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Die
Erfindung betrifft einen Kondensator insbesondere eines Kraftfahrzeuges
mit Kältemittelrohren, welche in seitliche Kältemittelsammelkästen
des Kondensators münden, und mit einem zusätzlichen Sammler
für Kältemittel, welcher mit seinem Gehäuse
an einem der seitlichen Sammelkästen angeordnet ist.
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Kondensatoren
sind insbesondere im Kraftfahrzeugbereich gut bekannt und werden
dabei häufig im Zusammenhang mit Klimaanlagen eines Kraftfahrzeuges
eingesetzt. Insbesondere der Sammler verfügt hierbei über
Anschlusseinrichtungen, um in geeigneter Weise an weiteren Komponenten
des Kondensators befestigt werden zu können. Darüber hinaus
ist der Sammler mehrteilig zusammengesetzt, wobei insbesondere Deckel
eines Rohrkörpers des Sammlers zusätzlich montiert
werden müssen. Oftmals sind die Deckel und die Anschlusseinrichtungen stoffschlüssig
mit dem Rohrkörper verbunden, insbesondere mittels einer
Lötverbindung.
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Beispielsweise
ist aus der europäischen Patentanmeldung
EP 1 524 477 A1 ein Kondensator
für eine Klimaanlage bekannt, welcher neben einem Rohr-Rippenblock
mit seitlichen Sammelrohren einen zusätzlichen Sammler
umfasst. Dieser zusätzliche Sammler dient in dieser Anordnung
einer Speicherung bzw. Trocknung eines Kältemittels sowie
einer Trennung einer dampfförmigen und einer flüssigen
Phase des Kältemittels. Hergestellt ist der Sammler mehrteilig
im Wesentlichen aus einem zylindrischen Rohr, einem Rohrprofilstück
und einem Deckelteil. Vorteilhafter Weise ist das Rohrprofilstück mit
einem Ansatz ausgestattet, über welchem der Sammler in
seinem unteren Bereich an einem der beiden Sammelrohre befestigt
werden kann. Eine obere Befestigung des Sammlers an dem Sammelrohr
wird mittels des Deckelteils erzielt, da dieses zugleich ein Deckelteil
des Sammelrohrs bildet, an welchem der Sammler befestigt ist. Mittels
des Ansatzes kann der Sammler an dem Sammelrohr vorteilhaft positioniert
und abgedichtet werden.
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Ein
weiterer Kondensator zum Kühlen eines Kältemittels
mit einem Sammler als integriertes Formteil eines Sammelbehälters
ist in der Offenlegungsschrift
DE 100 10 534 A1 beschrieben. Hierbei ist
das integrierte Formteil aus einem Aluminiumstranggussprofil hergestellt
und an einem u-förmigen Vorsprungbereich des Sammelbehälters
angelötet, wobei es zum Verschießen des Sammlers
erforderlich ist, dass ein zusätzliches Abdeckteil in die Öffnungen
des Formteils eingesetzt und dort verlötet wird. Somit
ist der Sammler auch hier mehrteilig zusammengesetzt.
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Es
ist Aufgabe vorliegender Erfindung die erforderlichen Montagearbeiten
an einem gattungsgemäßen Kondensator zu vereinfachen
bzw. zu reduzieren.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird von einem Kondensator insbesondere eines
Kraftfahrzeuges mit Kältemittelrohren, welche in seitliche
Kältemittelsammelkästen des Kondensators münden,
und mit einem zusätzlichen Sammler für Kühlmittel,
welcher mit seinem Gehäuse an einem der seitlichen Kältemittelsammelkästen
angeordnet ist, gelöst, wobei das Gehäuse des
Sammlers zumindest an einem Ende axial geschlossen mittels Urformen
hergestellt ist.
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Ist
das Gehäuse des Sammlers bereits mit seiner Herstellung
zum einen vorzugsweise radial geschlossen ausgebildet und zum anderen
axial wenigstens an einem Ende des Sammlers geschlossen ausgebildet
sowie darüber hinaus in einem Urformverfahren insbesondere
aus einem einzigen Werkstoff hergestellt, reduziert sich der Montage-
und Fertigungsaufwand des Gehäuses erheblich, da ein zusätzliches
Anbringen zumindest eines Gehäusedeckels nicht mehr erforderlich
ist.
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Der
Begriff „axial geschlossen” beschreibt somit vorliegend,
dass das Gehäuse an zumindest einem seiner Enden bereits
verschlossen hergestellt ist und hierdurch zusätzliche
Verschlusseinrichtungen überflüssig sind. Vorzugsweise
ist das Gehäuse an beiden Enden axial geschlossen hergestellt,
wenn beispielsweise nachträglich keine Bauteile innerhalb des
Sammlers angeordnet werden müssen.
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Das
Gehäuse ist vorzugsweise als zylindrischer Hohlkörper
ausgebildet, wobei der Hohlkörper nahezu jedes beliebige
Querschnittsprofil aufweisen kann.
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Vorzugsweise
ist das Gehäuse auch radial geschlossen hergestellt, wobei
das Gehäuse hierbei hinsichtlich seines Umfangs geschlossen
hergestellt ist.
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Funktionsöffnungen,
in welche beispielsweise Zuleitungseinrichtungen eingebracht werden,
können hierbei jedoch vorgesehen sein, da diese Funktionsöffnungen
das Gehäuse im späteren Gebrauch nicht zu seiner
Umgebung hin geöffnet halten und dementsprechend auch nicht
geschlossen werden müssen.
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Vorzugsweise
ist das Gehäuse aus einem einzigen Werkstoff oder aus einem
einzigen Verbundwerkstoff hergestellt. Dies bedeutet vorliegend, dass
das Gehäuse beispielsweise an seinen Enden nicht mit einem
Verschluss verschlossen ist, welcher aus einem anderen Werkstoff
besteht, der von einem Werkstoff verschieden ist, aus welchem das
Gehäuse hergestellt ist.
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Der
Begriff „Kondensator” beschreibt jegliche Wärmeübertragungseinrichtungen,
mit welchen mittels eines Kühlmittels bzw. eines Kältemittels
Wärmeenergie an die Umgebung aus einem Kühlmittel- bzw.
Kältemittelsystem abgeführt werden kann. Statt des
Kondensators kann somit auch ein anderer Wärmeübertrager
verwendet werden.
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Mit
dem Begriff „Kältemittel” sind vorliegend jegliche
vorzugsweise verdampfbaren Medien erfasst, mittels welchen Wärmeenergie
aus einem Arbeitskreislauf, beispielsweise aus einem Kältemittelkreislauf
einer Klimaanlage, in die Umgebung abgegeben werden kann. Insbesondere
umfasst der Begriff „Kältemittel” auch
ein Kältemittel, welches speziell in Klimaanlagen eingesetzt
werden kann.
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Unter
einem „Sammler” versteht man vorliegend eine Einrichtung,
in welcher sich ein Kühlmittel bzw. Kältemittel
zumindest zwischenspeichern und/oder trocknen lässt. Auch
kann in dem Sammler eine dampfförmige und eine flüssige
Phase des Kühlmittels bzw. Kältemittels voneinander
getrennt werden. Beispielsweise ist in einem solchen Sammler eine
Trocknerpatrone eingesetzt.
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In
diesem Zusammenhang kann bei einer Ausführungsvariante
des vorliegenden Kondensators in dem Gehäuse des Sammlers
somit auch eine Trockner-/Filtereinheit angeordnet sein.
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Besonders
kostengünstig kann der vorliegende Sammler hergestellt
werden, wenn das Gehäuse des Sammlers mittels eines Spritzgießverfahrens,
Gießverfahrens, Umform- oder Verformverfahren oder eines
Fließpressverfahrens hergestellt ist. Insbesondere eigenen
sich diese Herstellverfahren auch besonders gut für einen
Einsatz hinsichtlich einer Serienproduktion.
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Um
den Sammler mit anderen Komponenten des Kondensators stoffschlüssig
gut verbinden zu können, ist es vorteilhaft, wenn das Gehäuse
des Sammlers aus einem lötbaren Werkstoff hergestellt ist.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Sammler beispielsweise
aus einem gießbaren aber dennoch lötbaren Material
hergestellt ist.
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Eine
vorteilhafte Ausführungsvariante sieht vor, dass das Gehäuse
des Sammlers einwandig ausgebildet ist. Durch ein einwandiges Gehäuse kann
der Sammler baulich besonders einfach und zudem besonders gewichtsreduziert
bereitgestellt werden. Insbesondere kann vorliegend auf Schnittstellen,
wie beispielsweise zwischen einem Deckel und einem Rohrkörper
eines Sammlers, verzichtet werden, wodurch auch Materialüberlappungen
an einer Gehäusewandung des Sammlers vermieden werden können.
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Um
den Sammler baulich besonders einfach an Komponenten des Kondensators
anschließen und befestigen zu können, sieht eine
bevorzugte Ausführungsvariante vor, dass das Gehäuse
des Sammlers eine Anschlusseinrichtung für weitere Komponenten ausbildet.
Hierbei ist das Gehäuse vorteilhafter Weise einstückig
aus einem einzigen Werkstoff mit der Anschlusseinrichtung hergestellt.
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Vorteilhafter
Weise integriert das Gehäuse hierbei die Anschlusseinrichtung,
welche dazu geeignet sein kann, den Sammler mit einem Kühlmittelsystem
des Kondensators über geeignete Anschluss- und Befestigungseinrichtungen
des Kondensators dauerhaft und betriebssicher zu verbinden.
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Beispielsweise
umfasst eine derartige Anschlusseinrichtung entsprechende Anschlussbohrungen, über
welche ein Innenraum des Sammlers mit dem übrigen Kühlmittelsystem
des Kondensators verbunden werden kann. Dabei sind beispielsweise auch
zwei Öffnungen als Zufuhröffnung und als Abflussöffnung
vorgesehen.
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Der
Begriff „einstückig” beschreibt hierbei
einen Zustand, bei welchem das Gehäuse gemeinsam mit der
Anschlusseinrichtung, beispielsweise in einem Gieß- oder
Spritzgießverfahren hergestellt ist. Hierbei sind das Gehäuse
und die Anschlusseinrichtung aus einem einzigen Werkstoff bzw. aus
einem einzigen Verbundwerkstoff hergestellt.
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Da
eine solche einstückig mit dem Sammlergehäuse
gestaltete Anschlusseinrichtung einen herkömmlichen Sammler
bereits alleine vorteilhaft weiter entwickelt, sind die Merkmale
im Zusammenhang mit dieser einstückigen Anschlusseinrichtung
auch ohne die übrigen Merkmale der Erfindung vorteilhaft.
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Kumulativ
oder alternativ ist es vorteilhaft, wenn das Gehäuse des
Sammlers wenigstens eine Halteeinrichtung ausbildet. An einer solchen
Halteeinrichtung können beispielsweise weitere Komponenten
des Kondensators befestigt sein, ohne dass zusätzliche
Befestigungsmittel seitens des Sammlers erforderlich sind. Eine
Halteeinrichtung kann etwa eine konkav ausgebildeten Anschlussfläche
aufweisen, die sich an einem Sammelrohr anlegt.
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Baulich
besonders einfach kann diese Halteeinrichtung bereitgestellt wenden,
wenn die Halteeinrichtung und das Gehäuse des Sammlers
aus einem identischen Werkstoff hergestellt sind. Beispielsweise
sind das Gehäuse und die Halteeinrichtung hierzu in einem
gemeinsamen Gieß- oder 5 Spritzgießverfahren hergestellt.
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Auch
die Merkmale hinsichtlich der einstückig mit dem Gehäuse
ausgebildeten Halteeinrichtung sind ohne die übrigen Merkmale
der Erfindung vorteilhaft, da eine derartige Halteeinrichtung bekannte
gattungsgemäße Sammler bereits für sich vorteilhaft
weiterbildet.
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Um
insbesondere im Bereich einer Anschlusseinrichtung bzw. einer Halteeinrichtung
auftretende Kräfte bzw. Spannungen innerhalb einer Wandung
des Gehäuses gut aufnehmen zu können, sieht eine
weitere bevorzugte Ausführungsvariante vor, dass das Gehäuse
des Sammlers im Bereich der Anschlusseinrichtung und/oder der Halteeinrichtung dickwandiger
ausgebildet ist als in anderen Gehäusebereichen.
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Insbesondere
in diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn das Gehäuse
des Sammlers eine Gehäusewandung aufweist, welche entlang
der Längserstreckung des Gehäuses unterschiedliche Querschnittsgeometrien
aufweist.
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Hierdurch
kann vorteilhafter Weise das Gehäuse gezielt in denjenigen
Wandungsbereichen massiver ausgebildet sein, in welchen die Gehäusewandung
auch stärker belastet wird, beispielsweise durch von Außen
auf das Gehäuse wirkende Haltekräfte. Insofern
kann die Gehäusewandung in allen anderen Bereichen weniger
massiv ausgebildet sein, da in diesen anderen Bereichen beispielsweise
nur Druckkräfte eines Kältemittelsystems wirken.
Solche unterschiedlich massiv ausgebildeten Gehäusewandungsquerschnitte
können insbesondere mittels eines Spritzgießverfahrens
einfach realisiert werden.
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Weitere
Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden
anhand nachfolgender Beschreibung anliegender Zeichnung erläutert,
in welcher beispielhaft ein Kondensator eines Kraftfahrzeuges mit
einem zu sätzlichen Sammler dargestellt ist, wobei der Sammler
an einem Kühlmittelsammelkasten des Kondensators befestigt
ist.
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Es
zeigen
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1 schematisch
eine Ansicht eines Kondensators mit einem daran angeordneten zusätzlichen
Sammler zum Trocknen eines Kühlmittels,
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2 schematisch
eine perspektivische Ansicht des Sammlers,
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3 schematisch
eine Seitenansicht des Sammlers,
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4 schematisch
eine weitere Seitenansicht des Sammlers,
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5 schematisch
einen Längsschnitt des Sammlers entlang der Schnittlinie
A-A nach der 3,
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6 schematisch
einen Querschnitt des Sammlers entlang der Schnittlinie B-B nach
der 4,
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7 schematisch
einen Querschnitt des Sammlers entlang der Schnittlinie C-C nach
der 3,
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8 einen Kondensator,
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9 einen Sammler des Kondensators nach 8 mit Halter und
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10 einen Ausschnitt des Sammlers mit Halter.
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Der
in der 1 gezeigte Kondensator 1 insbesondere
für den Einsatz hinsichtlich einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges,
hier beides nicht gezeigt, weist eine Vielzahl von im Wesentlichen
horizontal oder vertikal verlaufenden Kältemittelrohren 2 auf. Jedes
der Kältemittelrohre 2 mündet auf der
linken Seite 3 in einen ersten Kältemittelsammelkasten 4 und
auf der rechten Seite 5 in einen zweiten Kältemittelsammelkasten 6.
Beim Durchströmen der Rohre 2 kann ein Kältemittel
Wärmeenergie großflächig und damit gut
an die Rohrwand und von dort an die Umgebung 7 abgeben.
An dem linken Kühlmittelsammelkasten 4 ist ein
Anschlussflansch 8 vorgesehen, mittels welchem das Kältemittel
in den Kondensator 1 eingelassen und ausgelassen werden
kann. An dem rechten Kältemittelsammelkasten 6 ist
ein zusätzlicher Sammler 9 vorgesehen, mittels
welchem beispielsweise eine flüssige Phase des Kältemittels von
einer gasförmigen Phase des Kältemittels getrennt
werden kann, wobei vorteilhaft das Kältemittel in seiner
flüssigen Phase die Rohre 2 des Kondensators 1 nach
dem Sammler zwecks verbesserter Wärmeenergieabgabe durchströmen
kann. Der Sammler 9 ist mit seinem Gehäuse 10 an
dem zweiten Kältemittelsammelkasten 6 befestigt.
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Wie
insbesondere aus den 2 bis 7 gut ersichtlich,
ist das Gehäuse 10 einwandig und im Wesentlichen
als ein zylindrischer Grundkörper 11 ausgebildet,
der zudem in diesem Ausführungsbeispiel mittels eines Gieß-
oder Spritzgießverfahrens hergestellt ist. Das Gehäuse 10 umschließt
einen Sammlerinnenraum 12 (siehe 5), in welchem beispielsweise
eine Trenn- und Trockeneinheit (hier nicht dargestellt) eingebracht
werden kann.
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Der
zylindrische Grundkörper 11 ist an seinem oberen
Ende 13 axial geschlossen, indem die einzige Gehäusewandung 14 des
Gehäuses 10 am oberen Ende 13 eine gemeinsam
geschlossene Einheit mit dem übrigen zylindrischen Grundkörper 11 des
Gehäuses 10 bildet. Vorteilhafter Weise kann hierdurch
im Bereich des oberen Endes 13 auf einen externen Deckel zum
Verschließen des Sammlerinnenraums 12 verzichtet
werden, wodurch sich ein Montageaufwand des Sammlers 9 reduzieren
lässt.
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In
einem unteren Ende 15 ist das Gehäuse 10 in
diesem Ausführungsbeispiel nicht axial geschlossen hergestellt,
so dass über eine Öffnung 16 der Sammlerinnenraum 12 gut
zugänglich ist. Die Öffnung 16 kann später
mit einem hier nicht gezeigten Verschluss geschlossen werden.
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Der
Begriff „axial” bezieht sich vorliegend auf eine
Längsachse 17 (siehe 5) des Gehäuses 10, entlang
derer sich das Gehäuse 10 in seiner Längserstreckung
erstreckt.
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Darüber
hinaus bildet die Gehäusewandung 14 im Bereich
des oberen Endes 13 eine Halteeinrichtung 18 aus,
mittels welcher der Sammler 9 an eine geeignete Halterung
(hier nicht gezeigt), beispielsweise des Kondensators 1,
befestigt werden kann. Die Halteeinrichtung 18 hat hierzu
einen konkav ausgebildeten Haltebereich 19, der mit Nuten 20 oder
einer Art einer Verzahnung 21 ausgestattet sein kann.
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In
einem Bereich des unteren Endes 15 bildet die Gehäusewandung 14 eine
Anschlusseinrichtung 22 aus, mittels welcher der Sammler 9 an
einem Kühlsystem des Kondensators 1 angeschlossen
werden kann. Hierbei umfasst die Anschlusseinrichtung 22 einen
Kühlmitteleinlass 23 und einen Kühlmittelauslass 24.
Sowohl der Kühlmitteleinlass 23 als auch der Kühlmittelauslass 24 können
mit entsprechenden Einlauf- bzw. Ablaufeinrichtungen (hier nicht
gezeigt) des Kondensators 1 bzw. des zweiten Kühlmittelsammelkastens 6 kommunizieren.
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Dadurch,
dass sowohl die Halteeinrichtung 18 als auch die Anschlusseinrichtung 22 einstückig mit
dem Gehäuse 10 ausgebildet sind, baut der Sammler 9 insgesamt
sehr kompakt und kann zudem besonders einfach und schnell montiert
werden. Vorteilhafter sind hierfür keine externen Klammern
oder ähnliche zusätzliche Befestigungsmittel erforderlich.
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Darüber
hinaus ist das Gehäuse 10 in den Bereichen der
Halteeinrichtung 18 und der Anschlusseinrichtung 22 massiver
ausgebildet als in den übrigen Bereichen der Gehäusewandung 14,
so dass Haltekräfte besonders vorteilhaft von dem Gehäuse 10 aufgenommen
werden können.
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Dadurch,
dass die Gehäusewandung 14 unterschiedlich massiv
ausgebildet ist, weist das Gehäuse 10 entlang
der Längsachse 17 einen variablen Gehäusewandungsquerschnitt 25 auf,
wobei insbesondere an der Anschlusseinrichtung 22 eine
erste Wandungsdicke 26 (siehe 6) und an
der Halteeinrichtung 18 eine hiervon verschiedene zweite Wandungsdicke 27 (siehe 7)
vorliegen können.
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In
den übrigen Bereichen des Gehäuses 10 kann
die Wandungsstärke geringer ausfallen, da hier das Gehäuse 10 lediglich
ausreichend druckresistent hinsichtlich eines Innendruckes bezüglich
des Kühlmittels sein muss.
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Gemäß der 6 und 7 ist
der Sammlerinnenraum 12 ausgehend von dem unteren Ende 15 mit
Blick auf das geschlossene obere Ende 13 des Gehäuses 10 dargestellt,
wobei jeweils eine Umlaufkante 28 der Gehäusewandung 14 im
Bereich des oberen Endes 13 dargestellt ist.
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Die 8 zeigt einen Kondensator 30 mit Rohren 2 und
Sammelkästen 4, 6, wobei neben einem
der Sammelkästen ein Sammler 9 angeordnet ist.
An dem Sammler ist ein Halter 31 mittels einer Haltevorrichtung
vorgesehen. Die 9 zeigt den Sammler 9 mit
Halter 31. Die 10 zeigt in
einem Ausschnitt den Halter 31, wie er zwischen zwei Vorsprüngen 33, 34 der
Haltevorrichtung 32 in einem Spalt aufgenommen ist. Der
Halter 31 ist vorzugsweise mit der Haltevorrichtung in
dem Spalt verlötet und damit verbunden.
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- 1
- Kondensator
- 2
- Kältemittelrohre
- 3
- linke
Seite
- 4
- erster
Kältemittelsammelkasten
- 5
- rechte
Seite
- 6
- zweiter
Kältemittelsammelkasten
- 7
- Umgebung
- 8
- Anschlußflansch
- 9
- Sammler
- 10
- Gehäuse
- 11
- zylindrischer
Grundkörper
- 12
- Sammlerinnenraum
- 13
- oberes
Ende
- 14
- Gehäusewandung
- 15
- unteres
Ende
- 16
- Öffnung
- 17
- Längsachse
- 18
- Halteeinrichtung
- 19
- Haltebereich
- 20
- Nuten
- 21
- Verzahnung,
Fläche
- 22
- Anschlusseinrichtung
- 23
- Kältemitteleinlass
- 24
- Kältemittelauslass
- 25
- Gehäusewandungsquerschnitt
- 26
- erste
Wandungsdicke
- 27
- zweite
Wandungsdicke
- 28
- Umlaufkante
- 30
- Kondensator
- 31
- Halter
- 32
- Haltevorrichtung
- 33
- Vorsprung
- 34
- Vorsprung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1524477
A1 [0003]
- - DE 10010534 A1 [0004]