DE4130517A1 - Anschlusskasten fuer einen waermetauscher, insbesondere fuer einen kaeltemittelkondensator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Anschlußkasten für einen Wärmetau­ scher, insbesondere für einen Kältemittelkondensator, der aus einem Bodenteil, das Aussparungen zur Aufnahme von Flachrohren aufweist, und einem Deckelteil zusammengesetzt ist, die beide aus lötplattiertem Material hergestellt sind, etwa U-förmige Querschnitte aufweisen und an ihren Schenkeln miteinander ver­ lötet sind.

Bei einem bekannten Anschlußkasten für einen Wärmetauscher der eingangs genannten Art (EP-A 03 79 701) sind die Rohrenden der Flachrohre als runde Zylinderabschnitte ausgebildet und in ent­ sprechende Aussparungen des Bodenteils mit radialer Pressung eingesetzt, wobei die Aussparungen des Bodenteils auch als Durchzüge ausgebildet sind.

Es ist auch bekannt (US-A 48 25 941), die Anschlußkästen als runde Rohre auszubilden, die mit Schlitzen versehen sind, in welche die Enden der Flachrohre eingesteckt werden, die an­ schließend mit den Rundrohren verlötet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Anschlußkasten der eingangs genannten Art zu schaffen, der sich durch einfache Herstellung, einfache Montage beim Paketieren, geringen Raumbe­ darf und hohe Druckfestigkeit auszeichnet.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Boden des Bodenteils mit querverlaufenden, schlitzförmigen Durchzügen für die Flach­ rohre versehen ist, und daß die Länge der Durchzüge etwa dem Abstand der Schenkel des Bodenteils entspricht.

Ein derartiger Anschlußkasten läßt sich in einfacher Weise aus lotplattierten Blechen, insbesondere Blechen aus einer Alumi­ niumlegierung, herstellen und durch Löten derart verbinden, daß eine hohe Druckfestigkeit sowohl des Anschlußkastens selbst als auch der Verbindungen zu den Flachrohren gewährleistet ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß das Bodenteil einen etwa halbzylindrischen Boden aufweist, an den zueinander parallele Schenkel anschließen. Ein derartiges Bodenteil ist einfach zu formen und bietet darüber hinaus den Vorteil einer hohen Druckfestigkeit.

Um ein Deckelteil zu schaffen, das einerseits nur einen gerin­ gen Raumbedarf besitzt und andererseits eine hohe Druckfestig­ keit aufweist, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß das Deckelteil zwischen seinen Schenkeln mit eingeprägten Versteifungssicken versehen ist, die im wesentli­ chen quer verlaufen.

In weiterer Ausgestaltung wird dabei vorgesehen, daß die be­ nachbarten Versteifungssicken zwischen sich kreisförmige Be­ reiche belassen. Dadurch ist es möglich, innerhalb der kreis­ förmigen Bereiche an nahezu beliebigen Stellen Durchzüge anzu­ bringen, an denen Anschlußstutzen für einen Zulauf oder Ablauf angebracht werden können.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen darge­ stellten Ausführungsbeispiele.

Fig. 1 zeigt einen Teilschnitt durch den Endbereich eines erfindungsgemäßen Anschlußkastens eines Kühlmittel­ kondensators,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Anschlußkasten der Fig. 1 und 2,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in größerem Maßstab,

Fig. 5a und 5b verschiedene Stufen während des Herstellens des Bodenteils des Anschlußkastens der Fig. 1,

Fig. 6a bis 6d verschiedene Stufen während der Herstellung des Deckelteils des Anschlußkastens nach Fig. 1 bis 3 und

Fig. 7 bis 14 Querschnitte durch weitere Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Anschlußkästen.

In Fig. 1 ist ein Schnitt durch den Endbereich eines Anschluß­ kastens (10) dargestellt, der Bestandteil eines Flachrohrkon­ densators für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges ist. Da das Kältemittel zunächst in gasförmigem Zustand dem Flachrohr­ kondensator zugeführt wird und dann in diesem kondensiert, wird der Flachrohrkondensator in Abschnitte eingeteilt, die der Vo­ lumenabnahme des Kältemittels entsprechend bemessen sind. Der Flachrohrkondensator hat zwei einander gegenüberliegende An­ schlußkästen (10), von denen in Fig. 1 bis 3 nur einer zu sehen ist. Sie verbinden ein Bündel von Flachrohren (11), deren Enden jeweils in den Anschlußkästen (10) münden. Die Unterteilung in Abschnitte erfolgt mittels Trennwänden (12), die die Anschluß­ kästen (10) unterteilen. Die Zufuhr des gasförmigen Kältemit­ tels und die Abfuhr des flüssigen Kältemittels erfolgt über An­ schlüsse (13) des Anschlußkastens (10), wobei die Kältemittel­ führung so gewählt werden kann, daß einer der beiden Anschluß­ kästen (10) mit einem Zufuhranschluß und einem Abfuhranschluß oder einer der Anschlußkästen mit einem Zufuhranschluß und der andere mit einem Abführanschluß versehen sind. Die Flachrohre (11), die vorzugsweise Turbulenzeinlagen enthalten, sind unter­ einander mit Wellrippen (14) verbunden.

Der gesamte Flachrohrkondensator, d. h. die Anschlußkästen (10), die Flachrohre (11), die Anschlußstutzen (13), die Wellrippen (14) und auch Seitenschilde (15), die einen seitlichen Abschluß bilden, bestehen aus beidseits lotplattiertem Material, insbe­ sondere einer Aluminiumlegierung. Der Flachrohrkondensator wird in der in Fig. 1 bis 3 gezeigten Form zusammengefügt, d. h. pa­ ketiert, und in dieser Form in eine Heizkammer verbracht, in der ein Verlöten erfolgt. Die dabei entstehenden Lötverbindun­ gen müssen gewährleisten, daß der gesamte Flachrohrkondensator auch bei relativ hohen Drücken dicht ist. Darüber hinaus muß die Gestaltung so getroffen sein, daß der Flachrohrkondensator auch hohen Drücken standhält.

Die Anschlußkästen (10) sind zweiteilig hergestellt. Sie sind aus einem Bodenteil (16) und einem Deckelteil (17) zusammenge­ setzt. Wie später noch erläutert werden wird, sind das Boden­ teil (16) und das Deckelteil (17) aus beidseits lotplattierten Blechen aus einer Aluminiumlegierung geformt. Das Bodenteil (16), dessen Querschnitt in Fig. 4 in größerem Maßstab darge­ stellt ist, besitzt eine im wesentlichen U-förmige Gestalt. Sein halbzylindrischer Boden ist mit Durchzügen (18) versehen, die eine schlitzförmige Gestalt aufweisen und die sich quer zur Längsrichtung des jeweiligen Anschlußkastens (10) erstrecken.

Wie insbesondere aus Fig. 1 und 4 zu ersehen ist, sind die Durchzüge (18) - vom Innern des Anschlußkastens (10) aus gese­ hen - von innen nach außen gerichtet. Die Länge der Durchzüge (18) in Querrichtung entspricht annähernd dem Abstand der bei­ den Schenkel (19) des Bodenteils (16).

Das Deckelteil (17) besitzt ebenfalls eine im wesentlichen U- förmige Querschnittsform. Es umgreift mit seinen Schenkeln (20) außen die Schenkel (19) des Bodenteils. In dem Bereich zwischen den Schenkeln (20) ist es mit Versteifungssicken (21) versehen, deren Form besonders gut in Fig. 3 zu sehen ist. Diese einge­ prägten Versteifungssicken (21) erstrecken sich im wesentlichen in Querrichtung. Sie belassen zu den Schenkeln (20) einen Ab­ stand, der geringfügig kleiner als die Stärke des Materials der Schenkel (19) des Bodenteils (16) ist, so daß beim Zusammenfügen ein leichter Preßsitz erhalten wird. Wie ferner aus Fig. 3 zu sehen ist, belassen die eingeprägten Sicken (21) zwischen sich zentrale kreisscheibenförmige oder kugelkalottenförmige Berei­ che (22), die unverformt bleiben. Diese Bereiche (22) sind so groß bemessen, daß dort ein Durchzug (23) angebracht werden kann, in welchem ein Anschlußstutzen (13) eingesetzt werden kann. Es ist somit möglich, an nahezu beliebigen Stellen des Deckelteils (17) Durchzüge (23) anzubringen.

Wie insbesondere Fig. 3 und 4 zu entnehmen ist, sind zusätzlich zu den Versteifungssicken (21) in den Randbereich des Deckel­ teils (17) Kalibrierprägungen (24) eingepreßt. Diese Kalibrier­ prägungen (24) dienen dazu, den inneren Bereich zwischen den Schenkeln (20) und den Versteifungssicken (21) exakt zu kali­ brieren, so daß dieser Bereich den Rändern der Schenkel (19) angepaßt ist. Wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, stützt sich das Deckelteil (17) mit dem Bereich der Kalibrierprägungen (24) auf den Rändern der Schenkel (19) ab.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, sind jeweils die Flachrohre (11) und die Versteifungssicken (21) versetzt zueinander angeordnet. Die zwischen benachbarten Flachrohren (11) angeordnete Trenn­ wand (12) befindet sich somit im Bereich einer Versteifungs­ sicke. Das Deckelteil (17) ist im Bereich der Versteifungssicke (21) mit einem Schlitz (25) versehen, in welchen die Trennwand (12) mit einem stegförmigen Ansatz (26) eingesteckt ist, so daß bei dem Zusammenbau zu dem Paketieren ein sicherer Halt noch vor dem Verlöten gegeben ist. Die Trennwand (12) hat eine Grund­ fläche, die dem insbesondere aus Fig. 4 ersichtlichen, von dem Bodenteil (16) und dem Deckelteil (17) umschlossenen Querschnitt entspricht. Bei einer abgewandelten Ausführungsform wird vorge­ sehen, daß die Trennwand (12) eine Stärke in Längsrichtung des Abschlußkastens (10) aufweist, die dem Abstand zweier aufeinan­ derfolgender Durchzüge (18) entspricht. In diesem Fall ist es möglich, daß die Trennwand (12) bei dem Zusammenbau zwischen zwei Flachrohren (11) formschlüssig gehalten wird, so daß dann auf einen Schlitz in dem Deckelteil (17) verzichtet werden kann. Eine derartige Trennwand kann auch als ein U-förmiges Profil hergestellt werden, das dann die Gestalt von zwei paral­ lelen Trennwänden besitzt, die durch einen Quersteg miteinander verbunden sind. Eine derartige U-förmige Trennwand kann als ein gebogenes oder gekantetes Blechprofil aus beidseitig lotplat­ tiertem Material hergestellt werden. Das U-förmige Blechprofil wird bei einer abgewandelten Ausführungsform so ausgebildet, daß es mehrere Flachrohre (11) übergreift und auf diese Weise zwei Trennwände bildet.

Wie in Fig. 1 bis 3 noch zu ersehen ist, sind die Enden der An­ schlußkästen (10) mit Abschlußdeckeln (27) verschlossen. Diese Abschlußdeckel (27), die ebenfalls aus lotplattiertem Blech hergestellt werden, besitzen eine dem Querschnitt des Anschluß­ kastens (10) mit einem Übermaß entsprechende Grundfläche, von der mehrere abgewinkelte Zungen (28) abragen, die den Anschluß­ kasten so umgreifen, daß beim Zusammenbau die Abschlußdeckel (27) bis zum Verlöten kraftschlüssig gehalten sind.

Bei einer abgewandelten Ausführungform wird vorgesehen, daß an­ stelle des Seitenschildes (15) ein letztes, etwas längeres Flachrohr (11) vorgesehen wird, das bis zu dem Deckelteil (17) hochgezogen wird und das dann dichtend als Abschlußdeckel in den Anschlußkasten (10) eingelötet wird.

Wie in Fig. 5a und Fig. 5b dargestellt ist, wird das Bodenteil (16) zunächst als eine flache Blechplatine aus beidseits lot­ plattiertem Blech, insbesondere einem Blech einer Aluminiumle­ gierung, hergestellt. Diese flache Blechplatine wird mit den Durchzügen (18) versehen (Fig. 5a). Anschließend wird die Blechplatine zu dem U-förmigen Querschnitt verformt, so daß das Bodenteil einen halbzylindrischen Boden und zwei parallele Schenkel (19) aufweist. Da hierbei in der Regel sich die kra­ genförmig umlaufenden Begrenzungen der Durchzüge (18) etwas verformen, ist es in den meisten Fällen notwendig, diese Durch­ züge (18) an dem fertigen Bodenteil (16) noch einmal nachzufor­ men. Dies geschieht mittels eines von außen angesetzten Stem­ pels, der die Durchzüge (18) "auftulpt", d. h. leicht trichter­ förmig aufweitet. Dadurch wird dann auch das Einführen der Flachrohre (11) erleichtert, die ein geringes Übermaß aufweisen und in die Durchzüge (18) eingepreßt werden.

Wie in Fig. 6a bis Fig. 6d dargestellt ist, wird auch das Deckelteil (17) zunächst als eine flache Blechplatine herge­ stellt, die dann zu einem U-förmigen Querschnitt verformt wird (Fig. 6a). Anschließend werden die Versteifungssicken (21) und die Kalibrierprägungen (24) vorgenommen (Fig. 6b). Anschließend wird an den vorbestimmten Stellen innerhalb der betreffenden Versteifungssicken (21) der Schlitz (25) zur Aufnahme des An­ satzes einer Trennwand (12) angebracht (Fig. 6c). Ebenso werden der oder die Durchzüge (23) zur Aufnahme eines Anschlußstutzens (13) an dem bereits geprägten Deckelteil (17) vorgenommen. Hierzu wird das Deckelteil (17) in dem zwischen den Verstei­ fungssicken (21) liegenden, nicht verformten Bereich (22) (siehe auch Fig. 3) zunächst vorgelocht, wonach anschließend der Durchzug (23) durchgezogen wird.

Während bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 4, wie schon erwähnt wurde, die Durchzüge (18) nach außen durchgezogen sind, wird bei einer abgeänderten Ausführungsform vorgesehen, daß die Durchzüge so angebracht werden, daß sie nach innen zu dem An­ schlußkasten (10) weisen. In diesem Fall ist es unter Umständen möglich, auf ein Nachbearbeiten der Durchzüge zu verzichten, d. h. auf das sogenannte "Auftulpen".

Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 und 8 sind derartige nach innen gerichtete Durchzüge (18′) vorgesehen, die die Flachrohre (11) aufnehmen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 ist ferner vorgesehen, daß das Deckelteil (17′) schmaler bemessen ist, so daß es innen zwischen die Schenkel (19) des Bodenteils paßt. Im übrigen ist das Deckelteil (17′) entsprechend dem Ausführungs­ beispiel nach Fig. 1 bis 4 gestaltet. Seine Schenkel (20) die­ nen als Anschläge für die Flachrohre (11). In Fig. 7 ist in der linken Hälfte der Zeichnung die Gestalt einer Trennwand (12′) dargestellt, die dem Querschnitt des Anschlußkastens (10) nach Fig. 7 und 8 angepaßt ist. Diese Trennwand (12′) besitzt eben­ falls einen Ansatz (26), der durch einen Schlitz (25) des Deckelteils (17′) nach außen geführt ist und in diesem Schlitz (25) gehalten und dicht verlötet ist.

Die Ausführungsbeispiele nach Fig. 9 und 10 entsprechen im Prinzip dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 und 8, wobei jedoch darauf verzichtet ist, daß die Schenkel (20) des Deckelteils (17′) als Anschläge für die Flachrohre (11) benutzt werden. Auch bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 9 und 10 befinden sich die Schenkel (20) des Deckelteils (17′) zwischen den Schenkeln (19) des Bodenteils. Dabei unterscheiden sich Fig. 9 und 10 dadurch, daß das Deckelteil (17′) jeweils um 180° ver­ dreht montiert ist.

Es versteht sich von selbst, daß das Deckelteil (17′) bei den Ausführungsformen nach Fig. 7 bis 10, das im Prinzip dem Deckel­ teil (17) nach Fig. 1 bis 4 entspricht, keine Kalibrierprägun­ gen (24) aufweist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 11 entspricht das Bodenteil (16) demjenigen der Ausführungsform nach Fig. 7 bis 10. Das Deckelteil (29) besitzt bei der Ausführungsform nach Fig. 11 einen U-förmigen Querschnitt mit zwei parallelen Schenkeln (30) und einem dazwischenliegenden, halbzylindrisch gewölbten Steg. Die Schenkel (30) befinden sich zwischen den Schenkeln (19) des Bodenteils (16). Selbstverständlich könnte jedoch auch vorgese­ hen werden, daß die Schenkel (30) die Schenkel (19) übergrei­ fen, wodurch sich jedoch die Gesamttiefe des Anschlußkastens (10) unnötig erhöhen würde. Bei abgewandelten Ausführungsformen wird ein flacheres Deckelteil vorgesehen, das im Querschnitt die Form einer Ellipse oder eines Korbbogens oder eines Klöp­ perbodens aufweist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 12, bei der das Bodenteil (16) nach Fig. 7 bis 11 zum Einsatz kommt, besitzt das Deckel­ teil (31) ebenfalls eine U-förmige Gestalt. Sein Mittelsteg, der von zwei parallelen, zwischen den Schenkeln (19) des Boden­ teils (16) aufgenommenen Schenkeln (32) begrenzt wird, ist rin­ nenförmig zu dem Bodenteil (16) hin gewölbt, d. h. zum Innern des Anschlußkastens (10) hin.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 13 besitzen das Bodenteil (33) und das Deckelteil (34) ebenfalls eine im wesentlichen U- förmige Gestalt. Sie sind jedoch so zueinander angeordnet, daß die U-Öffnungen gleich gerichtet sind. Das Bodenteil (33) be­ sitzt einen nur annähernd halbzylindrisch gewölbten Boden, an den sich kurze, parallele Schenkel (35) anschließen. Der Boden des Bodenteils (33) ist mit schlitzförmigen, quer verlaufenden Durchzügen (18′) versehen, die zum Innern des Anschlußkastens (10) hin gerichtet sind. Das Deckelteil (34) besitzt einen halbzylindrischen Boden, an dem parallele Schenkel (36) an­ schließen, die die Schenkel (35) des Bodenteils (33) außen um­ greifen. Wie aus Fig. 13 zu ersehen ist, kann die Bodenfläche des Deckelteils (33) bei der Ausführungsform nach Fig. 13 als Anschlag für die Flachrohre (11) bei der Montage dienen.

Die Ausführungsform nach Fig. 14 entspricht in etwa der Ausfüh­ rungsform nach Fig. 13. Das Bodenteil (37), das mit nach innen gerichteten Durchzügen (18′) versehen ist, weist einen Boden auf, der nur etwa noch einen Viertel-Zylinder bildet. An diesen Boden schließen sich parallele Schenkel (38) an, die um mehr als 90° zurück umgebogen sind. Diese Schenkel (38) werden außen von den Schenkeln (36) eines Deckelteils (34) umgriffen, das dem Deckelteil (34) nach Fig. 13 entspricht.

Claims (12)

1. Anschlußkasten für einen Wärmetauscher, insbesondere für einen Kältemittelkondensator, der aus einem Bodenteil, das Aussparungen zur Aufnahme von Flachrohren aufweist, und einem Deckelteil zusammengesetzt ist, die beide aus lotplattiertem Material hergestellt sind, etwa U-förmige Querschnitte aufwei­ sen und an ihren Schenkeln miteinander verlötet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Bodenteils (16, 33, 37) mit quer verlaufenden, schlitzförmigen Durchzügen (18, 18′) verse­ hen ist, und daß die Länge der Durchzüge etwa dem Abstand der Schenkel (19, 35, 38) des Bodenteils entspricht.

2. Anschlußkasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchzüge (18) nach außen gerichtet sind und zu Einfüh­ rungsschrägen aufgeweitet sind.

3. Anschlußkasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchzüge (18′) nach innen gerichtet sind.

4. Anschlußkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das Bodenteil (19, 33, 37) einen etwa halbzylindrischen Boden aufweist, an den zueinander parallele Schenkel (19, 35, 38) anschließen.

5. Anschlußkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß das Deckelteil (17, 17′) zwischen seinen Schenkeln (20) mit eingeprägten Versteifungssicken (21) versehen ist, die im wesentlichen quer verlaufen.

6. Anschlußkasten nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Versteifungssicken (21) zwischen sich kreisförmige oder kugelkalottenförmige oder korbbogenförmige Bereiche (22) belassen.

7. Anschlußkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schenkel (20, 36) des Deckelteils (19, 34) die Schenkel (19, 35, 38) des Bodenteils (16, 33, 37) umgreifen.

8. Anschlußkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schenkel (20, 30, 32) des Deckel­ teils (17′, 29, 31) zwischen den Schenkeln (19) des Bodenteils (16) gehalten sind.

9. Anschlußkasten nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (20, 32) des Deckelteils (17′, 31) Anschläge für die Enden der Flachrohre (11) bilden.

10. Anschlußkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß dem von Deckelteil (17, 17′, 29, 31, 34) und Bodenteil (16, 33, 37) umgebenen Querschnitt entspre­ chende Einsätze vorgesehen sind, die als Trennwände (12, 12′) in den Anschlußkasten (10) einsetzbar sind.

11. Anschlußkasten nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die Einsätze mit in Schlitzen (25) des Deckelteils (17, 17′) geführten Ansätzen (26) versehen sind.

12. Anschlußkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die Einsätze eine Stärke aufweisen, die dem Abstand zweier benachbarter Durchzüge (18, 18′) des Bodenteils (16, 33, 37) entspricht.