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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines ersten Rohres mit einem zweiten Rohr, insbesondere zum Verbinden zweier Metallrohre, wobei die beiden Rohre vorzugsweise Bestandteile eines Kältemittelkreislaufes eines Kühl- und/oder Gefriergerätes sind.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Rohr-Verbindungen im Kältekreislauf von Kühl- bzw. Gefriergeräten durch Hartlöten, durch Kleben oder auch durch Pressverbindungen, beispielsweise durch eine Lockringverbindung herzustellen.
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Je nach Lage und Materialpaarung kann an der Einspritzstelle Feuchtigkeit an der Verbindungsstelle auftreten, die insbesondere bei der Werkstoffpaarung Aluminium/Kupfer zu einer Kontaktkorrosion bzw. zu einer elektrochemischen Korrosion führen kann und die Verbindungsstelle zerstört bzw. beschädigt. Das Versehen der Verbindungsstelle mit einem Schrumpfschlauch dient zum Schutz vor Feuchtigkeit, bringt jedoch nicht stets die erforderliche Dampfdiffusionsdichtheit, so dass es weiter zu Korrosion kommen kann.
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Bei Lötverbindungen im eingeschäumten Bereich eines Kühl- bzw. Gefriergerätes muss das notwendige Flussmittel restlos entfernt werden, da dieses ansonsten möglicherweise die Korrosion beschleunigt. Wird die Herstellung der beiden Rohre mittels einer Pressverbindung (Lockring) durchgeführt, besteht ein Nachteil darin, dass aufwendige Zusatzarbeitsschritte erforderlich sind sowie dass zusätzliche Verbindungsteile benötigt werden. Abgesehen davon ist diese Verbindung von der optimalen Einhaltung der sehr engen Maßtoleranzen an allen Teilen abhängig. Die Zerstörung oder Beschädigung der Verbindungsstelle durch Kontaktkorrosion kann nicht zuverlässig ausgeschlossen werden.
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Abgesehen davon bedeuten die Notwendigkeit eines zusätzlichen Schrumpfschlauches sowie die genannte Flussmittelentfernung Zusatzkosten.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass eine zuverlässige Verbindung mit vergleichsweise geringem Aufwand hergestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist vorgesehen, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Einsetzen wenigstens eines Distanzstückes in das erste Rohr von einem Einführende des ersten Rohres,
Einsetzen des zweiten Rohrs in einen Aufnahmebereich des Distanzstückes vor, bei oder nach dem Einsetzen des Distanzstückes in das erste Rohr, wobei das Distanzstück derart ausgebildet ist, dass ein unmittelbarer Kontakt von dem ersten mit dem zweiten Rohr verhindert wird, wenn das Distanzstück in dem ersten Rohr und das zweite Rohr in dem Aufnahmebereich des Distanzstückes aufgenommen sind, und
Einbringen von Klebstoff in das erste Rohr derart, dass sich der Klebstoff wenigstens bereichsweise in dem Abschnitt zwischen dem Distanzstück und dem genannten Einführende des ersten Rohres befindet.
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Durch das Einbringen eines Distanzstückes, das einen unmittelbaren Kontakt zwischen dem ersten Rohr und dem zweiten Rohr verhindert, wird eine kontaktkorrosionsfreie Verbindung vorzugsweise im Kältemittelkreislauf, insbesondere in der Einspritzstelle des Kältemittels am Verdampfer hergestellt. Die erfindungsgemäße Verfahrensweise ist großserientauglich, prozesssicher und kostengünstig. Wie bereits oben ausgeführt, kann es bei bekannten Konstruktionen bzw. Verbindungstechniken bei unterschiedlichen Materialien wie Aluminium und Kupfer an der Verbindungsstelle je nach Anordnung und Ausführung der Verbindung nach einer gewissen Zeit zu einer Kontaktkorrosion kommen, wodurch die Verbindung undicht werden kann. Dies hat zur Folge, dass Kältemittel aus dem Kältesystem entweicht, was gegebenenfalls zu einem Austausch der betroffenen Komponente bzw. zu einem Ausfall des Kühl- bzw. Gefriergerätes führen kann.
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Die vorliegende Erfindung basiert im wesentlichen auf dem Einsatz wenigstens eines Distanzstückes in Verbindung mit Kleben als Fügetechnik, vorzugsweise für die Einspritzstelle am Verdampfer.
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Vorzugsweise ist der genannte Aufnahmebereich derart gestaltet, dass das zweite Rohr spielfrei und vorzugsweise dicht gegen den Austritt von Kältemittel in diesem aufgenommen werden kann bzw. aufgenommen ist. Der Aufnahmebereich hat somit vorzugsweise wenigstens bereichsweise dieselbe Querschnittsform wie das zweite Rohr.
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Der Aufnahmebereich ist an wenigstens zwei Seiten offen, nämlich zum einen an seiner Einführseite, durch die das zweite Rohr in das Distanzstück eingeführt wird, und zum anderen in wenigstens einem zweiten Bereich, durch den das aus dem zweiten Rohr austretende Fluid, insbesondere Kältemittel in das erste Rohr austreten kann.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Distanzstück auf das zweite Rohr aufgesteckt wird und dass sodann das Distanzstück mit dem zweiten Rohr in das erste Rohr eingeführt wird. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Distanzstück mit seinem in Einführrichtung nachlaufenden Ende um eine Strecke von dem Einführende in das erste Rohr beabstandete ist, die maximal das Zweifache der Länge des Distanzstückes beträgt.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Distanzstück vollständig in dem ersten Rohr aufgenommen.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Distanzstück derart in das erste Rohr eingeführt wird, dass das in Einführrichtung nachlaufende Ende des Distanzstückes nicht mit dem ersten Rohr abschließt, sondern um einen bestimmten Betrag in das erste Rohr eingeschoben wird, so dass zwischen dem zu dem Einführende des ersten Rohres gewandten Ende des Distanzstückes und dem Einführende des ersten Rohres, durch das das Distanzstück eingeschoben wird, ein Freiraum verbleibt, der mit Klebstoff teilweise oder vollständig gefüllt werden kann bzw. gefüllt ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das zweite Rohr in den Aufnahmebereich des Distanzstückes eingepresst wird. Dadurch wird eine besonders zuverlässige Fixierung des zweiten Rohres in dem Distanzstück hergestellt und zwar derart, dass ein Austreten von Kältemittel zwischen dem Distanzstück bzw. dessen Aufnahmebereich und dem zweiten Rohr verhindert wird. Von der Erfindung ist jede denkbare, fluiddichte Fixierung des zweiten Rohres in dem Aufnahmebereich umfaßt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Rohr vor dem Einführen des Distanzstückes aufgeweitet wird, wobei diese Aufweitung vorzugsweise konisch erfolgt.
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Der Klebstoff härtet vorzugsweise nach dem Einbringen in das erste Rohr aus. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass diese Aushärtung durch Erwärmung, die beispielsweise durch Induktion hervorgerufen wird, beschleunigt wird.
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Die vorliegende Erfindung betrifft des weiteren ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit einem ersten Rohr und mit einem zweiten Rohr, die vorzugsweise Bestandteile wenigstens eines Kältemittelkreislaufes sind und/oder aus Metall bestehen, wobei zumindest eine Verbindungsstelle vorgesehen ist, an der die wenigstens zwei Rohre miteinander in Verbindung stehen, wobei die Verbindung der beiden Rohre gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 hergestellt ist.
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Denkbar ist es, dass es sich bei dem ersten Rohr um ein Aluminiumrohr, vorzugsweise um ein Aluminiumrohr des Verdampfers, handelt und dass es sich bei dem zweiten Rohr um ein Kupferrohr, vorzugsweise um die Einspritzkapillare zur Zufuhr von Kältemittel in den Verdampfer, handelt. Das Distanzstück, das derart ausgeführt ist, dass es einen unmittelbaren Kontakt der beiden Rohre zueinander verhindert, besteht vorzugsweise teilweise oder vollständig aus Kunststoff.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Distanzstück in seinem Ende, das nicht zu dem aus dem Distanzstück herausragenden zweiten Rohr gewandt ist, d. h. das von dem Einführende des ersten Rohres abgewandt ist, einen sich trichterförmig erweiternden Bereich aufweist, durch den im Falle der Verwendung im Bereich der Einspritzstelle Kältemittel in den Verdampfer eingespritzt wird. Dieser Einspritzbereich kann somit durch das Distanzstück gebildet werden und in Strömungsrichtung des Kältemittels oder sonstigen Fluids beispielsweise sich konisch bzw. kegelförmig erweiternd ausgebildet sein.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Distanzstück an seinen zu dem zweiten Rohr hingewandten Ende, d. h. an seiner zu dem Einführende des ersten Rohres gewandten Seite wenigstens einen Vorsprung aufweist, der in dem Klebstoff angeordnet bzw. eingebettet ist. Auf diese Weise wird eine besonders gute Fixierung des Distanzstückes in der Klebemasse erreicht.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass sich der Klebstoff von dem Distanzstück bis hin zu dem Einführende des ersten Rohres erstreckt. Der Bereich zwischen Distanzstück und diesem Ende des ersten Rohres kann somit durch den Klebstoff bzw. die Klebstoffmasse ausgefüllt sein.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
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1: eine Schnittdarstellung durch eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Verbindungsstelle zwischen einer Kupferkapillare und einem Aluminiumverdampferrohr und
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2: eine Schnittdarstellung durch das gemäß 1 eingesetzte Distanzstück.
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In 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 ein Aluminiumrohr dargestellt, das den Anfangsbereich eines Verdampfers eines Kühl- und/oder Gefriergerätes bildet.
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Das Bezugszeichen 20 kennzeichnet eine Kupferkapillare, die wie aus 1 ersichtlich um einen bestimmten Betrag in das Aluminiumrohr hineinragt. Der Außendurchmesser sowie der Innendurchmesser der Kupferkapillare liegt wesentlich unter dem Außen- bzw. Innendurchmesser des Aluminiumrohres 10.
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Das Bezugszeichen 30 kennzeichnet ein Distanzstück bzw. eine Kunststofftülle, die in ihrer Schnittdarstellung in 2 dargestellt ist.
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Mit dem Bezugszeichen 32 ist ein Aufnahmebereich des Distanzstückes gekennzeichnet, der zur Aufnahme des Endbereiches der Kupferkapillare 20 dient. Wie dies aus 1 und 2 hervorgeht, ist der Aufnahmebereich 32 beidseitig offen. Das rechts dargestellte Ende dient zur Einführung der Kapillare 20. Das links dargestellte Ende weist einen Anschlag 34 und eine Öffnung 34' auf, durch die das Kältemittel über den sich konisch erweiternden Bereich 36 in das Aluminiumrohr 10 gelangt.
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Der Anschlag 34 ist so dimensioniert, dass das Kapillarohr nicht über den Anschlag 34 hinaus in das Distanzstück 30 eingeschoben werden kann. Das Kapillarrohr 10 durchdringt das Distanzstück 30 somit nicht vollständig, sondern erstreckt sich nur über einen Teil der Gesamtlänge des Distanzstückes 30.
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Aus 2 ist weiter ersichtlich, dass das Distanzstück 30 in seinem gemäß 1 und 2 nach rechts gewandten Endbereich einen Vorsprung 38 aufweist, der mit einem ringförmigen Flansch 39 versehen ist, die wie in 1 ersichtlich beide in der Klebemasse 40 eingebettet ist.
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Aus 1 geht weiter hervor, dass das Distanzstück 30 eine räumliche Trennung zwischen dem Aluminiumrohr 10 des Verdampfers und der Kapillare 20, mittels derer Kältemittel in den Verdampfer eingespritzt wird, herstellt.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der in 1 dargestellten Verbindung gestaltet sich wie folgt:
- 1. Das Aluminiumrohr 10 wird abgeschnitten und gleichzeitig in seinem das Einführende zum Einführen des Distanzstückes bildenden Endbereich 12 leicht konisch aufgeweitet, wie dies aus 1 ersichtlich ist.
- 2. Das Kapillarrohr 20 wird mit einer Vorrichtung in die Kunststoffhülse 30 bis auf den Anschlag 34 eingepresst, das heißt die Kapillare 20 wird durch Einpressen in den Aufnahmebereich 32 eingeführt, bis sie mit ihrem vorlaufenden Ende an dem Anschlag 34 anliegt.
- 3. Die auf diese Weise vormontierte Einheit bestehend aus Kapillarrohr 20 und Distanzstück 30 wird in einem nächsten Schritt in das Aluminiumrohr 10 durch das konisch oder andersartig erweiterte Einführende eingesetzt und zwar soweit, dass noch ein gewisser Raum zur Aufnahme des Klebstoffes 40 vorhanden ist. Dies bedeutet, dass das Distanzstück 30 soweit in das Aluminiumrohr 10 eingeschoben wird, dass dieses nicht mit seinem rechts dargestellten Ende mit dem Einführende des Aluminiumrohres abschließt, sondern gegenüber diesem Endbereich zurückversetzt ist, so dass ein bestimmter Aufnahmebereich für den Klebstoff vorhanden ist.
- 4. Anschließend wird vorzugsweise mit einem Dosiergerät ein für die Verklebung von Kältemittelkreisläufen geeigneter Ein-Komponentenklebstoff oder ein sonstiges Klebemittel in die Verbindungsstelle eingebracht.
- 5. Sodann wird die Aushärtung der Klebeverbindung durch Erwärmung, durch Induktion oder ein anderes Verfahren beschleunigt, so dass schließlich die in 1 dargestellte Anordnung erhalten wird.
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Wie dies aus 1 hervorgeht, umgibt die Klebemasse 40 nicht nur den aus dem Distanzstück 30 herausragenden Bereich der Kapillare 20 bis zum Einführende des Rohres 10, sondern umgibt darüber hinaus stirnseitig und in Umfangsrichtung den Vorsprung 38 und den Bereich 39 des Distanzstückes 30, der eine ringförmige Verdickung bildet, wie dies aus 1 und 2 ersichtlich ist. Dieser Vorsprung 38 mit dem Bereich 39 dient zur Sicherung und Fixierung des Distanzstückes 30 in dem Aluminiumrohr 10.
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Das vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Distanzstück 30 erfüllt die Funktion der Trennung der unterschiedlichen Materialien bzw. Rohre, wie dies aus 1 ersichtlich ist. Ein Vorteil besteht darin, dass keine Kontaktkorrosion zwischen den Rohren 10, 20 mehr auftreten kann.
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Eine weitere Funktion des Distanzstückes 30 besteht darin, dass durch die spezielle Gestaltung der Einspritzstelle im vorderen (links dargestellten) Teil der Kunststofftülle bzw. des Distanzstückes 30 eine optimale Einspritzung des Kältemittels ohne zusätzliche Verwirbelung und Erhöhung des Einspritzgeräusches möglich ist. Durch eine geeignete Ausgestaltung des Einspritzbereiches des Distanzstückes kann somit eine Optimierung des Einspritzverhaltens im Hinblick auf das Strömungsverhalten und auch im Hinblick auf die Geräuschkulisse erhalten werden.
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Des weiteren kann die Kunststofftülle bzw. das Distanzstück 30 so gestaltet werden, dass das Kapillarrohr 20 stets auf Anschlag eingesetzt wird. Durch die genannte Gestaltung im hinteren, das heißt zum Einführende des ersten Rohres gewandten Bereiches des Distanzstückes 30 kann bei der Verklebung der Verbindung auch eine Lagesicherung der Kunststofftülle bzw. des Distanzstückes 30 an der Verbindungsstelle erreicht werden.
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Die Verbindungsstelle kann sich grundsätzlich in dem eingeschäumten Bereich eines Kühl- und/oder Gefriergerätes befinden oder auch außerhalb dieses Bereiches.
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Durch Verkleben mit einem für die Verklebung von Kältemittelkreisläufen geeigneten vorzugsweise Ein-Komponentenklebstoff entsteht eine dauerhafte serienfähige Verbindung ohne die Gefahr, dass Kontaktkorrosion bei kritischen Einbausituationen entstehen kann.
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Die vorliegende Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass eine einfache und kostengünstige Verbindung an verschiedensten Verbindungsstellen, insbesondere an Einspritzstellen in Kältemittelkreisläufen korrosionssicher hergestellt werden kann.
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Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf die Einspritzstelle eines Verdampfers. Es ist darauf hinzuweisen, dass die vorliegende Erfindung und auch das Ausführungsbeispiel auf jede andere Verbindungsstelle insbesondere eines Kältemittelkreislaufes bezogen werden kann und auch auf sämtliche beliebige Materialpaarungen und nicht nur auf die beschriebene Verbindung von Aluminium mit Kupferrohren.
