DE19543463C2 - Kältemittelsammler - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kältemittelsammler, ins­ besondere für Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen, mit einem Sammelbehälter, der von einer wärmeisolierenden Schicht umschlossen ist.

Kältemittelsammler, wie sie beispielsweise aus der DE 35 18 305 A1 bekannt sind, sind in jeder Klimaanlage erforderlich, um zu verhindern, daß noch flüssiges Kältemittel in den Ver­ dichter gelangt, wobei das gesammelte flüssige Kältemittel auch noch möglichst effektiv wieder verdampft werden soll. Üblicherweise sind die Kältemittelsammler als separate Bau­ teile ausgebildet. Im Fall einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage wird der Kältemittelsammler beispielsweise mit einer Schelle, die den Kältemittelsammler umfaßt und mit einer Konsole ver­ sehen ist, an einem Befestigungspunkt an der Karosserie ange­ schraubt. Wird im Kältemittelsammler die Menge an gesammeltem flüssigem Kältemittel zu groß, d. h. ist die Verdampfung des flüssigen Kältemittels nicht effektiv genug, sinkt die Lei­ stung der Klimaanlage und es besteht sogar die Gefahr, daß noch flüssiges Kältemittel in den Verdichter gelangt und die­ sen unter Umständen zerstört.

Es muß daher eine ausreichende Verdampfung von Kältemittel im Kältemittelsammler gewährleistet sein.

Bei einem aus der DE 35 18 305 A1 bekannten Kältemittelsamm­ ler wird versucht, dieses Ziel durch einen geeigneten inneren Aufbau des Sammelbehälters zu erreichen.

Aus der US 41 87 695 ist ein Kältemittelsammler mit einem Sammelbehälter bekannt, auf dessen Außenfläche unmittelbar eine Isolierschicht aufgebracht ist. Diese als Oberflächen­ beschichtung des Sammelbehälters ausgebildete wärmeisolie­ rende Schicht bringt in der Herstellung einen erhöhten Auf­ wand mit sich und erschwert den Zugang zum Sammelbehälter im Fall einer Wartung oder Reparatur. Darüberhinaus ist das Ausbilden bzw. Anformen von Befestigungseinrichtungen an diese Schicht schwierig, da dieses während des Aufbringens der wärmeisolierenden Oberflächenbeschichtung erfolgen muß.

Aus der US 41 82 136 ist ein Sammelbehälter bekannt, dessen innerer Aufbau eine verbesserte Trennung zwischen flüssiger und gasförmiger Komponente des Kältemittels gewährleisten soll. Hinweise auf das Vorsehen einer Wärmeisolierung von Kältemittelsammlern sind dieser Schrift nicht zu entnehmen.

Aus der US 51 84 480 A ist ein zweiteilig ausgeführter Sammelbehälter bekannt. Eine den Sammelbehälter umgebende Wärmeisolierung ist diesem Dokument ebenfalls nicht zu entnehmen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Kältemittelsammler so zu verbessern, daß seine Leistungsfähigkeit weiter erhöht und seine Herstellung, Montage und Wartung vereinfacht wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Kältemittelsammler der eingangs genannten Art erfindungsgmäß dadurch gelöst, daß die wärmeisolierende Schicht als Wärmeisolierbehälter ausgebildet ist, in den der Sammelbehälter einsetzbar ist, wobei zwischen Wärmeisolierbehälter und Sammelbehälter ein Luftspalt vor­ gesehen ist, und daß an der Außenseite des Wärmeisolierbe­ hälters Einrichtungen zur Halterung des Kältemittelsammlers ausgebildet sind.

Bei einem derartigen Kältemittelsammler wird eine un­ erwünschte zu hohe Wärmeaufnahme weitestgehend vermieden und damit die Effektivität bei der Verdampfung von Kältemittel und die Leistungsfähigkeit des Kältemittelsammlers insgesamt erheblich erhöht. Dadurch, daß der Sammelbehälter von einem Wärmeisolierbehälter umgeben und ein Luftspalt vorgesehen ist, wird die Wärmeaufnahme aus der Umgebung stark verrin­ gert, so daß das in den Kältemittelsammler eingeleitete flüs­ sige Kältemittel ohne weitere, die Verdichteransaugtemperatur erhöhende Wärmezufuhr verdampfen kann. Allein hierdurch wird die Leistungsfähigkeit eines erfindungsgemäßen Kältemittel­ sammlers gegenüber dem Stand der Technik deutlich erhöht. Eine zusätzliche Leistungsverbesserung ergibt sich noch daraus, daß ein erfindungsgemäßer Kältemittelsammler an der Außenseite des Wärmeisolierbehälters gehaltert ist. Damit wird auch über die Befestigungsstellen des Kältemittel­ sammlers keine Wärme eingeleitet. Durch die verbesserte Leistung eines erfindungsgemäßen Kältemittelsammlers können auch die Kosten für den Betrieb der mit ihm betriebenen Klimaanlagen gesenkt werden. Dadurch, daß die wär­ meisolierende Schicht als Wärmeisolierbehälter ausgebildet ist, wird die Montage des Kältemittelsammlers vereinfacht, da der Sammelbehälter lediglich in den Wärmeisolierbehälter eingesetzt werden muß. Der Wärmeisolierbehälter dient gleich­ zeitig als Isolierung und als Tragkörper für den Sammel­ behälter.

Die wärmeisolierende Schicht weist auf ihrer Innenseite vor­ teilhafterweise Rippen zur Ausbildung des Luftspaltes auf. Der Luftspalt kann so auf einfache und kostengünstige Weise, weil materialsparend, ausgebildet werden. Außerdem kann durch den geringen Materialbedarf das Gewicht gering gehalten wer­ den.

Der Wärmeisolierbehälter umfaßt vorzugsweise ein Unterteil, in das der Sammelbehälter einsetzbar ist, und ein dec­ kelförmiges Oberteil, wobei das Oberteil besonders bevorzugt mittels Schnappverschlüssen auf dem Unterteil befestigt ist. Damit wird die Montage des Kältemittelsammlers weiter ver­ einfacht, da der Sammelbehälter lediglich in das Unterteil hineingestellt werden muß und das Oberteil auf das Unterteil gesetzt und durch Andrücken mit diesem verbunden wird.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind der Sammelbehälter und der Wärmeisolierbehälter zylindrisch aus­ gebildet. Dies ermöglicht eine kostengünstige Herstellung dieser Teile.

Das Unterteil weist vorzugsweise am unteren Ende einen kalot­ tenförmigen Boden auf und ist am oberen Ende offen. Mit die­ ser Ausbildung wird die Festigkeit und Stabilität der wär­ meisolierenden Schicht in ihrem unteren Bereich erhöht.

Zur Festigkeit und Stabilität trägt auch bei, daß im Unter­ teil die Rippen am Boden im wesentlichen radial und an der Zylinderwand im wesentlichen in Längsrichtung verlaufen.

Günstig ist es, wenn sich die Rippen an der Zylinderwand zum offenen Ende hin und zur Zylinderwand hin verjüngen. Der Sam­ melbehälter kann bei einer derartigen Endausbildung der Rip­ pen im Unterteil ohne Schwierigkeiten in das Unterteil hin­ eingeführt bzw. eingesetzt werden.

Dadurch, daß im untersten Bereich des Bodens vorzugsweise eine Kondenswasser-Ablauföffnung angeordnet ist, besteht keine Gefahr, daß sich zwischen Sammelbehälter und wärmeiso­ lierender Schicht Kondenswasser ansammeln kann.

Vorzugsweise ist im Oberteil mindestens eine Durchlaßöffnung ausgebildet, durch die ein Abschnitt des Sammelbehälters aus dem Wärmeisolierbehälter herausragt. Dieses erleichtert den Anschluß der Leitungen für die Zufuhr und Weiterleitung des Kältemittels.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Oberteil eine obere Endfläche auf, in der die Durchlaßöffnung ausgebildet ist. Mit dieser Ausführungsform ist es möglich, das Oberteil von oben über den in das Unterteil eingesetzten Sammelbehälter zu führen und mit dem Unterteil zu verbinden.

In weiterer Ausbildung der Erfindung sind auf der Innenseite des Oberteils der Zylinderwand in Längsrichtung verlaufende Rippen angeordnet. Ebenso wie durch die Rippen im Unterteil des Wärmeisolierbehälters wird hierdurch einerseits eine ko­ stengünstige Ausbildung des Luftspaltes möglich und anderer­ seits die Beanspruchbarkeit und Formbeständigkeit des Ober­ teils erhöht, ohne das Gewicht wesentlich zu erhöhen.

Vorzugsweise verjüngen sich dabei die Rippen zum unteren Ende und zur Zylinderwand hin, wodurch das Aufsetzen des Oberteils auf den Sammelbehälter bzw. das Einführen des Sammelbehälters in das Oberteil des Wärmeisolierbehälters erheblich verein­ facht wird.

Es ist vorteilhaft, wenn im Ober- und im Unterteil der Durch­ messer des von den Rippen beschriebenen kleinsten Innenkrei­ ses gleich dem Außendurchmesser des Sammelbehälters ist. Dies gewährleistet einen sicheren Halt des Sammelbehälters im Wär­ meisolierbehälter, wodurch jede radiale Relativbewegung des Sammelbehälters zum Wärmeisolierbehälter und damit eventuelle Stoßbeanspruchungen oder gar das Entstehen einer Ge­ räuschquelle vermieden wird.

In günstiger Weiterbildung der Erfindung sind die Einrichtun­ gen zur Halterung des Kältemittelsammlers am Unterteil des Wärmeisolierbehälters angebracht. Die Montage des Kältemit­ telsammlers wird so weiter vereinfacht. Das Unterteil kann zuerst an der Halterung angebracht werden, und danach der Sammelbehälter eingesetzt und das Oberteil aufgesetzt werden. Bei einer Wartung oder Reparatur des Kältemittelsammlers muß gegebenenfalls lediglich das Oberteil abgenommen und der Sam­ melbehälter aus dem Unterteil herausgenommen werden, wobei aber das Unterteil in der Halterung verbleibt. Wartungs- bzw. Reparaturzeiten können hierdurch verringert werden. Vorteilhafterweise sind die Einrichtungen zur Halterung des Kältemittelsammlers in Umfangsrichtung des Wärmeisolierbehäl­ ters in gleichmäßigen Abständen auf dessen Außenseite ange­ ordnet. Auf diese Weise kann der Kältemittelsammler in ver­ schiedenen Positionen eingebaut werden, wodurch z. B. der Ein­ bau in unterschiedliche Kraftfahrzeugmodelle noch weiter ver­ einfacht wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Einrichtungen zur Halterung des Kältemittelsammlers jeweils als taschenförmige Aufnahmen ausgebildet, in die jeweils ein Halter einführbar ist. Der Kältemittelsammler kann damit durch eine einfache Steckvorrichtung sicher befestigt werden.

Dabei weisen ganz besonders bevorzugt die taschenförmigen Aufnahmen jeweils an ihrer Unterseite eine Öffnung auf, in die der Halter einführbar ist. Der Wärmeisolierbehälter muß somit lediglich von oben auf die Halter aufgesteckt werden, um sicher zum Beispiel in einem Kraftfahrzeug befestigt zu sein.

Die taschenförmigen Aufnahmen weisen vorzugsweise jeweils auf ihrer Oberseite eine Öffnung auf, die kleiner als die Öffnung an der Unterseite ist und durch die ein Abschnitt des Halters hindurchführbar ist. Hierdurch ist eine Kontrollmöglichkeit dafür gegeben, daß der Kältemittelsammler korrekt auf die Halterung aufgebracht worden ist. Bei einem korrekten Sitz des Kältemittelsammlers auf der Halterung muß nämlich ein Ab­ schnitt des Halters durch die obere Öffnung in der taschen­ förmigen Aufnahme hindurchragen und somit sichtbar sein. Ein unbeabsichtigtes Lösen des Kältemittelsammlers von seiner Halterung wird somit weitestgehend vermieden. Ferner verhin­ dert eine aus dem Abschnitt des Halters herausgeformte Rast­ nase ein unbeabsichtigtes Lösen des Halters aus der taschen­ förmigen Aufnahme.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung bei­ spielshalber näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt längs Linie I-I in Fig. 2 eines erfindungsgemäßen Kältemittelsammlers, wobei der Außenumriß des Sammelbehälters durch strichpunktierte Linien dargestellt ist, und

Fig. 2 einen Schnitt längs Linie II-II in Fig. 1.

Der in den Figuren dargestellte Kältemittelsammler 1 ist Teil einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage.

Der Kältemittelsammler 1 weist einen Sammelbehälter 2 und einen Wärmeisolierbehälter 3 auf, der den Sammelbehälter 2 umschließt und durch Halterungen 4 gehaltert ist, die an der (nicht dargestellten) Karosserie des Kraftfahrzeuges ange­ schraubt sind.

Der Wärmeisolierbehälter 3 ist aus einem Unterteil 5 und ei­ nem Oberteil 6 gebildet, die beide im wesentlichen zylin­ drisch ausgebildet sind. Auf seiner Innenseite weist der Wär­ meisolierbehälter 3 sowohl im Unterteil 5 als auch im Ober­ teil 6 Rippen 7 auf, die am Sammelbehälter 2 anliegen. Der Freiraum zwischen den Rippen 7 bildet einen Luftspalt 8 zwi­ schen dem Sammelbehälter 2 und der Wandung 9 des Wärmeiso­ lierbehälters 3 aus. Der Innendurchmesser der Wandung 9a des Unterteils 5 stimmt mit dem Innendurchmesser der Wandung 9b des Oberteils 6 überein, so daß beide Wandungen 9a, 9b auf ihren Innenseiten zueinander bündig verlaufen. Auf der Außen­ seite übergreift das Oberteil 6 mit seinem unteren Ende das Unterteil 5. Mehrere vom unteren Ende des Oberteils 6 nach unten vorragende, gleichmäßig über den Umfang verteilte Fort­ sätze 10 bilden mit im oberen Bereich des Unterteils 5 radial vorstehenden Vorsprüngen 11 Schnappverschlüsse 12. Der untere Bereich des Unterteils 5 wird durch einen kalottenförmigen Boden 13 abgeschlossen, der mit der Zylinderwandung 9a des Unterteils einstückig verbunden ist. Am tiefsten Punkt des kalottenförmigen Bodens 13 ist eine kleine Öffnung 14 vorge­ sehen, um einen Ablauf für Kondenswasser zu schaffen.

An der Innenseite der Wandung des Unterteils 5 sind Rippen 7a ausgebildet, die auf dem Boden 13 - ausgehend von der Kon­ denswasser-Ablauföffnung 14 - radial und im Bereich der zylindrischen Wandung 9a in Längsrichtung des Zylinders ver­ laufen. Der Kurvenverlauf des kalottenförmigen Bodens 13 und der auf dem Boden 13 ausgebildeten Rippen 7a, die eine kon­ stante Höhe aufweisen, ist dem Kurvenverlauf des unteren En­ des des Sammelbehälters 2 angepaßt, das somit durchgehend auf dem Innenrand 15 der auf dem Boden 13 ausgebildeten Rippen 7a aufliegt. Der Abstand zwischen den radial innenliegenden En­ den 16 dieser Rippen 7a ist größer, beispielsweise doppelt so groß, als der Durchmesser der Kondenswasser-Ablauföffnung 14, wodurch das Kondenswasser ungehindert ablaufen kann. Die an der Zylinderwandung 9a ausgebildeten Rippen 7a laufen zu die­ ser und zur Verbindungsfuge 17 mit dem Oberteil 6 hin nahezu spitz konisch zu, wobei beispielsweise bei einem etwa 168 mm hohen Unterteil 5 und bei etwa 4,5 mm hohen Rippen 7a diese Neigung 1,5° betragen kann.

Das Oberteil 6 ist deckelförmig ausgebildet und weist in sei­ ner oberen Endfläche 18 eine Öffnung 19 auf, durch die der Sammelbehälter 2 mit seinem oberen, kalottenförmigen Ende 20 hindurchragt. Die Zylinderwandung 9b des Oberteils 6 ist auf ihrer Innenseite ebenfalls mit Rippen 7b versehen, die mit den im Unterteil 5 ausgebildeten Rippen 7a fluchten. Die un­ teren, dem Unterteil 5 zugewandten Enden 21 der Rippen 7b verjüngen sich jeweils zur Zylinderwandung 9b und zur Verbin­ dungsfuge 17 mit dem Unterteil 5 hin, wobei die sich verjün­ genden Enden der Rippen 7a, 7b des Ober- und des Unterteils 6, 5 jeweils an der Verbindungsfuge 17 zwischen Ober- und Un­ terteil 6, 5 gegenüberliegen. Im Ober- und im Unterteil 6, 5 sind jeweils acht Rippen 7b, 7a vorgesehen, die in Umfangs­ richtung gleichmäßig verteilt sind und somit zu ihren benach­ barten Rippen jeweils einen Winkel von 45° aufweisen (Fig. 2).

Im unteren Bereich des Unterteils 5 und im Oberteil 6 ent­ spricht der Durchmesser 7' des von den Rippen 7 beschriebenen kleinsten Innenkreises dem Außendurchmesser des Sam­ melbehälters 2, so daß dieser in diesen Bereichen radial ge­ stützt ist.

Das Unterteil 5 weist im unteren Bereich seiner zylindrischen Außenwand Einrichtungen 22 zur Halterung des Kältemittelsamm­ lers 1 auf. Diese Einrichtungen 22 zur Halterung des Kälte­ mittelsammlers 1 sind im vorliegenden Fall als taschenförmige Aufnahmen 23 ausgebildet und weisen in dem Fig. 1 dargestell­ ten Schnitt eine L-Form auf, wobei der kurze Schenkel 24 des "L" mit der Außenwand des Wärmeisolierbehälters 3 verbunden ist und eine obere Abschlußwand der taschenförmigen Aufnahme 23 bildet. Der lange Schenkel 25 des "L" verläuft in einem Abstand parallel zur Außenwand des Wärmeisolierbehälters 3 nach unten und formt eine Abschlußwand in tangentialer Rich­ tung (siehe Fig. 2), wodurch zwischen der Außenwand und dem langen Schenkel 25 der taschenförmigen Aufnahme 23 ein Schlitz 26 ausgebildet wird. In Umfangsrichtung werden die Aufnahmen 23 durch seitliche Wände 27 abgeschlossen, die ebenfalls mit der zylindrischen Außenwand des Wärmeisolierbe­ hälters 3 verbunden sind. Im vorliegenden Fall sind sechs solcher taschenförmigen Aufnahmen 23 in einem gleichmäßigen Abstand in Umfangsrichtung an der Außenwand des Wärmeisolier­ behälters 3 angebracht, so daß eine Aufnahme 23 zu ihren be­ nachbarten Aufnahmen 23 einen Abstand von 60° aufweist.

Der Kältemittelsammler wird im dargestellten Beispiel durch zwei Halter 4 gehaltert. Die Halter 4 sind in diesem Fall je­ weils in Form einer flachen Zunge oder eines flachen Steges ausgebildet, die bzw. der von unten so weit in den Schlitz 26 geschoben wird, daß das obere Ende des Halters 4 an der nach unten weisenden Innenseite der oberen Abschlußwand 24 der ta­ schenförmigen Aufnahme 23, d. h. des kleinen Schenkel des "L", anliegt. Um zu gewährleisten, daß der Halter 4 vollstän­ dig in die taschenförmige Aufnahme 23 eingeführt ist, ist in der oberen Abschlußwand 24 der Aufnahme 23 eine kleine Öff­ nung 28 vorgesehen, durch die ein Abschnitt 29 des Halters 4 hindurchragt und so signalisiert, daß der Halter 4 vollstän­ dig in die Aufnahme 23 eingeführt ist. Ferner ist der Ab­ schnitt 29 des Halters 4 derart ausgebildet, daß eine nach außen hervorstehende Rastnase 35 sich auf der oberen Ab­ schlußwand 24 abstützt und somit ein unbeabsichtigtes Lösen des Halters 4 aus den Einrichtungen 22 verhindert. Der Halter 4 kann eine sich in seiner Längsrichtung erstreckende einge­ prägte Sicke aufweisen. Es kann auch vorgesehen sein, daß der Halter 4 zweilagig bzw. -schichtig ausgeführt ist, wobei eine äußere, dem Wärmeisolierbehälter 3 abgewandte Schicht 30 mit ihrem oberen Ende 31 durchgehend an der Innenseite der oberen Abschlußwand 24 der Aufnahme 23 anliegt und den Kältemittel­ sammler stützt, während eine innere, dem Wärmeisolierbehälter 3 zugewandte Schicht 32 auf einem Teil ihrer Oberseite den kleinen Abschnitt bzw. Vorsprung 29 aufweist, der durch die besagte Öffnung 28 in der oberen Abschlußwand 24 der Aufnahme 23 hindurchragt und den korrekten Sitz des Kältemittel­ sammlers 1 auf den Halterungen 4 erkennen läßt. Am unteren bzw. am Fußende des Halters 4 ragt die innere Schicht 32 über die äußere Schicht 30 vor, um einen Halterfuß 33 auszubilden, der zum Anschrauben des Halters 4 an der Karosserie des Kraftfahrzeuges dient.

Claims (8)

1. Kältemittelsammler mit einem Sammelbehälter, der von einer wärmeisolierenden Schicht umschlossen ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die wärmeisolierende Schicht als Wär­ meisolierbehälter (3) ausgebildet ist, in den der Sammel­ behälter (2) einsetzbar ist, wobei zwischen Wärmeisolier­ behälter (3) und Sammelbehälter (2) ein Luftspalt (8) vor­ gesehen ist, und daß an der Außenseite des wärmeisolierbe­ hälters (3) Einrichtungen (22) zur Halterung des Kältemit­ telsammlers (1) ausgebildet sind.

2. Kältemittelsammler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Wärmeisolierbehälter (3) auf seiner In­ nenseite Rippen (7) zur Ausbildung des Luftspaltes (8) aufweist.

3. Kältemittelsammler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeisolierbehälter (3) ein Un­ terteil (5), in das der Sammelbehälter (2) einsetzbar ist, und ein deckelförmiges Oberteil (6) aufweist.

4. Kältemittelsammler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß das Oberteil (6) mittels Schnappverschlüssen (12) auf dem Unterteil (5) befestigbar ist.

5. Kältemittlesammler nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Unterteil (5) Rippen (7a) am Boden (23) im wesentlichen radial und an der Zylinderwand (9a) im we­ sentlichen in Längsrichtung verlaufen.

6. Kältemittelsammler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß sich die Rippen (7a) an der Zylinderwand (9a) zum offenen Ende und zur Zylinderwand (9a) hin verjüngen.

7. Kältemittelsammler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (22) zu seiner Halterung am Unterteil (5) des Wärmeisolierbehälters (3) angebracht sind.

8. Kältemittelsammler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (22) zu seiner Halterung jeweils als taschenförmige Aufnahmen (23) ausge­ bildet sind, in die jeweils ein Halter (4) einführbar ist, und die taschenförmigen Aufnahmen (23) jeweils an ihrer Unterseite eine Öffnung (26) aufweisen, in die der Halter (4) einführbar ist, und die taschenförmigen Aufnahmen (23) jeweils auf ihrer Oberseite eine Öffnung (28) aufweisen, die kleiner als die Öffnung (26) an der Unterseite ist und durch die ein Abschnitt (29) des Halters (4) hindurch­ führbar und mittels einer Rastnase (35) befestigbar ist.