DE1811684A1

DE1811684A1 - Kapsel fuer Kaeltemaschinen und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE1811684A1
Application number: DE19681811684
Authority: DE
Inventors: Herlev Svend Aage; Peter Josefsen; Henrik Vieth
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1968-11-29
Filing date: 1968-11-29
Publication date: 1970-06-25
Also published as: BR6914545D0; GB1282021A; ES373519A1; FR2024600A1; SE362810B

Description

Kapsel für Kältemaschinen und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kapsel für Kältemaschinen mit dichten Durchführungen in der Kapselwand für Leitungen, deren außen liegendes Rohrstück für eine Lötverbindung vorbereitet ist,und auf ein Verfahren zu deren Herstellung.

Die Kapsel einer Kältemaschine muß mindestens eine Durchführung für die Saugleitung und eine Durchführung für die Druckleitung haben, deren äußere Enden nach dem Einbau mit den entsprechenden Rohrleitungen einer Kälteanlage verlötet werden. Häufig ist noch eine dritte Durchführung für ein M sogenanntes Prozeßrohr vorgesehen, das dem Evakuieren der fertigen Anlage sowie dem anschließenden Füllen mit Kältemittel dient und zum Schluß durch Zusammendrücken und Verlöten verschlossen wird.

Es ist bekannt, in der Kapselwand ein Eoch vorzusehen, in dieses ein Rohrstück, insbesondere aus Kupfer, einzuführen und mit der Kapselwand zu verlöten. Dies erfordert eine sehr sorgfältige Herstellung, insbesondere bei dünnen Kapselwänden, damit die Lötverbindung sowohl dicht als auch fest,ist. Aus diesem Grunde hat man auch schon die Kapselwand an der Durchführungsstelle nach außen gezogen

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und dem Rohr eine Aufweitung gegeben, so daß sich eine größere Berührungsfläche zwischen beiden Teilen ergibt.

Die radiale Erstreckung des außen liegenden Rohrstücks läßt sich nicht unter einen bestimmten Wert bringen, so daß ein entsprechend großer Einbauraum für die Kapsel vorgesehen werden muß.

Für eine Reihe von Materialkombinationen erfordert eine gute Lötung die Verwendung eines Flußmittels. Rückstände des Flußmittels sind in einem Kältemittelsystem ,aber sehr schädlich. Daher muß anschließend an die Lötung eine sehr sorgfältige Säuberung der Kapsel vorgenommen werden. Dies gilt insbesondere für die Verbindung zwischen dem mit dem Verdichter verbundenen Druckrohr und der Kapselwand, weil nach dem Einsetzen des Verdichters in die Kapsel die Säuberung auf noch größere Schwierigkeiten stößt. Man hat daher auch schon bei der Druckrohr-Durchführung eine Unterteilung vorgenommen, um die Lötstellen möglichst so zu legen, daß kein Flußmittel in das Kältesystem dringen kann. So ist es bekannt, in die Kapselwand ein Rohr einzulöten, durch dieses das Druckleitungsrohr hindurchzuführen, das äußere Rohr am freien-Ende durch Quetschen mit dem Druckrohr zu verbinden und die Quetschstelle durch eine Lötung abzudichten.

Es kommt noch hinzu, daß die meisten der geschilderten Lötverbindungen in erheblicher Zahl eine Handarbeit benötigen und daher für die bei der Herstellung von gekapselten Kältemaschinen üblichen Massenfabrikation nur bedingt geeignet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kapsel für Kältemaschinen anzugeben, welche die geschilderten Mängel zu beseitigen gestattet und es insbesondere ermöglicht, die Leitungsdurchführungen mit einem geringeren

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Arbeitsaufwand und unter weitgehender Ausschaltung der Handarbeit, trotzdem aber mit höherer Sicherheit bezüglich der Festigkeit und Dichtheit als bisher herzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das außen liegende Rohrstück mit einem Anschlußteil aus schweißbarem Material verlötet und das Anschlußteil durch eine Widerstandspreßschweißung mit der Kapselwand verbunden ist.

Bei dieser Konstruktion erfolgt die Lötung zwischen dem außen liegenden Rohrstück und dem Anschlußteil in einem vorangehenden Arbeitsgang, insbesondere in einem Lötofen. Rohrstück und Anschlußteil können so aneinander angepaßt sein, z. B. dadurch, daß das Rohrstück in eine entsprechend tiefe Bohrung des Anschlußteils eingeführt ist, daß sich unter allen Umständen eine feste und dichte Lötung ergibt. Auch die Verwendung eines Flußmittels wäre ohne Nachteil, weil die miteinander verlöteten Teile ohne Schwierigkeiten vor der weiteren Verarbeitung gereinigt werden können. Alsdann wird das Anschlußteil durch eine Widerstandspreßschweißung mit der Kapselwand verbunden. Diese Verbindungsart wird in der Technik sehr gut beherrscht. Sie läßt sich vollautomatisch durchführen und ergibt eine sehr feste und dichte Verbindung, In der Regel braucht das Loch in der Kapselwand keine besondere Bearbeitung; dies gilt auch für dünne Kapselwände, Die Erwärmung bleibt auf den unmittelbaren Schweißbereich beschränkt, so daß weder die Lötstelle zwischen Rohrstück und Anschlußteil noch irgendeine andere durch Temperatur gefährdepte Stelle beeinträchtigt werden kann.

Vorzugsweise hat das Anschlußteil eine Konusfläche, die mit einer Kante eines Loches der Kapselwand zum Preßschweißarbeitsgang zusammenwirkt. Kante und Konus bilden zunächst eine Linienberührung hohen Widerstandes, so daß rasch die

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- 4 Schweißtemperatur in diesem Bereich erzielt wird.

Des weiteren kann das Anschlußteil auf der der Konusfläche abgewandten Seite eine Anlagefläche für eine Schweißelektrode haben. Die Schweißelektrode dient dann gleichzeitig zum Aufbringen des Preßdrucks, wobei der Anpreßdruck auch den Kontaktwiderstand zwischen Elektrode und Anschlußteil herabsetzt.

Bei einer ersten Ausführungsform ist das Anschlußteil ein Rotationskörper mit einem durchgehenden zentrischen Loch zur Aufnahme des Rohrstückes, und die freie ringförmige Stirnfläche dient als Elektrodenanlagenfläche.

Bei einer anderen Ausführungsform ist das Anschlußteil ein Rotationskörper mit zentrischem Sackloch und einer Querbohrung zur Aufnahme des Rohrstücks,und die freie kreisförmige Stirnfläche dient als Elektrodenanlageflache. Bei dieser Ausführungsform ergibt sich eine sehr geringe .radiale Abmessung, weil das Rohrstück rechtwinklig zur Achse des Durchführungsloches verläuft. Außerdem steht eine sehr große Anlagefläche für die Elektrode zur Verfügung.

Bei einer dritten Ausführungsform ist das Anschlußteil ein an einem Ende zur Bildung der Konusfläche aufgeweiteter Rohrabschnitt, der auf äußerst billige Weise hergestellt werden kann. Hierbei kann die Innenfläche der konischen Aufweitung als Elektrodenanlagefläche dienen, so daß sich wiederum eine relativ große Kontaktfläche ergibt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das Rohrstück von der" der Aufweitung abgewandten Seite in den Rohrabschnitt eingesetzt sein und einen kleineren Außendurchmesser haben als der nicht aufgeweitete Teil des Rohrabschnitts. Auf diese Weise kann die Anordnung, die aus miteinander verlötetem

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Rohrabschnitt und Rohrstück besteht, von innen her durch die Kapselwand geführt und befestigt -werden. Hierbei kann die Aufweitung so stark in die Kapselwand eingreifen, daß sie nicht nach innen vorsteht. Sie behindert daher nicht das Einführen des Motorverdichters in die Kapsel.'

Sodann kann das innerhalb der Kapsel angeordnete Druckrohr in denjenigen Teil des Rohrstücks, der mit dem Rohrabschnitt verlötet ist, eingeschoben und dort seinerseits verlötet werden.

Dies geschieht nach einem bevorzugten Verfahren erfindungs- =■- gemäß dadurch, daß das Rohrstück mit dem Anschlußteil verlötet, das Anschlußteil mit der Kapsel durch Widerstandspreßschweißung verbunden, das Druckrohr in das Rohrstück eingeschoben und mit diesem mittels eines Lötmaterialrings, der auf dem Druckrohr aufgeschoben war, und einer Erwärmung, die das Lötmaterial in den Spalt zwischen Druckrohr und Rohrstück fließen läßt, verlötet wird.

Die letztgenannte Lötverbindung kann flußmittelfrei erfolgen. Sie dient lediglich der zusätzlichen Halterung des Druckrohrs im Rohrabschnitt, weil bereits durch die Führung in einem relativ langen zylindrischen Abschnitt ein guter mechanischer Halt gegeben ist. Auch wenn die Lötstelle geringfügig undicht ist, spielt dies keine Rolle, weil dann höchstens geringfügige Mengen des Druckgases in den Saugraum zurücksickern können.

Um eine gute Lötung zu erzielen, ohne die Lötung zwischen Anschlußteil und Rohrstück zu beeinträchtigen, kann die Erwärmung durch ein Hochfrequenzfeld erfolgen, dessen Wirkung auf die ineinandergeschobenen Rohrteile beschränkt ist. Da die beiden inneren Rohre aus einem elektrisch besser leitendem Material, z. B. Kupfer, bestehen als das

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Anschlußteil, ζ. B. Stahl, und da die Wärmeabfuhr vom Anschlußteil auf die Kapselwand sehr stark ist, erhält man im Bereich der neu herzustellenden Lötung eine höhere Temperatur als im Bereich der bereits vorhandenen Lötung.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Seitenansicht eines Unterteils einer Kapsel für eine Kältemaschine,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Durchführung für ein Prozeßrohr,

Fig. 3 einen Schnitt durch die Durchführung für eine Saugleitung und

Fig. 4 einen Schnitt durch die Durchführung für eine Druckleitung.

Eine aus gezogenem Blech bestehende Schale 1 bildet den Unterteil einer Kapsel» Sie weist oben eine Aufweitung 2 zur Aufnahme einer oberen Schale auf, die nach Einsetzen der federndin der Kapsel abgestützten Kältemaschine aufgesetzt und mit der unteren Schale 1 verschweißt wird. Ein Fuß 3 dient zur Befestigung der Kapsel in ihrem Einbauraum. Die Schale 1 besitzt drei Durchbrüche, nämlich einen Durchbruch 4 für ein Prozeßrohrstück 5, eine Durchführung 6 für ein Saugrohrstück 7 und eine Durchführung 8 für ein Druckrohrstück 9. Diese drei Durchführungen werden nachstehend in Verbindung mit den Figuren 2-4 näher erläutert.

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Das Prozeßrohrstuck 5 ist mit Hilfe eines Anschlußteils 10 aus schweißbarem Stahl an der Wand 11 der Schale 1 befestigt. Die Wand besitzt ein rundes Loch 12, das Anschlußteil 10 eine Konusfläche 13. Das Anschlußteil hat ein .zentrisches Sackloch 14 und eine Querbohrung zur Aufnahme des RohrabSchnitts 5. Die der Konusfläche 13 abgewandte Stirnfläche 16 ist frei.

Bei der Fabrikation wird der Rohrabschnitt 5 in die Querbohrung 15 geschoben und dort im Lötofen verlötet. Alsdann wird eine Schweißelektrode an der Stirnfläche 16 angelegt und eine zweite Schweißelektrode an irgendeiner (H Stelle der Kapselschale 1. Durch Andrücken der Konusflache 13 an die äußere Kante des Loches 12 erfolgt eine Widerstandspreßschweißung, wobei sich das Material des Anschlußteils 10 und der Wand 11 fest miteinander verbinden. In Wirklichkeit ist daher nach Abschluß des Schweißarbeitsganges die in der Zeichnung veranschaulichte Konusfläche 13 nicht mehr erkennbar. Das Prozeßrohrstück 5 kann, wie Fig. 1 zeigt, längs der Kapselwand entlang geführt werden, ohne daß dadurch ein erheblicher Platzbedarf entsteht. Wenn das Prozeßrohrstück 5 nicht mehr benötigt wird, kann es zusammengequetscht und an der Quetschstelle dicht verlötet werden.

In Fig. 3 ist gezeigt, wie das Saugrohrstück 7 mit der Wand 11 verbunden ist. Wiederum ist ein einfaches Loch

17 in der Wand 11 vorgesehen. Ein Anschlußteil 18 besitzt eine Konusfläche 19, die mit der äußeren Kante bei der Preßschweißung zusammenwirkt. Das Anschlußteil

18 hat eine zentrische Bohrung 20, in die ein verjüngter Abschnitt 21 des Saugrohrstücks 7 eingeschoben und dort verlötet ist. Die ringförmige, der Konusfläche 19 abgewandte Stirnfläche 22 dient zur Anlage einer entsprechend geformten Schweißelektrode. Im übrigen verläuft die Her-

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Stellung wie es im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben wurde. Das freie Ende 23 des Rohrstücks 7 dient später zum Anlöten des Saugrohrs der Kälteanlage.

Bei der Durchführung für das Druckrohrstück 9 in Fig. ist als Anschlußteil ein Rohrabschnitt 24 verwendet, der eine konusförmige Erweiterung 25 besitzt. Die äußere Konusfläche 26 dient wiederum in Verbindung mit einem Loch 27 in der Wand 11 dem Preßschweißarbeitsgang; die innere Konusfläche 28 dient der Anlage einer Schweißelektrode. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Rohrabschnitt 24 beim Einschweißen in die Wand 11 so stark in das Loch 27 gedrückt worden, daß seine innere Stirnseite 29 nicht über die Innenfläche der Wand 11 hinübersteht. Selbstverständlich kann auch das Loch 27 bereits eine entsprechende Erweiterung zur Aufnahme der Aufweitung 25 des Rohrabschnitts 24 aufweisen. In den zentrischen Hohlraum 30 des Rohrabschnitts 24 ist ein verjüngter Abschnitt 31 des Rohrstücks 9 eingeschoben und vor dem Preßarbeitsgang damit verlötet worden. Der Außendurchmesser des Abschnitts 9 ist etwas kleiner als der nicht aufgeweitete Teil des Rohrabschnitts 24, so daß beide Teile gemeinsam von innen durch das Loch 27 geschoben werden können. Nach dem "Einsetzen der Kältemaschine mit dem daran befestigten Druckrohr 32 in die Kältemaschine wird das vordere Druckrohrende 33 in den inneren Hohlraum 34 des Abschnitts 31 geschoben. Zuvor war auf das Druckrohr 32 ein Lötmetallring 35 geschoben worden. Wird nun eine Erwärmung im Bereich der sich überlappenden Rohrteile 24, 31 und 33 erzeugt, schmilzt das Lötmetall 35 und dringt in den Spalt zwischen den Rohrabschnitten 31 und 33 ein. Diese Lötung dient keiner Abdichtung nach außen; insofern sind an sie keine allzu hohen Ansprüche zu stellen. An das freie Ende 36 des Rohrstücks 9 wird später die Druckleitung der Kälteanlage angelötet.

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Claims

_ 9 — Patentansprüche

1. Kapsel für Kältemaschinen mit dichten Durchführungen in der Kapselwand für Leitungen, deren außen liegendes Rohrstück für eine Lötverbindung vorbereitet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das außen liegende Rohrstück (5, 7, 9) mit einem Anschlußteil (10, 18, 24) aus schweißbarem Material verlötet und das Anschlußteil durch eine Widerstandspreßschweißung mit der Kapselwand (11) verbunden ist.

2. Kapsel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußteil (10, 18, 24) eine Konusfläche (13,

19, 26) hat, die mit einer Kante eines Loches (12,

20, 27) der Kapselwand (11) zum Preßschweißarbeitsgang zusammenwirkt.

3. Kapsel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußteil (10, 18, 24) auf der der Konusfläche (13, 19, 26) abgewandten Seite eine Anlagefläche (16, 22, 28) für eine Schweißelektrode hat.

4. Kapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußteil (18) ein Rotationskörper W mit einem durchgehenden zentrischen Loch (20) zur Aufnahme des Rohrstücks (7) ist und die freie ringförmige Stirnfläche (22) als Elektrodenanlageflache dient,

5. Kapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußteil (10) ein Rotationskörper mit zentrischem Sackloch (14) und einer Querbohrung (15) zur Aufnahme des Rohrstücks (5) ist und die freie kreisförmige Stirnfläche (16) als Elektrodenanlagefläehe dient.

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6. Kapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußteil (24) ein an einem Ende zur Bildung der Konusfläche (26) aufgeweiteter Rohrabschnitt ist.

7. Kapsel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche (28) der konischen Aufweitung (25) als Elektrodenanlageflache dient,

8. Kapsel nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (9) von der der Aufweitung (25) abgewandten Seite in den Rohrabschnitt (24) eingesetzt ist und einen kleineren Außendurchmesser hat als der nicht aufgeweitete Teil des Rohrabschnitts.

9. Kapsel nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet,¹ daß die Aufweitung (25) so stark in die Kapselwand (11) eingreift, daß sie nicht nach innen vorsteht.

10. Kapsel nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das innerhalb der Kapsel angeordnete Druckrohr (32) in denjenigen Teil (31) des Rohrstücks (9), der mit dem Rohrabschnitt (24) verlötet ist, eingeschoben und dort seinerseits verlötet ist.

11.Verfahren zur Herstellung der Kapsel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück mit dem Anschlußteil verlötet, das Anschlußteil mit der Kapsel durch Widerstandspreßschweißung verbunden, das Druckrohr in das Rohrstück eingeschoben und mit diesem mittels eines Lötmaterialringes, der auf dem Druckrohr aufgeschoben war, und einer Erwärmung, die das Lötmaterial in den Spalt zwischen Druckrohr und Rohrstück fließen läßt, verlötet wird.

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12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung durch ein Hochfrequenzfeld erfolgt, dessen Wirkung auf die ineinander geschobenen Rohrteile beschränkt ist.

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