DE102007042841A1

DE102007042841A1 - Anschlussvorrichtung

Info

Publication number: DE102007042841A1
Application number: DE102007042841A
Authority: DE
Inventors: Christoph Dipl.-Ing. Walter; Karl-Heinz Dipl.-Ing. Staffa; Ulrich Dipl.-Ing. Vedder; Ralf Dipl.-Ing. Maslo; Sören Dipl.-Ing. Scharf
Original assignee: Behr GmbH and Co KG; Behr Kirchberg GmbH
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG; Mahle Behr Kirchberg GmbH
Priority date: 2007-09-10
Filing date: 2007-09-10
Publication date: 2009-03-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anschlussvorrichtung (1), umfassend mindestens ein Koaxialrohr (2) mit einem inneren (3) und äußeren Bereich (4) oder eine Rohranordnung mit mindestens einem inneren Rohr (3) und einem äußeren Rohr (4), wobei das Koaxialrohr oder die Rohranordnung an einem Ende mit einem Anschlussstück (11) kommunizierend verbunden ist, wobei das Anschlussstück mindestens einen ersten (12) und einen zweiten weiteren Anschluss (13) mit jeweils einer Öffnung (12a, 13a) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schlauch (14) über die Öffnung des ersten und/oder zweiten weiteren Anschlusses kommunizierend mit dem Anschlussstück verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anschlussvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Wärmeübertrager in Koaxialrohrbauweise, die beispielsweise als innere Wärmeübertrager in Kraftfahrzeugklimaanlagen eingesetzt werden, sind durch den Stand der Technik bekannt. Derartige Wärmeübertrager weisen zumindest zwei Kanäle auf, die von unterschiedlich warmen Fluiden durchströmt werden, so dass ein Wärmeübertrag vom wärmeren zum kälteren Fluid stattfindet. Die beiden unterschiedlich warmen Fluide besitzen auch unterschiedliche Drücke, so dass ein erheblicher Druckunterschied zwischen den Kanälen auftreten kann.
Ferner müssen für derartige Wärmeübertrager an beiden Seiten, beziehungsweise an beiden Rohrenden, zwei Verbindungsstellen vorgesehen werden. Diese Verbindungsstellen dienen zur separaten Einleitung bezie hungsweise Ausleitung des Fluids mit dem höheren beziehungsweise niedrigeren Druck.
Aus der EP 1 202 016 B1 ist ein Wärmetauscher in Koaxialrohrbauweise bekannt, der an beiden Enden mit Anschlussstücken verbunden ist. Die Anschlussstücke weisen Mittel zur gleichmäßigen Aufteilung einer Fluidströmung auf die Außenkanäle beziehungsweise zur gleichmäßigen Zusammenfassung der aus den Außenkanälen ankommenden Fluidströmung auf. Ferner weist das Anschlussstück zwei weitere Öffnungen auf, an denen jeweils rohrförmige Anschlussstücke angeordnet sind.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Anschlussvorrichtung, insbesondere für einen Wärmeübertrager in Koaxialrohrbauweise, der insbesondere in Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen eingesetzt wird, zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anschlussvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
In einem Grundgedanken der Erfindung ist eine Anschlussvorrichtung vorgesehen, die mindestens ein Koaxialrohr mit einem inneren und äußeren Bereich oder eine Rohranordnung mit mindestens einem inneren Rohr und einem äußeren Rohr umfasst, wobei das Koaxialrohr oder die Rohranordnung an einem Ende mit einem Anschlussstück kommunizierend verbunden ist. Das Anschlussstück weist mindestens einen ersten und einen zweiten weiteren Anschluss mit jeweils einer Öffnung auf, wobei ein Schlauch über die jeweilige Öffnung des ersten und/oder zweiten weiteren Anschlusses kommunizierend mit dem Anschlussstück verbunden ist. Bevorzugt ist der Schlauch flexibel ausgebildet.
Eine derartige Anschlussvorrichtung vereint mehrere Vorteile. Erstens dient eine flexible Schlauchverbindung zur Entkopplung von großen Relativbewe gungen zu anderen Bauteilen der Klimaanlage, beispielsweise zum Verdichter oder zum Kondensator. Zweitens kann auf eine voluminöse Flanschtechnik beziehungsweise Verbindungstechnik verzichtet werden, so dass ein erhebliches Maß an Bauraum eingespart werden kann. Drittens können durch die flexiblen Anteile der Leitungen Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist der erste weitere Anschluss um 180° versetzt zum Koaxialrohr am Anschlussstück ausgebildet.
In einer weiteren Ausführungsform sind der erste und zweite weitere Anschluss um 90° versetzt am Anschlussstück ausgebildet. Selbstverständlich sind auch andere Ausführungsformen denkbar. Beispielsweise können der erste und zweite weitere Anschluss auch parallel, oder in einem Winkel zwischen 0° und 90° am Anschlussstück ausgebildet sein.
In einer weiteren Ausführungsform weist der erste und/oder zweite weitere Anschluss des Anschlussstückes einen konzentrischen Ringspalt auf, in den der Schlauch eingesteckt wird. Dieser Ringspalt wird durch ein inneres und ein äußeres Rohr gebildet. Die Verbindung des Schlauches, der bevorzugt aus Kunststoff oder Metall hergestellt ist, mit dem Anschlussstück ist bevorzugt form- und/oder stoffschlüssig.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Schlauch mit dem Anschlussstück vercrimpt. Um eine noch bessere Dichtigkeit zu erzielen kann der Schlauch mit dem Anschlussstück zusätzlich verklebt werden. Somit besteht eine unmittelbare Verbindung zwischen Schlauch und Anschlussstück. Auf zusätzliche Formteile, wie Hülsen oder Flansche kann verzichtet werden. Diese Ausführungsform führt daher zu einer weiteren Reduktion der Montageteile und somit zu einer erheblichen Reduktion der Kosten.
In einer weiteren Ausführungsform weist nur ein weiterer Anschluss eine erfindungsgemäße Schlauchanbindung auf. Der zweite weitere Anschluss ist durch herkömmliche und nach dem Stand der Technik bekannte Flanschtechnik mit einer Leitung verbunden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ragt das innere Rohr der Rohranordnung über das äußere Rohr hinaus, durchdringt das Anschlussstück und bildet das innere Rohr des ersten weiteren Anschlusses. Das innere Rohr der Rohranordnung ist beispielsweise mit dem Anschlussstück verlötet, verschweißt oder verpresst, um eine ausreichende Dichtigkeit herzustellen. Zusätzlich können noch Dichtringe, beispielsweise O-Ringe, verwendet werden. In dieser Ausführungsform kann das innere Rohr der Rohranordnung beziehungsweise des ersten weiteren Anschlusses auch die Funktion einer Leitung, insbesondere Kältemittelleitung, übernehmen und ist mit anderen Komponenten eines Kältemittelkreislaufes, beispielsweise mit einem Verdichter oder Kondensator, kommunizierend verbunden.
Das Anschlussstück ist bevorzugt einteilig ausgebildet und gefräst oder fließgepresst. Selbstverständlich kann das Anschlussstück auch durch ein anderes Fertigungsverfahren hergestellt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellung einer Anschlussvorrichtung vorteilhaft, welches folgende Schritte umfasst:

– Profilierung des Innenrohrs des ersten und/oder zweiten weiteren Anschlusses, so dass das Innenrohr eine Gewindekontur erhält,
– Aufschieben des Schlauches auf die Gewindekontur,
– Vercrimpen des Außenrohres des ersten und/oder zweiten weiteren Anschlusses,
– Verpressen des Schlauches von der Innenseite des Innenrohres und der Außenseite des Außenrohres;

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Weitere wichtige Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den Ansprüchen und den Zeichnungen.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung beschrieben und anhand der anliegenden Zeichnungen näher erläutert, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht einer Anschlussvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine beispielhafte, geschnittene Darstellung eines Koaxialrohres;
3 eine schematische Ansicht einer Anschlussvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 eine schematische Ansicht einer Anschlussvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
1 zeigt eine schematische Ansicht einer Anschlussvorrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine derartige Anschlussvorrichtung umfasst eine Rohranordnung 2, bestehend aus einem inneren Rohr 3 und einem äußeren Rohr 4, die konzentrisch zueinander angeordnet sind. Durch eine derartige Anordnung des inneren und äußeren Rohres werden ein innerer Kanal 5 und ein äußerer Kanal 6 ausgebildet. Hierbei strömt ein erstes Fluid, insbesondere ein Kältemittel, durch den inneren Kanal 5 und ein zweites Fluid, insbesondere ein Kältemittel, durch den äußeren Kanal 6. Das erste und zweite Fluid weisen vorzugsweise verschiedene Drücke und Temperaturen auf, so dass ein Wärmeübertrag zwischen dem ersten und zweiten Fluid stattfindet. Bevorzugt strömt hierbei das wärmere Fluid der beiden Fluide durch den äußeren Kanal und das kältere Fluid durch den inneren Kanal. Bevorzugt weist hierbei das wärmere Fluid einen höheren Druck als das kältere Fluid auf.
Selbstverständlich ist es in einer weiteren Ausführungsform auch möglich, dass das wärmere Fluid der beiden Fluide durch den inneren Kanal und das kältere Fluid durch den äußeren Kanal strömt.
Sowohl der innere Kanal 5 als auch der äußere Kanal 6 können an den Innenwänden 7 in axialer Richtung durchgehende Rippen, Vorsprünge oder Erhebungen aufweisen, um den Wärmeübertrag zwischen dem ersten und zweiten Fluid zu verbessern.
Um das erste und zweite Fluid in die koaxiale Rohranordnung 2 einzuleiten, sind bevorzugt an beiden Enden 8 der Rohranordnung 2 bevorzugt gleich ausgebildete Anschlussstücke 11 vorgesehen, wobei in 1 nur ein Ende einer Rohranordnung 2 dargestellt ist.
Über die Anschlussstücke 11 werden das erste und zweite Fluid, welche durch den inneren beziehungsweise äußeren Bereich bevorzugt im Gegenstrombetrieb strömen, getrennt voneinander zu- beziehungsweise abgeleitet.
Das Anschlussstück 11 weist einen rohrartigen Vorsprung 10 auf, der in das innere Rohr 3 der Rohranordnung 2 ragt. Das Anschlussstück 11 ist hierbei bevorzugt an mehreren Bereichen mit der Rohranordnung 2 stoffschlüssig verbunden, insbesondere verlötet. Beispielsweise können Lotringe auf die Rohranordnung außenseitig und auf den rohrartigen Vorsprung 10 aufgeschoben werden. Anschließend werden die beiden Bauteile zusammen geschoben und verlötet.
Das Anschlussstück 11 weist gemäß 1 einen ersten weiteren Anschluss 12 und einen zweiten weiteren Anschluss 13, mit jeweils einer Öffnung 12a beziehungsweise 13a auf, die um 90° versetzt am Anschlussstück ausgebildet sind.
Der erste weitere Anschluss 12 ist in Verlängerung zur Rohranordnung 2 ausgebildet und weist ein inneres Rohr 15 und ein äußeres Rohr 16 auf, die konzentrisch angeordnet sind und einen Ringspalt 17 bilden. In diesen Ringspalt 17 ist ein flexibler Schlauch 14 eingeschoben und mit dem Anschluss 12 form- und/oder stoffschlüssig verbunden.
Der zweite weitere Anschluss 13 ist nur schematisch dargestellt und kann auf an sich bekannte Weise zur Aufnahme von Anschlussleitungen dienen. Selbstverständlich kann der zweite weitere Anschluss 13 ähnlich oder gleich dem ersten weiteren Anschluss 12 ausgeführt sein.
2 zeigt einen Schnitt durch eine koaxiale Rohranordnung 2 gemäß vorliegender Erfindung. In dieser Ausführungsform ist die Rohranordnung einstückig als Koaxialrohr extrudiert, wobei das Rohr bevorzugt aus Alumini um oder einer Aluminiumlegierung besteht. Derartige Materialien eignen sich aufgrund ihres geringen Gewichtes besonders gut für den Einsatz in Kraftfahrzeugen.
Das Koaxialrohr weist einen inneren 3 und äußeren Bereich 4 und einen inneren 5 und mehrere äußere Kanäle 6 auf. Die äußeren Kanäle werden gemäß 2 durch Rippen oder Stege 9 begrenzt, die durchgehend in axialer Richtung des Koaxialrohres verlaufen. In nicht dargestellter Weise können sowohl der innere Kanal 5 als auch die äußeren Kanäle 6 an den Innenwänden 7 zusätzliche Rippen, Erhebungen oder Vorsprünge aufweisen, um den Wärmeübertrag zwischen dem ersten und zweiten Fluid zu verbessern.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung 1. Dieses Ausführungsbeispiel ist ähnlich dem Ausführungsbeispiel gemäß 1. Der Unterschied besteht im Wesentlichen in einer anderen Anordnung des zweiten weiteren Anschlusses 13 am Anschlussstück 11. Ferner weist das Anschlussstück Bohrungen 18 auf, die zur Positionierung beziehungsweise zur Anbindung des Anschlussstückes an ein Fahrzeugmodul oder Fahrzeugstrukturbauteil dienen.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung 1. Hierbei soll insbesondere auf die Anbindung des Schlauches 14 an den ersten weiteren Anschluss 12 eingegangen werden. Um eine besonders einfache und kostengünstige Anbindung herzustellen, weist das innere Rohr 15 eine Gewindekontur 19 auf, auf die der Schlauch aufgeschoben ist. Das Außenrohr wird mit dem Schlauch vercrimpt und der Schlauch von der Innenseite des Innenrohres und der Außenseite des Außenrohres verpresst. Somit wird eine unmittelbare und druckdichte Verbindung zwischen Schlauch und Anschlussstück realisiert und der Schlauch axial gesichert.
Die erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung eignet sich für die Verteilung beziehungsweise Umleitung beliebiger Fluide, beziehungsweise Kältemittel, beispielsweise für das Kältemittel R134a oder das Kältemittel R744.
Natürlich können die beschriebenen Anschlussstücke miteinander kombiniert werden. Dies bedeutet, dass eine beliebige erfindungsgemäße Ausführungsform an einem Ende des Koaxialrohres und eine beliebige andere erfindungsgemäße Ausführungsform am anderen Ende des Koaxialrohres vorgesehen sind.
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

- EP 1202016 B1 [0004]

Claims

Anschlussvorrichtung (1), umfassend mindestens ein Koaxialrohr (2) mit einem inneren (3) und äußeren Bereich (4) oder eine Rohranordnung mit mindestens einem inneren Rohr (3) und einem äußeren Rohr (4), wobei das Koaxialrohr oder die Rohranordnung an einem Ende mit einem Anschlussstück (11) kommunizierend verbunden ist, wobei das Anschlussstück mindestens einen ersten (12) und einen zweiten weiteren Anschluss (13) mit jeweils einer Öffnung (12a, 13a) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schlauch (14) über die Öffnung des ersten und/oder zweiten weiteren Anschlusses kommunizierend mit dem Anschlussstück verbunden ist.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (14) flexibel ist.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch aus Metall oder Kunststoff ist.
Anschlussvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch mit dem Anschlussstück form- und/oder stoffschlüssig verbunden, insbesondere verklebt oder vercrimpt, ist.
Anschlussvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder zweite weitere Anschluss ein inneres (15) und ein äußeres (16) Rohr aufweisen, durch die ein konzentrischer Ringspalt (17) gebildet wird, in den ein Schlauch eingesetzt beziehungsweise einsetzbar ist.
Anschlussvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite weitere Anschluss um 90° versetzt am Anschlussstück ausgebildet sind.
Anschlussvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der innere und äußere Bereich des Koaxialrohres oder das innere und äußere Rohr der Rohranordnung auf gleicher Höhe enden.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussstück einen rohrartigen Vorsprung aufweist, der in den inneren Bereich des Koaxialrohres oder in das innere Rohr der Rohranordnung hineinragt.
Anschlussvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Bereich über den äußeren Bereich des Koaxialrohres oder das innere Rohr über das äußere Rohr der Rohranordnung vorspringt.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Bereich des Koaxialrohres oder das innere Rohr der Rohranordnung das Anschlussstück durchdringt.
Anschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussstück mit dem Koaxialrohr oder der Rohranordnung form- und/oder stoffschlüssig verbunden, insbesondere verlötet, ist.
Anschlussvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussstück einstückig ausgebildet ist.
Anschlussvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussstück gefräst oder fließgepresst ist.
Wärmetauscher in Koaxialrohrbauweise, umfassend ein Koaxialrohr mit einem inneren und äußeren Bereich oder eine Rohranordnung mit mindestens einem inneren Rohr und einem äußeren Rohr, gekennzeichnet durch mindestens eine Anschlussvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13.
Klimaanlage, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch mindestens eine Anschlussvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13.
Verfahren zum Herstellen einer Anschlussvorrichtung, insbesondere für eine Anschlussvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: – Profilierung des Innenrohrs (15) des ersten und/oder zweiten weiteren Anschlusses, so dass das Innenrohr eine Gewindekontur (19) erhält, – Aufschieben des Schlauches auf die Gewindekontur, – Vercrimpen des Außenrohres des ersten und/oder zweiten weiteren Anschlusses, – Verpressen des Schlauches von der Innenseite des Innenrohres und der Außenseite des Außenrohres;