendung findet, ist sowohl eine mechanische Verbindung des Wärmeübertragerrohrs mit dem Bauteildeckel als auch mit dem Bauteilbehälter möglich.
  • Vorteilhafterweise wird dabei eine Dichtung auf das Rohrende des Wärmeübertragerrohrs gebracht. Diese Dichtung kann einerseits eine zylindrische Dichtung aus elastischem bzw. plastischem Material sein, z. B. in Form eines Teflon-Dichtringes. Andererseits kann als Dichtung auch eine O-Ring-Dichtung dienen, wobei ein bzw. auch mehrere O-Ringe möglich sind.
  • Die Deckelplatten weisen jeweils ein zum Außengewinde passendes Innengewinde auf. Der Verbindungsbereich des Wärmeübertragerrohrs wird in die Deckelplatte geschraubt. Die Dichtung wird dann vorteilhafterweise durch radiales Verpressen des Dichtungselements erzielt. Ein Dichten in axialer Richtung ist dabei nicht von Vorteil, weil dadurch die richtige Position der Deckelplatte zur Spirale des Wärmeübertragerrohrs nicht erreicht werden kann.
  • Entsprechend eines alternativen Lösungsansatzes für die Aufgabe der Erfindung kann das Rohrende des wendelförmigen Wärmeübertragerrohrs zylindrisch glatt belassen werden. Die Deckel erhalten dann die entsprechende weibliche Kontur. Die Wendel wird entsprechend dieser Lösung in den Deckel gesteckt und mit einem Reibschweißdorn, der durch den Anschluss geführt wird, im Deckel verschweißt.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
  • 1a: kombiniertes Bauteil (AkkuIWT) aus Innerem Wärmeübertrager und Akkumulator, Stand der Technik;
  • 1b: kombiniertes Bauteil (AkkuIWT) aus Innerem Wärmeübertrager und Akkumulator, bei dem die Rohrwendel zum inneren Verschweißen an den Deckel herausgezogen ist, Stand der Technik;
  • 2: kombiniertes Bauteil aus Innerem Wärmeübertrager und Akkumulator, nach Fügen durch Kaltverformung, Stand der Technik;
  • 3: mechanische Verbindung des Wärmeübertragerrohrs mit der oberen oder der unteren Deckelplatte durch Verschraubung und Formprozess, wobei
  • 3a: das Wärmeübertragerrohr und eine Deckelplatte vor der Verschraubung,
  • 3b: das Wärmeübertragerrohr und eine Deckelplatte nach der Verschraubung, vor dem Aufweiten des Gewindes durch einem Dorn, und
  • 3c: die realisierte mechanische Verbindung zeigt;
  • 4: mechanische Verbindung des Wärmeübertragerrohres mit der oberen oder der unteren Deckelplatte mit Gewinde und Dichtung, gemäß
  • 4a: mit einer O-Ring-Dichtung und gemäß
  • 4b: mit einer zylindrischen Dichtung;
  • 5: mechanische Verbindung des Wärmeübertragerrohres mit der oberen oder der unteren Deckelplatte ohne Gewinde und mit O-Ring-Dichtung, gemäß
  • 5a mit einem O-Ring und gemäß
  • 5b mit zwei O-Ringen.
  • In 1a ist ein kombiniertes Bauteil (AkkuIWT) aus Innerem Wärmeübertrager und Akkumulator gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Dieses Bauteil besteht aus einem Inneren Wärmeübertrager mit wendelförmigem Wärmeübertragerrohr, der mit einem Akkumulator eine Baueinheit bildet. Der Innere Wärmeübertrager besteht aus einem Gehäuse 1, welches kreiszylindrisch mit dem Innendurchmesser D ausgestaltet ist. Das Gehäuse 1 wird begrenzt durch eine obere Deckelplatte 2 und eine untere Deckelplatte 3. In der oberen Deckelplatte 2 ist der Niederdruckeingang 6 sowie der Hochdruckausgang 10 integriert. In die untere Deckelplatte 3 ist der Niederdruckausgang 8 und der Hochdruckeingang 9 integriert. Im Innenraum ist der Akkumulator 5 in Form eines konzentrisch angeordneten und unten verschlossenen Zylinders mit dem Durchmesser d platziert. In der oberen Deckfläche des Akkumulator-Zylinders befindet sich die Öffnung für den Niederdruckeingang 6 neben einer als Überlauf 7 ausgebildeten Öffnung. Das Kältemittel mit Hochdruck durchströmt das sich von der unteren Deckelplatte 3 erstreckende wendelförmige Wärmeübertragerrohr 4, welches im Spalt mit der Spaltbreite s zwischen dem Akkumulator 5 und dem Gehäuse 1 angeordnet ist und sich koaxial entlang der äußeren Wandung des Akkumulators 5 von unten nach oben wendelt, um den Inneren Wärmeübertrager über den Hochdruckausgang 10 durch die obere Deckelplatte 2 hindurch zu verlassen. Wie in 1b dargestellt, muss beim Fügen der unteren Verbindung das wendelförmige Wärmeübertragerrohr 4 mit der Länge L aus dem Gehäuse 1 gezogen werden, wobei die Gefahr besteht, dass dieses dabei zerstört wird. (Stand der Technik).
  • 2 verdeutlicht den Nachteil bei herkömmlichen Kaltumformungen von Glattrohren gemäß dem Stand der Technik. Dabei wird das wendelförmige Wärmeübertragerrohr 4 an einer Geraden-Länge gefasst und dann mit Kraftaufwand in Axial-Richtung umgeformt. Nachteilig hierbei ist, dass sich, wie durch den Platzbedarf der beiden Fasslängen L bestimmt, die Anzahl der Windungen des wendelförmigen Wärmeübertragerrohrs 4 und damit die Austauscherfläche, respektive Wärmeleistung, bei gleicher Komponentengröße verringert. Die Höhe des nutzbaren Inneren Wärmeübertragers verringert sich um 2 × L, wie in 2 veranschaulicht wird. Außerdem muss beim Formen der unteren Verbindung das wendelförmige Wärmeübertragerrohr 4 um die Länge L aus dem Gehäuse 1 gezogen werden. Dabei besteht die Gefahr, dass das Wärmeübertragerrohr 4 zerstört wird.
  • In 3 wird die Verbindung des wendelförmigen Wärmeübertragerrohrs 4 mit der oberen Deckelplatte 2 oder der unteren Deckelplatte 3 veranschaulicht. Die mechanische Verbindung ist durch einen Formprozess erhältlich. Gemäß 3a ist der innere Verbindungsbereich 11 des wendelförmigen Wärmeübertragerrohrs 4 mit einem Außengewinde 12 versehen. Die Deckelplatten 2, 3 haben ein dazu passendes Innengewinde 13. Vor dem Formprozess wird der innere Verbindungsbereich 11 des wendelförmigen Wärmeübertragerrohrs 4 zunächst in den Deckel 2, 3 geschraubt. Wenn die Gewinde 12, 13 gemäß 3b miteinander verschraubt sind, wird die Kaltumformung durchgeführt. Dabei wird die Abstützung in axialer Richtung durch die ineinander verschraubten Gewinde 12, 13 realisiert.
  • Die Dichtung des inneren Verbindungsbereiches 11 vom wedelförmigen Wärmeübertragerrohr 4 zu den Deckelplatten 2, 3 kann erfolgen durch:
    • 1. Formen einer Dichtkontur vor den Gewinden 12, 13;
    • 2. Formen einer Dichtkontur vor den Gewinden 12, 13 und Verpressen der Gewinde 12, 13, wobei das Wärmeübertragerrohr 4 mit dem Außengewinde 12 durch einen Dorn 18 aufgeweitet und in die Bohrung mit dem Innengewinde 13 gepresst oder verpresst wird, wodurch das Spiel und die Bewegungsfreiheit der Gewinde 12, 13 zu Gunsten der Dichtheit verloren gehen;
    • 3. Formen einer Dichtkontur vor den Gewinden 12, 13 und Verpressen der Gewinde 12, 13 mit einem Dorn 18 zum Aufweiten und zusätzliches Verformen des Wärmeübertragerrohres 4 nach dem Gewinde 12;
    • 4. Alleiniges Verpressen der Gewinde 12, 13 mit einem Dorn 18 zum Aufweiten.
  • Der äußere Verbindungsbereich 19 an den Deckelplatten 2, 3 weist Anschlüsse für die Hochdruckkältemittelleitungen auf.
  • 3c zeigt die realisierte mechanische Verbindung des Inneren Wärmeübertragers (IWT) an die obere bzw. untere Deckelplatte 2, 3.
  • 4 zeigt die mechanische Verbindung mit Gewinde und Dichtung. Dabei ist der innere Verbindungsbereich 11 des wendelförmigen Wärmeübertragerrohrs 4 mit einem Außengewinde 12 versehen. Zusätzlich wird eine Dichtung 14 auf das Rohrende 15 des wendelförmigen Wärmeübertragerrohres 4 aufgebracht. Eine solche Ausführung gemäß 4 ist aus montagetechnischen Gründen besonders vorteilhaft. Alternativ kann die Dichtung aber auch in einer Nut in jeweiligen Deckel 2, 3 statt auf dem Wärmeübertragerrohr 4 platziert werden. Die Dichtung 14 kann einerseits, wie in der 4b dargestellt, eine zylindrische Dichtung 16 aus elastischem bzw. plastischem Material sein, z. B. in Form eines Teflon-Dichtringes. Andererseits kann als Dichtung 14 auch eine O-Ring-Dichtung 17 gemäß 4a dienen, wobei ein bzw. auch mehrere O-Ringe möglich sind. Die Deckelplatten 2, 3 weisen ein Innengewinde 13 auf. Der innere Verbindungsbereich 11 des wendelförmigen Wärmeübertragerrohrs 4 wird in die jeweilige Deckelplatte 2, 3 geschraubt. Die Dichtung 14 wird durch radiales Verpressen des jeweils verwendeten Dichtungselements 16, 17 erzielt. Ein Dichten in axialer Richtung ist nicht von Vorteil, weil dadurch die richtige Position der jeweiligen Deckelplatte 2, 3 zur Spirale des wendelförmigen Wärmeübertragerrohrs 4 nicht erreicht werden kann.
  • 5 zeigt eine besonders bevorzugte Ausführung der mechanischen Verbindung, die zumindest eine O-Ring-Dichtung 17 aufweist, wobei im Unterschied zu den anderen Ausführungen kein Gewinde vorgesehen ist. Dabei wird gemäß 5a eine Dichtung 14 in Form einer O-Ring-Dichtung 17 als Dichtungselement auf das Rohrende 15 des wendelförmigen Wärmeübertragerrohrs 4 aufgebracht. Dagegen zeigt 5b eine Ausführung mit zwei übereinander positionierten O-Ring-Dichtungen 17. Die Dichtung 14 wird durch radiales Verpressen der mindestens einen O-Ring-Dichtung 17 erzielt.
  • 1
    Gehäuse
    2
    obere Deckelplatte
    3
    untere Deckelplatte
    4
    Wärmeübertragerrohr
    5
    Akkumulator
    6
    Niederdruckeingang
    7
    Überlauf
    8
    Niederdruckausgang
    9
    Hochdruckeingang
    10
    Hochdruckausgang
    11
    Verbindungsbereich, innerer
    12
    Außengewinde
    13
    Innengewinde
    14
    Dichtung
    15
    Rohrende
    16
    zylindrische Dichtung, Dichtungselement
    17
    O-Ring-Dichtung, Dichtungselement
    18
    Dorn zum Aufweiten
    19
    Verbindungsbereich, äußerer
    s
    Spaltbreite
    d
    Durchmesser des Akkumulators 5
    D
    Innendurchmesser des Gehäuses 1
    L
    Fasslänge

Claims (16)

  1. Mechanische Verbindung eines Wärmeübertragerrohrs (4) an einer Deckelplatte (2, 3) einer Baueinheit (AkkuIWT) aus einem Inneren Wärmeübertrager mit Akkumulator (5), wobei die Baueinheit ein Gehäuse (1) mit oberer und unterer Deckelplatte (2, 3) und darin angeordnetem Akkumulator (5) für das flüssige Kältemittel bei Niederdruck umfasst und ein Wärmeübertragerrohr (4) für das Kältemittel bei Hochdruck wendelförmig im Spalt mit der Spaltbreite s zwischen dem Akkumulator (5) und dem Gehäuse (1) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Einbindung des Wärmeübertragerrohrs (4) zwei Dichtungsebenen vorgesehen sind, wobei eine Dichtungsebene an den Rohrenden (15) des Wärmeübertragerrohrs (4) für die mechanische Verbindung des Wärmeübertragerrohrs (4) mit den Deckelplatten (2, 3) von innen ausgebildet ist, wobei innerhalb der Deckelplattendurchgänge am Hochdruckeingang (9) und am Hochdruckausgang (10) des Inneren Wärmeübertragers zu den Konturen von einem inneren Verbindungsbereich (11) des Wärmeübertragerrohres (4) jeweils passende weibliche Konturen ausgebildet sind und dass eine zweite Dichtungsebene mit einem äußeren Verbindungsbereich (19) vorgesehen ist, die die Deckelplatten (2, 3) mit den Kältemittelleitungen nach außen verbindet.
  2. Mechanische Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass in der oberen Deckelplatte (2) der Baueinheit der Niederdruckeingang (6) sowie der Hochdruckausgang (10) und in die untere Deckelplatte (3) der Niederdruckausgang (8) und der Hochdruckeingang (9) integriert sind.
  3. Mechanische Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wendelförmige Wärmeübertragerrohr (4) an den inneren Verbindungsbereichen (11) jeweils ein Außengewinde (12) aufweist und die Deckelplatten (2, 3) jeweils mit einem passenden Innengewinde (13) versehen sind und dass die mechanische Verbindung durch eine Verschraubung des wendelförmigen Wärmeübertragerrohres (4) mit den Deckelplatten (2, 3) erhältlich ist.
  4. Mechanische Verbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ausbildung der mechanischen Verbindung das wendelförmige Wärmeübertragerrohr (4) kalt umgeformt wird, wobei bei der Kaltumformung die Abstützung in axialer Richtung durch die ineinander verschraubten Gewinde (12, 13) gewährleistet ist.
  5. Mechanische Verbindung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung der mechanischen Verbindung durch Formen einer Dichtkontur vor dem Außengewinde (12) erfolgt.
  6. Mechanische Verbindung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung der mechanischen Verbindung durch Verpressen des Außengewindes (12) erfolgt.
  7. Mechanische Verbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Dichtung (14) auf dem Rohrende (15) des Wärmeübertragerrohres (4) befindet.
  8. Mechanische Verbindung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung durch Formen einer Dichtkontur vor dem Außengewinde (12) und Verpressen des Außengewindes (12) realisiert wird.
  9. Mechanische Verbindung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeübertragerrohr (4) nach dem Außengewinde (12) verformt ist.
  10. Mechanische Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung ohne Gewinde durch Formen einer Dichtkontur als Dichtung (14) mit radial abdichtenden Dichtungselementen (16, 17) erfolgt.
  11. Mechanische Verbindung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (14) eine zylindrische Dichtung (16) ist.
  12. Mechanische Verbindung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrische Dichtung (16) aus plastischem Material besteht.
  13. Mechanische Verbindung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrische Dichtung (16) aus elastischem Material besteht.
  14. Mechanische Verbindung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (14) als eine O-Ring-Dichtung (17) ausgebildet ist.
  15. Mechanische Verbindung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die O-Ring-Dichtung (17) aus mehreren O-Ringen besteht.
  16. Mechanische Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Verbindungsbereich (11) am Rohrende (15) des wendelförmigen Wärmeübertragerrohrs (4) zylindrisch glatt belassen ist und die Deckelplatten (2, 3) eine entsprechend weibliche Kontur aufweisen, wobei die Rohrwendel in den Deckel gesteckt und mit einem Reibschweißdorn, der durch den Anschluss geführt wird, in der jeweiligen Deckelplatte (2, 3) verschweißt ist.
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