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Die Erfindung betrifft eine Befüll- und/oder Absaugvorrichtung
für einen
Kältemittelkreislauf
aufweisende Anlagen, insbesondere Kraftfahrzeugklimaanlagen, gemäß Oberbegriff
des Anspruchs 1, einen Anschlusskopf gemäß Anspruch 7 sowie ein Verfahren
zum Befüllen
eines Kältemittelkreislaufs
gemäß Anspruch
8.
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Aus der
DE 100 15 976 A1 ist eine
Befüllvorrichtung
für Kraftfahrzeugklimaanlagen
bekannt, mittels derer ein Kältemittelkreislauf
der Klimaanlage mit Kältemittel
befüllbar
und das Kältemittel
dem Kältemittelkreislauf
entnehmbar ist. Zu diesem Zweck wird die Befüllvorrichtung mittels einer
Leitung mit einem eigens dafür
vorgesehenen, ein Befüllventil
aufweisenden Anschluss des Kältemittelkreislaufs
verbunden.
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Aus der
US 6,354,100 B1 geht ein
Anschlusskopf zum Befüllen
eines Kältemittelkreislaufs hervor,
der durch Löten
fest mit einer Kältemittelleitung
verbunden ist. Der Anschlusskopf ist mit einem Sitzventil versehen, über das
die Kältemittelleitung mit
Kältemittel
befüllbar
ist. Zum Befüllen
wird eine Befülleinrichtung
eingesetzt, die mit dem Anschlusskopf koppelbar ist.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine
Befüll- und/oder
Absaugvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels
derer der Kältemittelkreislauf
befüllbar
ist, ohne dass der Kältemittelkreislauf hierzu
einen mit einem Befüllventil
versehenen Anschluss aufweisen muss. Ein weiteres Ziel der Erfindung
besteht darin, ein Verfahren zum Befüllen des Kältemittelkreislaufs zu schaffen,
bei dem der Kältemittelkreislauf
nach dem Befüllen
sicher gegenüber der
Atmosphäre
abdichtbar ist.
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Zur Lösung der Aufgabe wird eine
Befüll- und/oder
Absaugvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen.
Diese zeichnet sich dadurch aus, dass der Anschlusskopf zum Zwecke
des Befüllens
beziehungsweise des Absaugens des Kältemittelkreislaufs am Umfang
der Kältemittelleitung lösbar anbringbar
ist und dass am Anschlusskopf mindestens ein Werkzeug angeordnet
ist, mittels dessen die Öffnung
bei an der Kältemittelleitung
angebrachtem Anschlusskopf verschließbar ist. Über die Öffnung, die beispielsweise
am Umfang der Kältemittelleitung
angeordnet ist, kann der Kältemittelkreislauf
entleert, das heißt,
vor dem erstmaligen Befüllen
mit Kältemittel
evakuiert, und befällt
werden. Zum Verschließen
der Öffnung,
um den Kältemittelkreislauf
gegenüber
der Atmosphäre
abzudichten, ist kein Befüll-/Absperrventil
erforderlich, so dass die Kosten für die Anlage, insbesondere
Klimaanlage, entsprechend reduzierbar sind. Der erfindungsgemäße Aufbau
und die Funktion der Befüll- und/oder Absaugvorrichtung
ermöglichen
eine Automatisierung des Befüllungsvorgangs.
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Die Öffnung wird zum Beispiel mittels
einer Stoffschlussverbindung verschlossen, also zugeschweißt oder
zugelötet.
Alternativ oder zusätzlich kann
vorgesehen sein, die Öffnung
mit; einem Stopfen zu verschließen.
Bei einer weiteren Ausführungsvariante
ist die Öffnung
im Verbindungsbereich zwischen zwei Kältemittelleitungen gebildet,
wobei die Kältemittelleitungen über eine
verschraubbare Flanschverbindung dichtend miteinander verbindbar sind.
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In bevorzugter Ausführungsform
der Befüll- und/oder
Absaugvorrichtung ist vorgesehen, dass der Anschlusskopf mehrteilig
ausgebildet ist, wobei zwei Kopfteile im Wesentlichen diametral
angeordnet sind und dass zumindest ein Kopfteil relativ gegenüber dem
anderen Kopfteil verlagerbar ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht ein
Festklemmen des Anschlusskopfs am Kältemittelkreislauf, wobei die
auf die Kältemittelleitung
wirkenden Anpresskräfte
nicht zu einem Verbiegen der Kältemittelleitung
in Folge eines Ausweichens derselben führen, da jedes der Kopfteile
für das
jeweils andere Kopfteil als Gegenhalter dient.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung
ist vorgesehen, dass die Kopfteile an jeweils einem Hebel einer
Zange vorgesehen sind, wobei die Hebel über ein Drehgelenk schwenkbeweglich
miteinander verbunden sind. Durch Zudrücken der Zange sind die Kopfteile
an die Kältemittelleitung
anpressbar, das heißt,
die Kopfteile sind an der Stelle der Zange angeordnet, an der sich
bei derartigen Zangen häufig auch
Spannbacken befinden. Die Ausführung
des Anschlusskopfs als Teil einer Greifzange ermöglicht eine kostengünstige Herstellung
desselben. Die Zange kann so ausgeführt sein, dass sie manuell
oder alternativ oder zusätzlich
auch mittels eines Antriebs betätigbar
ist.
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Die Zange kann mit einer Zwangssperre
zum Erreichen einer definierten Endstellung während der Schließbewegung
der Kopfteile versehen sein, die gegebenenfalls die Zange in der
Endstellung arretiert.
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Weiterhin wird ein Ausführungsbeispiel
der Befüll-
und/oder Absaugvorrichtung bevorzugt, bei dem der Anschlusskopf
einen mit einem Kältemittelvorratsbehälter und/oder
einer Absaugeinrichtung verbindbaren beziehungsweise verbundenen
Sammelraum aufweist, in den bei an der Kältemittelleitung angebrachtem
Anschlusskopf die Öffnung
mündet. Der
Anschluss des Anschlusskopfs an den Kältemittelkreislauf erfolgt
hier also gleichzeitig durch das Festklemmen des Anschlusskopfs
an die Kältemittelleitung.
Sofern der erfindungsgemäße Anschlusskopf mit
einer Absaugeinrichtung verbindbar ist, kann die vor einem erstmaligen
Befüllen
des Kältemittelkreislaufs
darin befindliche Luft vor dem Befüllen mit Kältemittel abgesaugt werden.
Festzuhalten bleibt, dass unabhängig
davon, ob die erfindungsgemäße Vorrichtung
nur zum Befüllen
oder zum Absaugen oder zum Befüllen
und Absaugen eingesetzt wird, keine baulichen Veränderungen
am Anschlusskopf vorgenommen werden müssen.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung
ist vorgesehen, dass bei an der Kältemittelleitung angebrachtem
Anschlusskopf der mindestens eine vom Anschlusskopf aufgenommene
Kältemittelleitungsabschnitt
vollständig
im Sammelraum angeordnet ist. Das heißt, der Sammelraum ist umlaufend
(ringförmig)
ausgebildet, wobei eine seiner Begrenzungswände von der Kältemittelleitung
gebildet ist.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele der
Befüll-
und/oder Absaugvorrichtung ergeben sich aus Kombinationen der in
den Unteransprüchen
genannten Merkmale.
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Der Gegenstand der Erfindung betrifft
auch einen Anschlusskopf für
Anlagen mit einem Kältemittelkreislauf
nach einem der Ansprüche
1 bis 6.
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Zur Lösung der Aufgabe wird ferner
ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 vorgeschlagen. Dieses
sieht vor, dass zum Befüllen
eines Kältemittelkreislaufs
zunächst
der Anschlusskopf an der mindestens einen Kältemittelleitung angebracht wird.
Nachfolgend wird der Kältemittelkreislauf
mit Kältemittel
befällt
und dann ohne Zuhilfenahme eines Befüll- oder Absperrventils verschlossen. Schließlich wird
der Anschlusskopf von der Kältemittelleitung entfernt.
Vorzugsweise wird zum Befüllen
oder Entleeren/Evakuieren des Kältemittelkreislaufs
eine Befüll-
und/oder Absaugvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 eingesetzt.
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Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens
ergeben sich aus den übrigen
Unteransprüchen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand
der Zeichnung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels
eines Anschlusskopfs einer Befüll- und/oder
Absaugvorrichtung für
Kälteanlagen,
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2 einen
Abschnitt einer Kältemittelleitung
in perspektivischer Darstellung und
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3 eine
Prinzipskizze eines zweiten Ausführungsbeispiels
des Anschlusskopfs.
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Die im Folgenden beschriebene Vorrichtung 1 ist
allgemein zum Befüllen
von Kältemittelkreisläufen mit
einem Kältemittel,
beispielsweise CO2, Fluorchlorkohlenwasserstoff
(FCKW) oder dergleichen, und Entleeren derselben beziehungsweise
Evakuieren der darin befindlichen Luft vor dem erstmaligen Befüllen einsetzbar.
Derartige Kältemittelkreisläufe sind
in Kühlaggregaten,
beispielsweise Kühlschränken, oder
in Klimaanlagen vorgesehen. Die Vorrichtung 1 ist besonders
vorteilhaft zum erstmaligen Befüllen
von Klimaanlagen, insbesondere Kraftfahrzeugklimaanlagen einsetzbar.
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1 zeigt
in schematischer Darstellung einen Teil der Vorrichtung 1,
nämlich
einen Anschlusskopf 3, der an einer Kältemittelleitung 5 eines
nicht näher
dargestellten Kältemittelkreislaufs
einer Klimaanlage lösbar
angebracht ist. Die Kältemittelleitung 5 weist
an ihrem Umfang eine Öffnung 6 auf,
die die Wand der Kältemittelleitung 5 durchdringt.
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Der Anschlusskopf 3 ist
mehrteilig ausgebildet und weist Kopfteile 7 und 9 auf,
die diametral zueinander angeordnet sind. Die Kopfteile 7, 9 sind
mittels eines nicht dargestellten zangenähnlichen Werkzeugs relativ
zueinander verlagerbar und dadurch an die Kältemittelleitung 5 anpressbar.
Die Kopfteile 7, 9 sind halbschalenförmig ausgebildet
und umschließen während des
Befüllvorgangs
die Kältemittelleitung
5 im Wesentlichen vollständig,
wie in 1 angedeutet.
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Der Anschlusskopf 3 weist
einen Sammelraum 11 auf, von dem jeweils ein Teil an den
der Kältemittelleitung 5 zugewandten
Stirnseiten der Kopfteile 7, 9 ausgebildet ist.
Bei an der Kältemittelleitung 5 festgeklemmten
Anschlusskopf 3 ist der Sammelraum 11 umlaufend
ausgebildet, das heißt,
der Sammelraum 11 erstreckt sich über den gesamten Außenumfangsbereich
des vom Anschlusskopf 3 erfassten Kältemittelleitungsabschnitts.
Der Sammelraum 11 ist bei an der Kältemittelleitung 5 befestigtem Anschlusskopf 3 gegenüber der
Umgebung/Atmosphäre
mittels an den Kopfteilen 7, 9 angeordneten Dichtelementen 13 beziehungsweise
15 abgedichtet, die an den Außenumfang
der Kältemittelleitung 5 angepresst
werden. Der Anschlusskopf 3 ist so an der Kältemittelleitung 5 positioniert,
dass die Öffnung 6 in den
Sammelraum 11 mündet.
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Der Sammelraum 11 ist über einen
am oberen Kopfteil 7 vorgesehenen, hier nur lediglich angedeuteten
Anschluss 17 wahlweise mit einem Kältemittelvorratsbehälter und
mit einer Absaugeinrichtung verbindbar, worauf im Folgenden noch
näher eingegangen
wird.
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Das obere Kopfteil 7 weist
ferner ein Sichtfenster 19 auf, das einen Einblick in den
Sammelraum 11 zur Überwachung
des Befüllungs-
oder Entleerungsvorgangs ermöglicht.
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Am unteren Kopfteil 9 sind
Werkzeuge 21 und 23 zum Verschließen der am Umfang der Kältemittelleitung 5 angeordneten Öffnung 6 vorgesehen, die
durch Durchdringungsöffnungen
im Kopfteil 9 hindurchgreifen und in den Sammelraum 11 hineinragen.
Die Spalte zwischen den Durchdringungsöffnungen und den Werkzeugen 21, 23,
sind mittels nicht dargestellter Dichtmittel abgedichtet.
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Das Werkzeug 21 ist als
Greif- und Fügewerkzeug
ausgebildet, mittels dem ein Element zum Verschließen der Öffnung 6 gehalten
und an diese herangeführt
werden kann. Das Element kann beispielsweise ein Stopfen sein, der
in die Öffnung 6 eingepresst
wird, oder ein Platte, die über
die Öffnung 6 gelegt
und mit der Kältemittelleitung 5 verschweißt oder
verlötet
wird, um die Öffnung 6 dichtend
zu verschließen.
Das Werkzeug 23 ist ein Schweiß- oder Lötwerkzeug, mit dessen Hilfe das
vorstehend genannten Verschlusselement mit der Kältemittelleitung 5 stoffschlüssig verbunden
werden kann. Auf das Werkzeug 23 kann gegebenenfalls verzichtet
werden, sofern zum Abdichten der Öffnung 6 lediglich
ein Stopfen in diese eingesteckt wird.
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In 2 ist
in perspektivischer Darstellung ein Abschnitt der Kältemittelleitung 5 dargestellt,
bei dem die Öffnung 6 mittels
eines Stopfens 25 und zusätzlich mit einer darüber gelegten
und mit der Kältemittelleitung 5 verschweißten oder
verlöteten
Platte 27 abgedichtet ist. Der Stopfen 25 kann
gegebenenfalls mit der Platte 27 verbunden sein, so dass
beide Teile in einem Arbeitsschritt mittels des Werkzeugs 21 an
der Kältemittelleitung 5 positioniert
werden können.
Anschließend
wird die Platte 27 mit der Kältemittelleitung 5 verschweißt/verlötet.
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Zur Funktion der Vorrichtung 1:
Zum erstmaligen Befüllen
des Kältemittelkreislaufs
mit Kältemittel
wird der Anschlusskopf 3 an der Kältemittelleitung 5 im
Bereich der Öffnung 6 angeordnet.
Durch ein aufeinander zu bewegen der Kopfteile 7, 9,
was durch Betätigung
des zangenförmigen
Werkzeugs erfolgt, werden die Kopfteile 7, 9 an
die Kältemittelleitung 5 angelegt
und mit definierter Kraft gegen diese gepresst. Der Sammelraum 11 wird
nun über
den Anschluss 17 mit der Absaugeinrichtung verbunden, die die
im Kältemittelkreislauf
befindliche Luft heraussaugt. Nachfolgend wird der Sammelraum 11 mit dem
Kältemittelvorratsbehälter verbunden,
von dem das Kältemittel über den
Anschluss 17 in den Sammelraum 11 und von dort über die Öffnung 6 in
den Kältemittelkreislauf
gelangt. Nachdem der Kältemittelkreislauf
befällt
ist, wird die Öffnung 6 in
der vorstehend genannten Weise verschlossen. Der Anschlusskopf 3 kann
dann von der Kältemittelleitung 5 entfernt
werden.
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Sofern der Kältemittelkreislauf eine zweite, mittels
eines Befüllventils
versehene Öffnung
aufweist, über
die bei Wartungs- oder Servicearbeiten das Kältemittel in den Kältemittelkreislauf
eingebracht wird, kann die Vorrichtung 1 auch lediglich zum
Absaugen der im Kältemittelkreislauf
befindlichen Luft eingesetzt werden, während zeitgleich oder nachfolgend über die
zweite Öffnung
Kältemittel
in den Kältemittelkreislauf
eingefüllt
wird.
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Selbstverständlich kann die Vorrichtung 1 auch
ausschließlich
dazu verwendet werden, Kältemittel
in den Kältemittelkreislauf
einzubringen oder aus diesem heraus zu saugen/pumpen. Damit kann die
Vorrichtung 1 auch zum Entsorgen von Kühlaggregaten, beispielsweise
Kühlschränken, Klimaanlagen
oder dergleichen eingesetzt werden, aus denen das Kältemittel
vor deren Entsorgung -zumindest größtenteils- entfernt werden
muss.
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Bei dem anhand der 1 und 2 beschriebenen
Ausführungsbeispiel
ist die Öffnung 6 in
der Kältemittelleitung 5 bereits
eingebracht, bevor der Anschlusskopf 3 zum Befüllen beziehungsweise Absaugen
angesetzt wird. Bei einem in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel
der Vorrichtung 1 ist der Anschlusskopf 3 so ausgestaltet,
dass er es noch nach seinem Anbringen an der Kältemittelleitung 5 ermöglicht,
die Öffnung 6 in
die Kältemittelleitung 5 einzubringen.
Dadurch wird die Position der Öffnung 6 erst
nach dem Anbringen des Anschlusskopfs 3 an der Kältemittelleitung 5 festgelegt, so
dass gewährleistet
werden kann, dass die Öffnung 6 auch
sicher in den Sammelraum 11 mündet. Dieser kann dann ohne
weiteres deutlich kleiner ausgelegt werden, wie der anhand der 1 beschriebene. Nach einer
ersten Ausführungsvariante
ist vorgesehen, dass der Anschlusskopf 3 selbst ein Werkzeug zum
vorzugsweise spanlosen Einbringen der Öffnung 6 in den Umfang
der Kältemittelleitung 5 aufweist.
Das Werkzeug kann beispielsweise von einem Dorn gebildet sein, der
in die Kältemittelleitung 5 eingedrückt wird
und deren Wandung durchdringt. Diese Ausführungsform ist insbesondere
bei einem automatisierten Betrieb der Befüll- und/oder Absaugvorrichtung 1 vorteilhaft.
Nach einer zweiten Ausführungsvariante
ist vorgesehen, dass der Anschlusskopf 3 eine abdichtbare Zugriffsöffnung für ein von außen herangeführtes, nach
dem Einbringen der Öffnung 6 in
die Kältemittelleitung 5 wieder
vom Anschlusskopf 3 entfernbares Werkzeug aufweist.
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3 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Befüll- und/oder Absaugvorrichtung 1.
Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass
insofern auf die Beschreibung zu den vorangegangen Figuren verwiesen
wird. Die Vorrichtung 1 ist bereits am Kältemittelkreislauf
befestigt, der Kältemittelleitungen 5 und 5' aufweist, die über eine
verschraubbare Flanschverbindung 29 dichtend miteinander
verbindbar sind. Zum Befüllen
oder Entleeren/Evakuieren des Kältemittelkreislaufs
ist die Flanschverbindung 29 so weit gelöst, dass über die Mündungen
der Kältemittelleitungen 5, 5', die die Öffnung 6
im Kältemittelkreislauf
darstellen, Kältemittel in
den Kältemittelkreislauf
einbringbar beziehungsweise Kältemittel
oder Luft aus dem Kältemittelkreislauf
absaugbar ist. Am Anschlusskopf 3 ist hier anstelle der
Werkzeuge 21, 23 ein Verschraubungswerkzeug 31 angeordnet,
mit dessen Hilfe die Verschraubung der Flanschverbindung 29 angezogen und
gegebenenfalls auch gelöst
werden kann.
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Allen Ausführungsvarianten der Befüll- und/oder
Absaugvorrichtung 1 ist gemeinsam, dass bei an der mindestens
einen Kältemittelleitung
angeklemmten Anschlusskopf 3 die Öffnung 6 zum Befüllen oder
Entleeren des Kältemittelkreislaufs
verschlossen wird, ohne dass dazu der Anschlusskopf 3 zuvor
von der Kältemittelleitung
abgenommen werden muss.