DE102017116494B4

DE102017116494B4 - Trocknergehäuse und Herstellung eines Trocknergehäuses

Info

Publication number: DE102017116494B4
Application number: DE102017116494.4A
Authority: DE
Inventors: Patrick Janak; Martin Kaller
Original assignee: Innerio Heat Exchanger GmbH
Current assignee: Innerio Heat Exchanger GmbH
Priority date: 2017-07-21
Filing date: 2017-07-21
Publication date: 2022-07-21
Anticipated expiration: 2037-07-22
Also published as: DE102017116494A1

Abstract

Herstellungsverfahren für ein Trocknergehäuse (1) für ein Kühlmedium in einem Kühlmedienkreislauf, insbesondere einer Klimaanlage, umfassend die Schritte:• Bereitstellen eines Werkstückrohlings;• Umformen des Werkstückrohlings mittels eines Druckumformverfahrens derart, dass aus dem Werkstückrohling eine einstückige, bereichsweise innen hohle Einheit ausgebildet wird, welche zumindest einen Primärbereich (40) und einen Abschlussbereich (10) aufweist, wobei der Abschlussbereich (10) an einem distalen Ende des Trocknergehäuses (1) angeordnet ist und zumindest eine Öffnung (11) aufweist;• Erzeugen eines Fixierabschnitts (12) im Abschlussbereich (10),wobei der Fixierabschnitt (12) dazu ausgelegt ist, derart mit einem Abschlusselement in Eingriff zu gelangen, dass die Öffnung (11) fluiddicht verschlossen wird;Ausbilden des Abschlussbereichs (10) derart, dass der Querschnitt des Abschlussbereichs (10) vergrößert wird, wobei die Größe des Querschnitts die Differenz zwischen dem Außendurchmesser und dem Innendurchmesser des Querschnitts istwobei das Ausbilden des Abschlussbereichs (10) die Schritte umfasst:• Umformen des Abschlussbereichs (10) durch Weiten und• Umformen des Abschlussbereichs (10) durch Stauchen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für ein Trocknergehäuse, welches insbesondere in Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen eingesetzt wird, ein Trocknergehäuse, welches mittels des in Rede stehenden Herstellungsverfahrens hergestellt wurde und ein Trocknergehäuse, insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugklimaanlagen.
Trocknergehäuse der in Rede stehenden Art werden dafür eingesetzt, das Kühlmedium in einer Klimaanlage, insbesondere in Kraftfahrzeugklimaanlagen, zu trocknen. Die im Stand der Technik bekannten Trocknergehäuse verursachen jedoch hohe Fertigungskosten, insbesondere deshalb, da diese einen hohen Materialbedarf aufweisen. Gleichzeitig weisen die im Stand der Technik bekannten Gehäuse auch Probleme bezüglich der Dichtigkeit auf.
Die DE 10 2014 002 407 A1 betrifft einen gelöteten Wärmetauscher, mit einem Block aus Flachrohren und Rippen, mit einem Sammelrohr und eine Trocknerflasche wobei die Trocknerflasche an ihrem oberen Ende leicht aufgeweitet ist.
Die EP 1 202 007 A1 und die DE 10 2009 010 364 A1 betreffen ebenfalls Kondensatoren für Klimaanlagen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, ein Herstellungsverfahren für ein Trocknergehäuse und ein Trocknergehäuse bereitzustellen, welche zu Trocknergehäusen mit geringen Herstellungskosten und einer hohen Dichtigkeit führen.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Herstellungsverfahren für ein Trocknergehäuse gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1, einem Trocknergehäuse gemäß den Merkmalen des Anspruchs 5, welches mit dem vorgenannten Herstellungsverfahren hergestellt wird, und einem Trocknergehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß umfasst das Herstellungsverfahren für ein Trocknergehäuse für ein Kühlmedium in einem Kühlmedienkreislauf, insbesondere einer Klimaanlage, die Schritte:

• Bereitstellen eines Werkstückrohlings;
• Umformen des Werkstückrohlings mittels eines Druckumformverfahrens derart, dass aus dem Werkstückrohling eine einstückige, bereichsweise innen hohle Einheit ausgebildet wird, welche zumindest einen Primärbereich und einen Abschlussbereich aufweist, wobei der Abschlussbereich an einem distalen Ende des Trocknergehäuses angeordnet ist und zumindest eine Öffnung aufweist;
• Erzeugen eines Fixierabschnitts im Abschlussbereich, wobei der Fixierabschnitt dazu ausgelegt ist, derart mit einem Abschlusselement in Eingriff zu gelangen, dass die Öffnung fluiddicht verschlossen wird.

Das Herstellungsverfahren dient dabei insbesondere zur Fertigung von Trocknergehäusen, welche in Klimaanlagen von Personenkraftwagen eingesetzt werden. Das im Herstellungsverfahren verwendete Druckumformverfahren ist dabei vorteilhafterweise ein Durchdrückverfahren, wie beispielsweise Strangpressen, Exturdieren oder Fließpressen. Hierdurch kann eine besonders kostengünstige Fertigung erreicht werden. Alternativ bevorzugt kann es sich bei dem Druckumformverfahren auch um ein Innenhochdruck-Umformverfahren handeln, wie z. B. Hydroformen. Diese Verfahren erlauben es, einen hohen Umformgrad zu erreicht, ohne dass ein Materialversagen auftritt. Die Einstückigkeit der durch das Umformverfahren hergestellten Einheit bzw. des Trocknergehäuses ist insbesondere dadurch charakterisiert, dass kein Fügen wie z.B. Schweißen von verschiedenen Bauteilen nötig ist, um die Einheit herzustellen. Hierdurch wird sichergestellt, dass die durch das Herstellungsverfahren geschaffene Trocknereinheit eine geringe Neigung zu Dichtigkeitsproblemen aufweist. Der Primärbereich des Trocknergehäuses dient dazu, die primären Funktionen des Trocknergehäuses bereitzustellen. Insbesondere wird durch den Primärbereich ein Volumen bereitgestellt, welches das Trocknungsmittel bevorratet. Diese Funktion wird dabei durch den Teil des innen hohlen Bereichs im Primärbereich des Trocknergehäuses bewerkstelligt. Vorteilhafterweise ist der innen hohle Bereich dabei vorzugsweise zumindest bereichsweise zylindrisch ausgebildet. Hierdurch wird eine besonders kostengünstige Fertigung erreicht. Der Primärbereich bzw. der innen hohle Bereich des Trockergehäuses erstreckt sich dabei hauptsächlich entlang einer Haupterstreckungsrichtung des Trocknergehäuses. Die Haupterstreckungsrichtung ist dabei diejenige Richtung, in die die Länge des Trocknergehäuses bestimmt wird. Zweckmäßigerweise kann sich der innen hohle Bereich von einem distalen Ende des Trocknergehäuses bis zum anderen distalen Ende erstrecken. Neben dem Bevorraten dient der Primärbereich auch zum Kühlen des Trocknungsmittels. Dieses Kühlen wird unter anderem durch die Abgabe eines Wärmestroms von der Außenwand des Primärbereichs an die Umgebung erreicht. Hierzu ist die Außenfläche des Primärbereichs bevorzugt zumindest bereichsweise und/oder teilweise zylindrisch ausgebildet, sodass eine besonders große Oberfläche im Vergleich zum benötigten Materialeinsatz geschaffen wird. Die zumindest eine Öffnung des an einem distalen Ende des Trocknergehäuses angeordneten Abschlussbereichs dient insbesondere zur Befüllung des Trocknergehäuses mit Trocknungsmittel. Vorteilhafterweise erfolgt die Befüllung durch Trocknerpatronen, in welchen das Trocknungsmittel bevorratet wird. Das distale Ende des Abschlussbereichs und somit auch das distale Ende des Trocknergehäuses ist dabei bevorzugt senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung ausgebildet. Die hierdurch entstehende ebene Stirnfläche des Abschlussbereichs kann als Anlagefläche für ein Abschlusselement verwendet werden. Der während des Herstellungsverfahrens erzeugte Fixierabschnitt im Abschlussbereich dient insbesondere dazu, das Abschlusselement mittelbar oder unmittelbar, insbesondere reversibel, zu fixieren, sodass die Öffnung fluiddicht verschlossen werden kann. Unter reversibel ist zu verstehen, dass das Abschlusselement zerstörungsfrei aus der Öffnung entfernt werden kann. Das Abschlusselement kann dabei unter anderem ein Propfen sein. Der Fixierabschnitt ist vorteilhafterweise ein Gewinde, insbesondere ein selbstdichtendes Gewinde. Für eine kostengünstige Herstellung kann das Gewinde in den Abschlussbereich geschnitten oder geformt werden. Alternativ bevorzugt kann der Fixierabschnitt auch eine Nut sein, in welchem ein Fixierelement, wie beispielsweise ein Sicherungsring, angeordnet werden kann, um eine Fixierung des Abschlusselements zu erreicht. Der Vorteil dieser Art der Ausgestaltung des Fixierabschnitts liegt in dem nur geringen Bauraumbedarf.
Erfindungsgemäß umfasst das Herstellungsverfahren den Schritt:

Ausbilden des Abschlussbereichs derart, dass der Querschnitt des Abschlussbereichs vergrößert wird. Mit der Größe des Querschnitts ist dabei insbesondere die Differenz zwischen dem Außendurchmesser und dem Innendurchmesser des Querschnitts gemeint. Bei nicht kreisrunden Querschnitten ist der Außendurchmesser insbesondere durch die über den Querschnitt gemittelte Differenz von gegenüberliegenden Außenflächen definiert. In gleicher Weise kann auch der Innendurchmesser für nicht kreisrunde Querschnitte definiert werden, wobei hierzu die gemittelte Differenz von gegenüberliegenden Innenflächen in einem Querschnitt heranzuziehen ist. Unter der Begrifflichkeit „Vergrößerung“ eines Querschnitts ist zu verstehen, dass der Außendurchmesser stärker gesteigert wird als der Innendurchmesser. In anderen Worten kann dies bedeuten, dass die Wandstärke des Querschnitts gesteigert wird. Vorteilhafterweise erfolgt das Vergrößern des Querschnitts des Abschlussbereichs durch ein Umformverfahren. Diese Art des Vergrö-ßerns resultiert in einer besonders kostengünstigen Herstellung. Zweckmäßigerweise werden zum Vergrößern des Querschnitts daher keine trennenden Verfahren verwendet. Von Vorteil ist es, wenn das Verhältnis des ursprünglichen Innendurchmessers multipliziert mit dem neuen Außendurchmesser zum Produkt aus dem neuen Innendurchmesser und dem ursprünglichen Außendurchmesser zwischen 1 und 1,2 liegt. Hierdurch wird ein Aufstauen von Versetzung, insbesondere Wandversetzungen, vermieden, sodass eine günstige Umformung stattfinden kann. Unter „ursprünglich“ und „neu“ sind dabei die Querschnitte vor und nach dem Fertigungsschritt zu verstehen.

Erfindungsgemäß umfasst das Ausbilden des Abschlussbereichs die Schritte:

• Umformen des Abschlussbereichs durch Weiten und
• Umformen des Abschlussbereichs durch Stauchen.

Insbesondere erfolgt das Weiten des Abschlussbereichs derart, dass der Außendurchmesser des Trocknergehäuses im Abschlussbereich gesteigert wird. Dies kann in einer besonders kostengünstigen Weise dadurch erreicht werden, dass ein Dorn in die Öffnung des Abschlussbereichs geführt wird, und dieser durch eine Verlagerung, insbesondere entlang der Haupterstreckungsrichtung, das Trocknergehäuse weitet. Das Umformen durch Stauchen kann nach einem der in der DIN 8583 genannten Verfahren erfolgen. Vorzugsweise erfolgt das Stauchen des Abschlussbereichs in Richtung der Haupterstreckungsrichtung des Trocknergehäuses. In anderen Worten bedeutet dies, dass während des Stauchens vorzugsweise die Abmessungen des Abschlussbereichs in die Haupterstreckungsrichtung reduziert werden. Bevorzugt ist es, wenn während des Stauchens eine Form innen am Abschlussbereich angelegt wird, sodass eine Mindestabmessung nicht unterschritten werden kann. Besonders bevorzugt wird gleichzeitig auch außen eine Form angelegt. Durch das plastische Verformen während des Weitens und des Stauchens wird eine dauerhafte Materialdickensteigerung, insbesondere eine Wanddickensteigerung, im Abschlussbereich erreicht, sodass zweckmäßigerweise die Materialstärke im Abschlussbereich größer als im Primärbereich des Trocknergehäuses ist. Hierdurch wird unter anderem erreicht, dass die Herstellung des Fixierabschnitts erleichtert wird. Vorteilhafterweise erfolgt das Umformen dabei derart, dass insbesondere kein Abtragen von Material nötig ist. Generell ist die zeitliche Reihenfolge der beiden Arbeitsschritte nicht entscheidend, es hat sich jedoch herausgestellt, dass es von Vorteil ist, wenn das Weiten vor dem Stauchen ausgeführt wird. Durch diese zeitliche Abfolge der Arbeitsschritte können die für das Umformen benötigten Kräfte reduziert werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird der Abschlussbereich während des Herstellungsverfahrens derart ausgebildet, dass das Verhältnis der Länge des Abschlussbereichs nach dem Ausbilden der Querschnittsvergrößerung zu der Länge vor dem Ausbilden der Querschnittsvergrößerung zwischen 0,55 bis 0,8 liegt. Hierdurch wird ein guter Kompromiss zwischen Materialverformung und Vermeidung von Rissen im Material erzielt. Die Länge des Abschlussbereichs bemisst sich dabei insbesondere in die Haupterstreckungsrichtung des Trocknergehäuses. Bevorzugt liegt das Verhältnis der Länge des Abschlussbereichs nach dem Ausbilden zu der Länge vor dem Ausbilden des Abschlussbereichs zwischen 0,6 bis 0,75. Hierdurch wird ein besonders dauerfester Abschlussbereich erzeugt. Besonders bevorzugt liegt das Verhältnis zwischen 0,63 und 0,7. Hierdurch wird insbesondere eine Härtung des Abschlussbereichs erreicht, welcher die Standfestigkeit desselben erhöht.
Bevorzugt wird der Abschlussbereich derart ausgebildet, dass die Erstreckung eines Sekundärbereichs in die Haupterstreckungsrichtung des Trocknergehäuses kleiner ist, als die Erstreckung des Abschlussbereichs in die Haupterstreckungsrichtung, wobei der Sekundärbereich zwischen dem Primärbereich und dem Anschlussbereich angeordnet ist. Der Sekundärbereich ist daher in anderen Worten der Übergangsbereich zwischen dem Abschlussbereich und dem Primärbereich. Insbesondere ist der Sekundärbereich dadurch gekennzeichnet, dass dessen Außendurchmesser entlang der Haupterstreckungsrichtung vorteilhafterweise kontinuierlich gesteigert oder reduziert wird. Insbesondere bildet der Sekundärbereich einen Winkel zwischen 20° bis 60° mit der Haupterstreckungsrichtung. Dieser Winkel wird durch den gemittelten Verlauf der Außenkontur des Sekundärbereichs entlang der Haupterstreckungsrichtung und der Haupterstreckungsrichtung selbst aufgespannt. Durch die Winkligkeit wird ein nur geringer Bauraumbedarf des Sekundärbereichs erreicht. Bevorzugt liegt der Winkel zwischen 30° und 50°. Hierdurch wird erreicht, dass sich ein besonders vorteilhaftes Gefüge im Sekundärbereich durch Umformen ergibt. Insbesondere bevorzugt liegt der Winkel im Bereich von 40° bis 47°. Hierdurch wird eine nur geringe Neigung zu Rissen im Sekundärbereich aufgrund von Thermospannung im Betrieb sichergestellt.
Insbesondere bevorzugt wird während des Umformvorgangs ein Steg gebildet, welcher sich an einer Außenfläche des Trocknergehäuses befindet und sich entlang der Haupterstreckungsrichtung des Trocknergehäuses erstreckt, wobei durch zumindest partielles, vorzugsweise überwiegendes, insbesondere zu mehr als 80%, Abtrennen des Stegs Lagerbereiche und/oder Anschlussbereiche geschaffen werden, sodass die Lagerbereiche und/oder die Anschlussbereiche nach außen weisen, wobei der Lagerbereich dazu ausgelegt ist, das Trocknergehäuse abzustützen, und wobei die Anschlussbereiche dazu ausgelegt sind, eine fluidische Verbindung zwischen dem innen hohlen Bereich des Trocknergehäuses und der Umgebung durch eine Ausnehmung bereit zu stellen. In anderen Worten bedeutet dies, dass der Steg dazu dient, später durch Nachbearbeitung die Lagerbereiche und/oder die Anschlussbereiche bereitzustellen. Diese Art der Herstellung ist sowohl kostengünstig als auch stark mechanisch belastbar, weil vorteilhafterweise auf ein Fügen verzichtet werden kann. Neben der hauptsächlichen Erstreckung des Stegs in die Haupterstreckungsrichtung des Trocknergehäuses weist der Steg bevorzugt nach außen. Unter nach „außen weisen“ ist zu verstehen, dass der Steg von der Außenfläche weg zeigt. Bei kreisförmigen Außendurchmessern bedeutet dies insbesondere, dass der Steg radial nach außen weist. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Steg in dem Umformvorgang des Werkstückrohlings, welcher zum Schaffen der einstückigen Einheit dient, gleichzeig mit ausgeformt wird, sodass Kosten gespart werden können. Das Abtrennen des Stegs erfolgt dabei mittels trennenden Verfahren, insbesondere trennenden Verfahren mit geometrisch bestimmter Schneide. Hierdurch kann eine Vielzahl von vorteilhaften Geometrien der Lagerbereiche hergestellt werden. Alternativ bevorzugt erfolgt das Trennen durch Schneiden, insbesondere durch Scherschneiden, wodurch eine besonders kostengünstige Fertigung der Lager- oder Anschlussbereiche erreicht wird. Die durch das Abtrennen entstehenden Lagerbereiche erfüllen die Funktion der Lagerung des Trocknergehäuses. In anderen Worten bedeutet dies, dass die Lagerbereiche dazu ausgelegt sind, eine mechanische Abstützung des Trocknergehäuses sicherzustellen. Die durch das Trennen geschaffenen Anschlussbereiche dienen dazu, durch die zumindest eine Ausnehmung im Anschlussbereich eine fluidleitende Verbindung zwischen dem innen hohlen Bereich des Trocknergehäuses und der Umgebung bereitzustellen. Hierdurch kann später im Betrieb das Kühlmittel der Klimaanlage in den innen hohlen Bereich des Trocknergehäuses gelangen. Die zumindest eine Ausnehmung des Anschlussbereichs wird vorteilhafterweise durch spanabhebende Fertigungsverfahren wie z.B. Bohren oder Fräsen hergestellt, sodass nur gering Kosten für die Herstellung der Ausnehmung anfallen. Das Verfahren zum Trennen des Stegs kann dabei unabhängig zu dem Verfahren zum Schaffen der Ausnehmungen gewählt werden. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Anschlussbereich neben der Funktion des fluidischen Verbindens des innen hohlen Bereichs mit der Umgebung zusätzlich noch das Lagern des Trocknergehäuses erfüllt. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass der Abschlussbereich zusätzlich auch ein Lagerbereich sein kann.
Zweckmäßigerweise erfolgt das Umformen des Werkstückrohlings unterhalb der Rekristallisationstemperatur des Materials des Werkstückrohlings. Hierdurch wird während des Umformvorgangs ein besonders vorteilhaftes Gefüge durch Kaltverfestigung erreicht. Das hier erwähnte Umformverfahren kann sowohl das Umformen des Werkstückrohlings zum Schaffen des Primärbereichs als auch das Umformen des Abschlussbereichs betreffen. Besonders bevorzugt findet das Umformen beim einem 0,1- bis 0,8-fachen der Rekristallisationstemperatur (in °Celsius) statt. Hierdurch wird eine besonders günstige Fertigung erreicht. Alternativ bevorzugt kann das Umformen bei Raumtemperatur stattfinden, wodurch eine besonders ausgeprägte Kaltverfestigung des Materials erreicht wird. Unter Raumtemperatur ist dabei zu verstehen, dass keine thermische Energie für das Umformen in das Werkstück eingebracht wird. Alternativ bevorzugt kann das Umformen auch oberhalb der Rekristallisationstemperatur stattfinden, um ein möglicherweise benötigtes Spannungsarmglühen zu vermeiden. Insbesondere kann es zweckmäßig sein, dass das Umformen nicht bei einer konstanten Temperatur stattfindet, sondern dass die Temperatur während des Umformvorgangs variiert wird. Hierdurch kann erreicht werden, dass insbesondere bei Fertigungsschritten, welche einen hohen Umformgrad aufweisen, eine gewisse Rekristallisation erzielt werden kann.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn beim Umformen des Werkstückrohlings oberflächenvergrößernde Elemente oder Bereiche außen am Primärbereich geschaffen werden. Diese oberflächenvergrößernden Elemente oder Bereiche dienen dazu, die Kühlwirkung des Trocknergehäuses zu steigern. Bevorzugt handelt es sich bei den oberflächenvergrößernden Elementen oder Bereichen um Rippen.
Durch das gleichzeitige Schaffen des Primärbereichs und den oberflächenvergrößernden Elementen oder Bereichen kann eine kostengünstige Fertigung erreicht werden. Besonders bevorzugt weisen auch die Lagerbereiche und/oder die Anschlussbereiche oberflächenvergrößernde Strukturen auf. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass die Wärmeabfuhr auch in den Lagerbereichen und/oder in den Anschlussbereichen gesteigert werden kann.
Vorteilhafterweise besteht der Werkstückrohling aus Metall, insbesondere aus Aluminium. Diese Materialien weisen besonders gute Umformfähigkeiten auf, insbesondere Kaltumformfähigkeiten. Der Vorteil des Einsatzes von Aluminium besteht darin, dass die bei diesem Werkstoff aufzuwendenden Kräfte beim Umformen besonders gering sind. Zusätzlich liegt der Vorteil von Aluminium noch darin, dass die Energiemenge, welche dazu benötigt wird, die Rekristallisationstemperatur zu erreichen, gering ist.
Erfindungsgemäß ist ein Trocknergehäuse für ein Kühlmedium in einem Kühlmedienkreislauf, insbesondere einer Klimaanlage, durch ein Fertigungsverfahren gemäß einem der vorhergehend beschriebenen Fertigungsverfahren hergestellt. Hierdurch wird unter anderem ein besonders kostengünstiges Trocknergehäuse erreicht.
Erfindungsgemäß umfasst ein Trocknergehäuse für ein Kühlmedium in einem Kühlmedienkreislauf, insbesondere einer Klimaanlage, einen Abschlussabschnitt, zumindest einen Primärabschnitt und einen Lagerbereich, wobei das Trocknergehäuse innen hohl ausgebildet ist, wobei der Abschlussabschnitt eine Öffnung aufweist, wobei die Öffnung dazu ausgelegt ist, mit einem Abschlusselement verschlossen zu werden, wobei der Lagerbereich eine Lagerfläche aufweist, welche dazu ausgelegt ist, das Trocknergehäuse abzustützen, und wobei der Primärbereich dazu ausgelegt ist, thermische Energie vom Trocknergehäuse in die Umgebung, insbesondere durch Wärmestrahlung, abzugeben. Hierdurch wird zum Einen ein besonders kostengünstiges Trocknergehäuse erreicht, als auch darüber hinaus eine besonders leichte Befüllung des Trocknergehäuses mit Trocknungsmaterial sowie eine hohe Kühlwirkung des Trocknungsmittels sichergestellt. Insbesondere kann ein solches Gehäuse mit einem der vorhergehend dargelegten Fertigungsverfahren hergestellt werden. Der innen hohle Bereich des Trocknergehäuses ist vorteilhafterweise innenhohlzylindrisch ausgebildet.
Zweckmäßigerweise ist die zumindest eine Lagerfläche des Lagerbereiches bzw. des Anschlussbereichs derart ausgestaltet, dass diese konkav ausgebildet ist. Hierdurch wird erreicht, dass ein Körper, an dem die Lagerfläche angelegt wird, teilweise umschlossen werden kann, sodass die Verlagerung in mehrere quer zueinander stehende Richtungen formschlüssig erfolgt. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Lagerflächen gleichzeitig mit dem Primärbereich hergestellt werden. Diese Maßnahme erzeugt dabei eine besonders hohe mechanische Belastbarkeit der Lagerflächen.
Erfindungsgemäß ist die mittlere Wandstärke des Primärbereichs kleiner als die Wandstärke des zumindest einen Abschlussbereichs. Hierdurch wird im - mechanisch stärker belasteten - Abschlussbereich eine höhere Steifigkeit im Vergleich zum Primärbereich erreicht, sodass ein effizienter Materialeinsatz stattfindet. Insbesondere ist die größere Wandstärke im Abschlussbereich zusätzlich noch deshalb vorteilhaft, weil hierdurch das Vorsehen eines Fixierabschnitts, wie z.B. eines Gewindes oder einer oder mehrerer Nuten, ermöglicht wird. Bevorzugt liegt das Verhältnis der mittleren Wandstärke im Primärbereich zur Wandstärke im Abschlussbereich in einem Bereich von 0,6 bis 0,75. Hieraus resultiert eine besonders gewichtsreduzierte Variante eines Trocknergehäuses. Besonders bevorzugt liegt das Verhältnis im Bereich von 0,63 bis 0,7. In diesem Bereich hat sich gezeigt, dass eine nur geringe Neigung zu thermisch bedingter Rissbildung im Betrieb des Trocknergehäuses resultiert.
Vorteilhafterweise ist der Außendurchmesser des Primärbereichs kleiner als der Außendurchmesser des zumindest einen Abschlussbereichs. Hierdurch wird ein besonders leichtes Trocknergehäuse erreicht. Bevorzugt liegt das Verhältnis des Außendurchmessers des Primärbereichs zum Außendurchmesser des Abschlussbereichs in einem Bereich von 0,8 bis 0,98, wodurch eine besonders kostengünstige Fertigung, insbesondere bei Umformen, erzielt werden kann. Besonders bevorzugt liegt der Bereich zwischen 0,90 bis 0,96. Es hat sich gezeigt, dass in diesem Bereich eine nur geringe Neigung zu Rissen - auf Grund von thermisch bedingen Verformung - vorliegt.
Zweckmäßigerweise liegt das Verhältnis einer Erstreckung des Abschlussbereichs in die Haupterstreckungsrichtung zu einer Erstreckung des Primärbereichs in die Haupterstreckungsrichtung in einem Bereich von 0,01 bis 0,06. Hierdurch kann eine besonders gute Wärmeabfuhr erreicht werden. Bevorzugt liegt das Verhältnis in einem Bereich von 0,02 bis 0,05. Bei einem solchen Verhältnis hat sich gezeigt, dass eine besonders hohe Belastbarkeit des Abschlussabschnitts möglich ist.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist zwischen dem Primärbereich und dem Abschlussbereich ein Sekundärbereich angeordnet, wobei der Abschlussbereich derart ausgebildet ist, dass eine Erstreckung des Sekundärbereichs in die Haupterstreckungsrichtung des Trocknergehäuses kleiner als die Erstreckung des Abschlussbereichs in die Haupterstreckungsrichtung ist. Der Sekundärbereich kann daher der Übergangsbereich zwischen dem Abschlussbereich und dem Primärbereich sein, in welchem insbesondere der Außendurchmesser, vorteilhafterweise kontinuierlich, gesteigert wird. Hierdurch resultiert eine gute Bearbeitbarkeit des Abschlussbereichs. Bevorzugt liegt das Verhältnis der Erstreckung des Sekundärbereichs zu der Erstreckung des Abschlussbereichs entlang der Haupterstreckungsrichtung in einem Bereich von 0,3 bis 0,1. Eine solche Dimensionierung ist besonders deshalb vorteilhaft, da in diesem Bereich eine Rissbildung im Abschlussbereich vermieden werden kann. Besonders bevorzugt liegt das Verhältnis zwischen 0,25 bis 0,15. Es hat sich gezeigt, dass in diesem Bereich eine besonders kostengünstige Fertigung des Trocknergehäuses erfolgen kann. In einer bevorzugten Ausführungsform bildet der Sekundärbereich einen Winkel zwischen 20° bis 60° mit der Haupterstreckungsrichtung. Hierdurch resultiert ein nur geringer Bauraumbereich des Sekundärbereichs. Bevorzugt liegt der Winkel zwischen 30° und 50°. In diesem Bereich bildet sich ein besonders vorteilhaftes Gefüge, insbesondere wenn der Abschlussbereich durch Umformen erzeugt wird. Besonders bevorzugt liegt der Winkel zwischen 40° bis 47°. In diesem Bereich hat sich in Versuchen eine geringe Neigung zu Rissen aufgrund von thermisch bedingten Spannungen gezeigt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind am Primärbereich oberflächenvergrößernde Elemente oder Bereiche, insbesondere Rippen, angeordnet, wobei sich die oberflächenvergrößernden Elemente oder Bereiche entlang der Haupterstreckungsrichtung des Trocknergehäuses erstrecken. Diese oberflächenvergrößernden Elemente oder Bereiche sorgen dabei für eine besonders effektive Wärmeabfuhr. Insbesondere ermöglichen sie eine senkrecht zu der Oberfläche des Trocknergehäuses gerichtete Sekundärströmung, insbesondere des umgebenden Fluids, welche den Wärmeübergang erhöht. Vorteilhafterweise erstrecken sich die oberflächenvergrößernden Elemente oder Bereiche über zumindest 90% des Primärbereichs, gemessen in die Haupterstreckungsrichtung. Hierdurch wird eine besonders gute Kühlwirkung erzielt.
Vorteilhafterweise weist das Trocknergehäuse in seinem innen hohlen Bereich einen Dichtungsabschnitt auf, welcher dazu ausgelegt ist, eine fluiddichte Verbindung mit einem Abschlusselement zu bilden. Dieser Dichtungsabschnitt kann sich insbesondere radial nach innen in den innen hohlen Bereich des Gehäuses erstrecken. Der Dichtungsabschnitt weist bevorzugt eine Dichtfläche auf, welche dazu ausgelegt ist, mittelbar oder unmittelbar mit einem Abschlusselement in Kontakt zu treten. Bevorzugt weist diese Dichtfläche einen Rz-Wert zwischen 1 µm bis maximal 15 µm auf. Bei diesen Oberflächenrauigkeiten kann eine besonders gute Dichtwirkung auch bei hohen Drücken erzielt werden. Insbesondere bevorzugt liegt die Oberflächenrauigkeit (Rz) zwischen 5 µm und 7 µm. Es hat sich gezeigt, dass in diesem Bereich ein besonders geringer Verschleiß von Elementen, welche mit der Dichtfläche in Kontakt kommen, resultiert und dass besonders effektive Herstellungsverfahren zum Einsatz kommen können wie z.B. Strangpressen, Exturdieren oder Drehen.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Figuren, wobei einzelne Merkmale von verschiedenen Ausführungsformen zu neuen Ausführungsformen kombiniert werden können. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform des Trocknergehäuses;
2 eine Detailansicht von 1 ;
3 einen Schnitt entlang der Haupterstreckungsrichtung einer Ausführungsform des Trocknergehäuses;
4 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform des Trocknergehäuses;
5 eine weitere Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform des Trocknergehäuses;

In der 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines Trocknergehäuses 1 dargestellt. Dieses Gehäuse weist dabei zwei Anschlussbereichen 20 auf, welche dazu ausgelegt sind, den innen hohlen Bereich 60 des Trocknergehäuses 1 mit der Umgebung zu verbinden. Diese Verbindung erfolgt dabei durch die jeweils eine Ausnehmung 21 der Lagerflächen 22 der Anschlussbereiche 20. Die konkaven Lagerflächen 22 sind dazu ausgelegt, in Kontakt mit einem anderen nicht dargestellten Bauteil zu gelangen, um das Trocknergehäuse 1 an diesem Bauteil abzustützen. Zusätzlich weist das in der 1 dargestellte Trocknergehäuse 1 noch einen Lagerbereich 30 auf, welcher zwischen den beiden Anschlussbereichen 20 angeordnet ist. Auch der Lagerbereich 30 weist dabei eine konkave Lagerfläche 22 auf. Zwischen dem Lagerbereich 30 und den beiden Anschlussbereichen 20 erstrecken sich dabei jeweils Zwischenflächen 42, welche vorteilhafterweise durch ein Abtragen eines Steges ausgeformt werden. Der überwiegende Teil des Trocknergehäuses 1 in der Haupterstreckungsrichtung L wird durch den Primärbereich 40 gebildet. Dieser Primärbereich 40 weist in der dargestellten Ausführungsform an seiner Außenseite oberflächenvergrößernde Elemente 41 auf. Diese oberflächenvergrößernden Elemente 41 erstrecken sich hauptsächlich entlang der Haupterstreckungsrichtung L des Trocknergehäuses 1. Die oberflächenvergrößernden Elemente 41 dienen der Erhöhung der Kühlleistung des Trocknergehäuses 1. Die oberflächenvergrößernden Elemente 41 können dabei, wie in der in 1 dargestellten Ausführungsform, Rippen sein. An dem einen distalen Ende des Trocknergehäuses 1 ist der Abschlussbereich 10 angeordnet, welcher eine Öffnung 11 aufweist. Diese Öffnung 11 ist dazu ausgelegt, dass durch diese das Trocknungsmittel in das Trocknergehäuse 1 gelangt. Insbesondere vorteilhaft ist es, wenn die Öffnung 11 daher reversibel durch ein nicht dargestelltes Abschlusselement fluiddicht verschlossen werden kann, denn hierdurch wird der Austausch des Trocknungsmittels signifikant erleichtert.
Die 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Trocknergehäuses 1 aus der 1. In der Darstellung ist ersichtlich, dass auch Bereiche des Anschlussbereichs 20 mit oberflächenvergrößernden Elementen 41 versehen sein können, um die Kühlfähigkeit des Trocknergehäuses zu steigern. Insbesondere bevorzugt ist es, wenn auch die Lagerbereiche 30 mit oberflächenvergrößernden Elementen 41 versehen sind.
In der 3 ist eine weitere Ausführungsform eines Trocknergehäuses 1 dargestellt, welche im Vergleich zu der in der 1 und 2 dargestellten Ausführungsform deutlich kürzer ist. Auch die in der 3 dargestellte Ausführungsform weist zwei Anschlussbereiche 20 auf, zwischen denen in Haupterstreckungsrichtung L ein Lagerbereich 30 angeordnet ist. Auch bei dieser Ausführungsform weisen die beiden Anschlussbereiche 20 jeweils eine Ausnehmung 21 auf, welche die Umgebung mit dem innen hohlen Bereich 60 des Trocknergehäuses 1 verbindet. Der Lagerbereich 30 sowie die beiden Anschlussbereiche 20 weisen dabei jeweils Lagerflächen 22 auf, welche dazu ausgelegt sind, das Trocknergehäuse 1 gegen Verlagerung zu sichern. Aufgrund der konkaven Ausgestaltung der Lagerflächen 22 erfolgt diese Sicherung vorteilhafterweise in zumindest zwei quer zueinander stehenden Richtungen formschlüssig. Das in der 3 dargestellte Trocknergehäuse 1 ist im innen hohlen Bereich 60 hohlzylindrisch ausgebildet. Bevorzugt ist jedoch auch die Außenhülle zumindest teilweise zylindrisch ausgebildet. Mit „teilweise“ ist dabei unter anderem gemeint, dass die Kreisförmigkeit zumindest bereichsweise durch oberflächenvergrößernde Elemente 41, Zwischenflächen 42, Lagerbereiche 30 und/oder Anschlussbereiche 20 unterbrochen sein darf. In der 3 ist auch die Wandstärke W1 im Primärbereich 40 dargestellt, welche im Vergleich zur Wandstärke W2 des Abschlussbereichs 10 kleiner ist. Hierdurch kann eine besonders materialsparende Konstruktion des Trocknergehäuses 1 erreicht werden. Der Außendurchmesser D1 des Primärbereichs 40 ist in der dargestellten Ausführungsform kleiner als der Außendurchmesser D2 des Abschlussbereichs 10. Hierdurch wird erreicht, dass der im Abschlussbereich 10 angeordnete Fixierabschnitt 12 sicher hergestellt werden kann. In der 3 ist darüber hinaus noch dargestellt, dass der Innendurchmesser des Abschlussbereichs 10 gleich dem Innendurchmesser des Primärbereichs 40 ist. Hierdurch kann eine besonders kostengünstige Fertigung erreicht werden. Der dargestellte Fixierabschnitt 12 ist in dieser Ausführungsform durch ein Gewinde realisiert. Der Abschlussbereich 10 ist vom Primärbereich 40 durch den Sekundärbereich 50 beabstandet. Der in die Haupterstreckungsrichtung L kontinuierlich gesteigerte Außendurchmesser des Sekundärbereichs 50 weist dabei einen Winkel W zu der Haupterstreckungsrichtung L auf. Berandet wird das Trocknergehäuse 1 in Haupterstreckungsrichtung L an einem Ende durch den Endbereich 100. Dieser Endbereich 100 bildet somit ein distales Ende des Trocknergehäuses 1. Der Endbereich 100 kann wie in der dargestellten Ausführungsform eine Öffnung aufweisen, oder auch geschlossen sein.
In der 4 ist eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform des Trocknergehäuses 1 dargestellt. In dieser Ausführungsform ist der Innendurchmesser des Abschlussbereichs 10 größer als der Innendurchmesser des Primärbereichs 40. Hierdurch kann eine besonders gewichtsreduzierte Ausführungsform erreicht werden. Um diesen Effekt noch zu steigern, kann auch (oder alternativ) der Außendurchmesser D1 des Primärbereichs 40 kleiner als der Außendurchmesser D2 des Abschlussbereichs 10 sein. Die Erstreckung b des Sekundärbereichs 50 ist dabei in dieser Ausführungsform kleiner als die Erstreckung a des Abschlussbereichs 10. Die Erstreckung c des Primärbereichs 40 nimmt in dieser Ausführungsform den überwiegenden Anteil der Erstreckung des Trocknergehäuses 1 in die Haupterstreckungsrichtung L ein.
Die 5 zeigt eine im Vergleich zur 3 sehr ähnliche Ausführungsform. Einzig unterscheidend ist dabei, dass zwischen dem Abschlussbereich 10 und dem nächstliegenden Anschlussbereich 20 ein Dichtungsabschnitt 13 radial nach innen in das Trocknergehäuse 1 weist. Die nach innen weisende Fläche 14 des Dichtungsabschnitts 13 bildet dabei die Dichtfläche 14. In einer alternativen Ausführungsform kann die Dichtfläche 14 auch die Stirnfläche des Dichtungsabschnitts 13 sein, welche eine nach außen weisende normale in Richtung der Öffnung 11 aufweist. Bevorzugt ist es, wenn der Dichtungsabschnitt 13, wie in der hier dargestellten Ausführungsform im Bereich des Sekundärabschnitts 50 angeordnet ist. Der Dichtungsabschnitt 13 kann dabei einstückig mit dem Trocknergehäuse 1 ausgeführt sein. Hierdurch wird eine besonders kostengünstige Fertigung des Dichtungsabschnitts 13 erreicht. Alternativ bevorzugt kann der Dichtungsabschnitt 13 mittels Fügen, insbesondere durch Schweißen, im innen hohlen Bereich 60 des Trocknergehäuses 1 angeordnet werden. Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn der Dichtungsabschnitt 13 durch Reibschweißen gefügt wird. In der dargestellten Ausführungsform bildet der Endbereich 100 ein distales Ende des Trocknergehäuses 1. Der Endbereich 100 weist dabei eine Öffnung auf, in welcher der innen hohle Bereich 60 endet. Der Endbereich 100 weist vorteilhafterweise eine in beide Richtungen verliersichere Aufnahme für eine Endkappe (nicht dargestellt) auf, wobei die verliersichere Aufnahme vorteilhafterweise in der Öffnung des Endbereichs bzw. im innen hohlen Bereich 60 angeordnet ist. Bevorzugt erfolgt die Sicherung der Endkappe durch ein Verformungsprozess, insbesondere des Endbereichs 100, beispielsweise durch eine Quetschverbindung.
Bezugszeichenliste

1: Trocknergehäuse
10: Abschlussbereich
11: Öffnung
12: Fixierabschnitt
13: Dichtungsabschnitt
14: Dichtfläche
20: Anschlussbereich
21: Ausnehmung
22: Lagerfläche
30: Lagerbereich
40: Primärbereich
41: Oberflächenvergrößernde Elemente
42: Zwischenflächen
50: Sekundärbereich
60: innen hohler Bereich
100: Endbereich
D1: Außendurchmesser Primärbereichs
D2: Außendurchmesser des Abschlussbereichs
a: Erstreckung des Abschlussbereichs
b: Erstreckung des Sekundärbereichs
c: Erstreckung des Primärbereichs
L: Haupterstreckungsrichtung
W: Winkel
W1: Wandstärke im Primärbereich
W2: Wandstärke im Abschlussbereich

Claims

Herstellungsverfahren für ein Trocknergehäuse (1) für ein Kühlmedium in einem Kühlmedienkreislauf, insbesondere einer Klimaanlage, umfassend die Schritte: • Bereitstellen eines Werkstückrohlings; • Umformen des Werkstückrohlings mittels eines Druckumformverfahrens derart, dass aus dem Werkstückrohling eine einstückige, bereichsweise innen hohle Einheit ausgebildet wird, welche zumindest einen Primärbereich (40) und einen Abschlussbereich (10) aufweist, wobei der Abschlussbereich (10) an einem distalen Ende des Trocknergehäuses (1) angeordnet ist und zumindest eine Öffnung (11) aufweist; • Erzeugen eines Fixierabschnitts (12) im Abschlussbereich (10), wobei der Fixierabschnitt (12) dazu ausgelegt ist, derart mit einem Abschlusselement in Eingriff zu gelangen, dass die Öffnung (11) fluiddicht verschlossen wird; Ausbilden des Abschlussbereichs (10) derart, dass der Querschnitt des Abschlussbereichs (10) vergrößert wird, wobei die Größe des Querschnitts die Differenz zwischen dem Außendurchmesser und dem Innendurchmesser des Querschnitts ist wobei das Ausbilden des Abschlussbereichs (10) die Schritte umfasst: • Umformen des Abschlussbereichs (10) durch Weiten und • Umformen des Abschlussbereichs (10) durch Stauchen.
Herstellungsverfahren für ein Trocknergehäuse (1) gemäß Anspruch 1, wobei der Abschlussbereich (10) derart ausgebildet wird, dass das Verhältnis der Länge des Abschlussabschnitts (10) nach dessen Ausbilden zu der Länge vor dessen Ausbilden zwischen 0,55 bis 0,8 liegt.
Herstellungsverfahren für ein Trocknergehäuse (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei während des Umformverfahrens ein Steg gebildet wird, welcher sich an einer Außenfläche des Trocknergehäuses (1) befindet und sich entlang der Haupterstreckungsrichtung (L) des Trocknergehäuses (1) erstreckt, wobei durch zumindest partielles Abtrennen des Stegs Lagerbereiche (30) und/oder Anschlussbereiche (20) geschaffen werden, sodass die Lagerbereiche (30) und/oder die Anschlussbereiche (20) nach außen weisen, wobei der Lagerbereich (30) dazu ausgelegt ist, das Trocknergehäuse (1) abzustützen, und wobei die Anschlussbereiche (20) dazu ausgelegt sind, eine fluidische Verbindung zwischen dem innen hohl Bereich des Trocknergehäuses (1) und der Umgebung durch eine Ausnehmung (21) bereitzustellen.
Herstellungsverfahren für ein Trocknergehäuse (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Umformen des Werkstückrohlings unterhalb der Rekristallisationstemperatur des Materials des Werkstückrohlings erfolgt.
Trocknergehäuse (1) für ein Kühlmedium in einem Kühlmedienkreislauf, insbesondere einer Klimaanlage, welches durch ein Fertigungsverfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt wird.
Trocknergehäuse (1) für ein Kühlmedium gemäß Anspruch 5 in einem Kühlmedienkreislauf, insbesondere einer Klimaanlage, umfassend einen Abschlussabschnitt (10), zumindest einen Primärabschnitt (40) und einen Lagerbereich (30), wobei das Trocknergehäuse (1) innen hohl ausgebildet ist, wobei der Abschlussabschnitt (10) eine Öffnung (11) aufweist, wobei die Öffnung (11) dazu ausgelegt ist, mit einem Abschlusselement verschlossen zu werden, wobei der Lagerbereich (30) eine Lagerfläche (22) aufweist, welche dazu ausgelegt ist, das Trocknergehäuse (1) abzustützen, und wobei der Primärbereich (40) dazu ausgelegt ist, thermische Energie vom Trocknergehäuse in die Umgebung, insbesondere durch Wärmestrahlung, abzugeben, wobei die mittlere Wandstärke (W1) des Primärbereichs (40) kleiner als die Wandstärke (W2) des zumindest einen Abschlussbereichs (10) ist.
Trocknergehäuse (1) gemäß Anspruch 6, wobei der Außendurchmesser des Primärbereichs (D1) kleiner als der Außendurchmesser des zumindest einen Abschlussbereichs (D2) ist.
Trocknergehäuse (1) gemäß einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei das Verhältnis einer Erstreckung (a) des Abschlussbereichs (10) in die Haupterstreckungsrichtung (L) zu einer Erstreckung (c) des Primärbereichs (40) in die Haupterstreckungsrichtung (L) in einem Bereich von 0,01 bis 0,06 liegt.
Trocknergehäuse (1) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das Trocknergehäuse in seinem innen hohlen Bereich einen Dichtungsabschnitt (13) aufweist, welcher dazu ausgelegt ist, eine fluiddichte Verbindung mit einem Abschlusselement zu bilden.