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Diese
Erfindung betrifft im allgemeinen Kraftfahrzeug-Klimaanlagen und
insbesondere Kühlmittelfilter
für Kraftfahrzeug-Klimaanlagen.
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Eine
typische Kraftfahrzeug-Klimaanlage umfaßt einen Kompressor im Motorraum,
um Kühlmittel
zu komprimieren und das komprimierte Kühlmittel zu einem Kondensator
zu liefern. Das komprimierte Kühlmittel
wird im Kondensator expandiert, was bewirkt, daß der Kondensator abgekühlt wird. Luft
wird durch den gekühlten
Kondensator geblasen, was die Luft kühlt, und in den Fahrgasraum,
um das Fahrzeug zu kühlen.
Das expandierte Kühlmittel wird
dann zum Kompressor zurückgeführt, wo
es wieder komprimiert wird und sich der Zyklus wiederholt.
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Die
Kühlmittelschleife
ist gewöhnlich über einen
Kompressor-Rohrverteiler mit einem Einlaßkanal, der mit der Niederdruckseite
oder "niederen Seite" des Kompressors
in Verbindung steht, und einem Auslaßkanal, der mit der Hochdruckseite
oder "hohen Seite" des Kompressors
in Verbindung steht, mit dem Kompressor gekoppelt. Auf hohen Druck
komprimiertes Kühlmittel
wird über
einen Schlauch, der mit dem Hochdruckkanal gekoppelt ist, zum Kondensator
geliefert, und expandiertes Kühlmittel
wird zur erneuten Kompression über
einen Schlauch, der mit dem Niederdruckkanal gekoppelt ist, zum
Kompressor zurückgeliefert.
Im allgemeinen kann der Druck des Kühlmittels auf der hohen Seite
viele Male der Druck des Kühlmittels
auf der niederen Seite sein. Es ist daher üblich, wenn der Motor eines
Fahrzeugs abgeschaltet wird, daß die
Druckdifferenz zwischen der hohen Seite und der niederen Seite des
Kompressors sich selbst ausgleicht. Wenn dies geschieht, strömt komprimiertes
Kühlmittel
im Schlauch, der mit der hohen Seite des Kompressors verbunden ist, durch
die Klappenventile und den Zylinder des Kompressors und in die Schläuche, die
mit der niederen Seite gekoppelt sind, zurück, bis der Druck ausgeglichen
ist. Das Strömen
des Kühlmittels
bei einem solchen Ausgleich ist manchmal als hörbares Zischen zu hören, nachdem
der Motor abgeschaltet ist.
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Ein
Kompressorausfall kann aus einer Anzahl von Gründen auftreten. Ein üblicher
Umstand, unter dem ein Ausfall auftreten kann, ist, wenn Trümmer wie
z.B. ein kleiner Metallsplitter von einem Klappenventil, ein Kunststoff-
oder Metallbruchstück
von einem Kompressorkolbenring oder Schmutz im Kühlmittel mitgerissen wird und
durch den Kompressor zirkuliert. Solche Trümmer können eine allmähliche Verschlechterung
der Kompressorbauteile verursachen oder können in einigen Fällen zu
einem plötzlichen
katastrophalen Ausfall führen.
Wenn dies geschieht, muß der
Kompressor ausgetauscht werden. Ein Problem, das häufig mit
dem Austausch eines fehlerhaften Kompressors verbunden ist, ergibt
sich aus dem vorstehend erwähnten
Ausgleichsrückfluß von Kühlmittel
zurück
in den Schlauch, der mit der niederen Seite des Kompressors gekoppelt
ist, während
des Betriebs des alten Kompressors. Insbesondere bleiben Trümmer, die
im Kühlmittel
mitgerissen werden, im Niederseitenschlauch stecken und werden nicht
immer durch eine Kühlmittelspülung entfernt.
Wenn der neue Kompressor installiert und betrieben wird, werden
diese Trümmer
folglich wieder innerhalb des Kühlmittels
mitgerissen und zerstören den
neuen Kompressor in derselben Weise wie den alten. In einigen Fällen wurden
eine Anzahl von Kompressoren in einem Fahrzeug installiert, nur
um wiederum durch Trümmer
zerstört
zu werden, die im System eingefangen wurden und im Kühlmittel
mitgerissen wurden. Daher besteht ein Bedarf für ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Verhindern, daß Trümmer, die
im Kühlmittel
einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage
mitgerissen werden, durch einen neu installierten Kompressor zirkulieren.
US-A-5 562 427 offenbart einen porösen Filter mit einer Porengröße von nicht
mehr als 80 μm,
der in einem Kühlmittel-Strömungsdurchgang
eines Kühlsystems
vorgesehen ist. Der Filter kann in einem Trockner, der im Kühlmittel-Strömungsdurchgang
vorgesehen ist, oder in einem separaten Filtergehäuse, das
im Kühlmittel-Strömungsdurchgang
vorgesehen ist, bereitgestellt sein. Alternativ kann der Filter
im Kühlmittel-Strömungsdurchgang
innerhalb eines abgedichteten Gehäuses eines Kühlmittelkompressors,
der in das Kühlsystem
integriert ist, vorgesehen sein. Der Filter besteht aus einem geformten
festen Material, das aus Aluminiumoxid, Kieselerde, Kalziumsulfid und
Aluminosilikat besteht. Sie offenbart ferner ein Verfahren, wie
im Oberbegriff des unabhängigen
Verfahrensanspruchs beschrieben.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Verhindern, daß Trümmer, die im Kühlmittel
einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage
mitgerissen werden, durch einen neu installierten Kompressor zirkulieren, durch
eine sichere und leichte Filterinstallation bereitzustellen.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch
1, einen Kühlmittelfilter
mit den Merkmalen von Anspruch 7 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen
von Anspruch 9 gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen sind in den abhängigen
Ansprüchen
beschrieben.
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Kurz
beschrieben, umfaßt
die vorliegende Erfindung in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel derselben
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verhindern, daß Trümmer, die
im Kühlmittel
einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage mitgerissen werden, durch den Kompressor
zirkulieren und diesen ruinieren. Die Vorrichtung umfaßt einen
kleinen fingerhutförmigen
Filter mit einem äußeren Rand,
der so bemessen ist, daß er
in den Einlaß-
und/oder Auslaßkanal
eines Kompressor-Rohrverteilers gepreßt wird. Die Vorrichtung umfaßt auch
eine manuelle Presse, die dazu ausgelegt ist, den Filter innerhalb
der Rohrverteilerkanäle
an die Stelle zu pressen und dort zu befestigen. Bei der Verwendung,
wenn ein verbrauchter Klimaanlagenkompressor gegen einen neuen Kompressor
ausgetauscht wird, oder als Teil von Standardwartungsprozeduren,
verwendet ein Automechaniker die Presse, um einen Filter dieser Erfindung
an der Stelle im Niederdruckkanal, und falls erwünscht, auch im Hochdruck des
Kompressor-Rohrverteilers zu befestigen. Wenn der Rohrverteiler
wieder am neuen Kompressor befestigt wird und das System mit Kühlmittel
gefüllt
wird, werden Trümmer,
die innerhalb der Schläuche
des Systems entweder auf der hohen Seite oder der niederen Seite
des Kompressors feststecken können,
durch die Filter aufgefangen und daran gehindert, wieder durch den
Kompressor zu zirkulieren. Der Filter auf der niederen Seite verhindert,
daß Trümmer im
Niederseitenschlauch während
des normalen Betriebs durch den Kompressor gepumpt werden und der
Filter auf der hohen Seite verhindert, daß Trümmer während des Kühlmittelausgleichs durch den
Kompressor zurückgespült werden.
Folglich wird der neue Kompressor von eingefangenen Trümmern im
System isoliert und empfängt
somit nur gefiltertes Kühlmittel.
Fälle eines
anschließenden
Ausfalls werden daher signifikant verringert.
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Somit
werden nun ein Verfahren und eine Vorrichtung zum effizienten und
wirtschaftlichen Angehen des Problems eines fortgesetzten Kraftfahrzeug-Klimaanlagen-Kompressorausfalls
infolge von Trümmern,
die im Kühlmittel
mitgerissen werden, bereitgestellt. Der Filter wird von einem Automechaniker
als Standardschritt, wenn der Kompressor ausgetauscht oder gewartet
wird, leicht installiert. Einmal installiert isoliert der Filter
den Kompressor vor Trümmern,
um nur gefiltertes Kühlmittel
zum Kompressor zu liefern. Ein anschließender Kompressorausfall wird
daher verringert und die Kompressorlebensdauer wird verlängert. Diese
und weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden
nach Durchsicht der nachstehend dargelegten ausführlichen Beschreibung in Verbindung
mit den zugehörigen
Zeichnungen besser ersichtlich, welche im folgenden kurz beschrieben
werden.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Filters und einer Preßanordnung
in auseinandergezogener Anordnung, die die Prinzipien der vorliegenden
Erfindung in einer bevorzugten Form verkörpert.
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2 ist
ein Längsschnitt,
der die Installation eines Filters dieser Erfindung in einem Kanal
eines Kompressor-Rohrverteilers darstellt.
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3 ist
eine vergrößerte Schnittansicht,
die die Entfernung des Filters darstellt, wenn es erwünscht ist,
den Filter gegen einen frischen Filter auszutauschen.
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4 ist
eine vergrößerte Schnittansicht,
die die Funktion des abgestuften Durchmessers des Dorns der Presse
zum Messen der Tiefe, in die der Filter in den Kanal gepreßt wird,
darstellt.
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Mit
genauerem Bezug auf die Zeichnungen, in denen sich in den ganzen
verschiedenen Ansichten gleiche Ziffern auf gleiche Teile beziehen,
stellt 1 die vorliegende Erfindung in einem perspektivischen
Format in auseinandergezogener Anordnung dar. Ein üblicher
Klimaanlagenkompressor-Rohrverteiler 12 ist
für die
Zwecke des Beschreibens des Verfahrens und der Vorrichtung der Erfindung
dargestellt. Der Rohrverteiler 12 weist einen Metallkörper 13 auf,
der üblicherweise
aus Aluminium hergestellt ist. Der Körper 13 ist mit einem
Niederseitenkanal 14 mit einer zylindrischen Innenwand 16 und
einem Hochseitenkanal 17 mit einer zylindrischen Innenwand 18 versehen.
Ein Montageloch 19 ist durch den Körper 13 hindurch zum
Aufnehmen einer Schraube, die den Rohrverteiler 12 an der
Rückseite
eines Klimaanlagenkompressors befestigt, ausgebildet, wobei der
Niederseitenkanal 14 mit dem Einlaßkanal des Kompressors in Verbindung
steht und wobei der Hochseitenkanal 17 mit dem Auslaßkanal des
Kompressors in Verbindung steht. Bei der Verwendung wird komprimiertes
Kühlmittel über den Hochseitenkanal 17 zum
Kondensator geliefert und expandiertes Kühlmittel wird durch den Niederseitenkanal 14 zum
Kompressor zurückgeliefert.
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Die
vorliegende Erfindung umfaßt
einen im allgemeinen fingerhutförmigen
Filter 21 mit einem kreisförmigen Rand 22, an
dem ein Maschensieb 23 befestigt ist. In 1 ist
der Filter 21 zum Einsetzen in den Niederseitenkanal 14 des
Rohrverteilers 12 ausgerichtet zu sehen. Es ist jedoch
selbstverständlich,
daß der
Filter 21 entweder in den Niederseiten- oder den Hochseitenkanal
oder vorzugsweise in sowohl den Nieder- als auch den Hochseitenkanal
gepreßt
werden kann. Die Erfindung umfaßt
ferner eine Preßanordnung 11 zum
Pressen des Filters 21 in einen Kanal des Kompressor-Rohrverteilers.
Die Preßanordnung 11 umfaßt ein Gestell 27 mit
einer Vorderwand 28, einer Rückwand 29 und Seitenwänden 31 und 32.
Die Vorderwand 28 ist mit einer Durchgangsbohrung 36 mit Übergröße ausgebildet,
durch welche sich ein Preßbolzen 41 mit
einer Gewindewelle 43 und einem Kopf 42 erstreckt.
Eine Ausrichtungsplatte 46 ist mit einer zentralen Gewindebohrung 47 versehen.
Die Ausrichtungsplatte 46 ist so bemessen, daß sie innerhalb
des Gestells 27 aufgenommen wird und an der Innenfläche der
Vorderwand 28 anliegt. Die Gewindewelle 43 erstreckt
sich durch die Durchgangsbohrung 36 mit Übergröße und wird
durch die zentrale Gewindebohrung 47 der Ausrichtungsplatte 46 schraubbar
aufgenommen. Da die Durchgangsbohrung 36 in der Vorderwand 28 des
Gestells 27 relativ zur Gewindewelle 43 Übergröße aufweist,
ist zu sehen, daß die
seitliche Position des Preßbolzens 41 innerhalb
des Gestells 27 einstellbar ist.
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Ein
Dorn 51 ist mit einer Gewindebohrung 53 ausgebildet
und ist so bemessen, daß er
auf das Ende der Gewindewelle 43 des Preßbolzens 41 geschraubt
wird. Der Dorn 51 weist einen im allgemeinen zylindrischen
Körper 52,
ein zylindrisches distales Ende 56 und abgestufte Durchmesser 54 zwischen
seinen Enden auf. Das distale Ende 56 ist so bemessen,
daß es
in den fingerhutförmigen
Filter 21 paßt
und die abgestuften Durchmesser 54 sind zum Messen der
Tiefe, in die der Filter 21 in einen Kanal des Rohrverteilers
gepreßt
wird und zum Sicherstellen, daß der
Filter genau in den Kanal gepreßt
wird, bemessen, wie nachstehend genauer beschrieben.
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2 stellt
die Erfindung dar, wie sie zusammengesetzt erscheint und zum Pressen
eines Filters in einen Kanal eines Klimaanlagenkompressor-Rohrverteilers verwendet
wird. Der Kompressor-Rohrverteiler 12 ist an der Rückwand 29 des
Gestells 27 anliegend zu sehen, wobei sein Niederseitenkanal 14 der
Vorderwand 28 zugewandt ist. Der Preßbolzen 41 erstreckt
sich durch die Bohrung 36 mit Übergröße in der Vorderwand 28 und
ist durch die Ausrichtungsplatte 46 geschraubt. Der Dorn 51 ist
am Ende des Preßbolzens 41 schraubbar
befestigt und der Filter 21 ist am Ende des Dorns montiert.
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Um
den Filter 21 in den Kanal 14 zu pressen, wird
der Preßbolzen 41 gedreht,
um den Dorn und den Filter in Richtung des Kanals 14 vorzuschieben, wie
durch Pfeile 24 angegeben. Wenn sich der Filter 21 in
den Kanal 14 bewegt, stellt sich der Preßbolzen 41 durch
die Ausrichtungsplatte 46 selbst seitlich ein. Dies ist
möglich,
da die Bohrung 36 in der Vorderwand 28 relativ
zum Preßbolzen Übergröße aufweist und
der Preßbolzen
sich frei seitlich innerhalb der Bohrung bewegen kann, wobei sich
die Ausrichtungsplatte relativ zur Vorderwand 28 bewegt.
Folglich ist die Presse dieser Erfindung selbstausrichtend.
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Wenn
sich der Filter ausreichend vorgeschoben hat, so daß sein ringförmiger Rand 22 mit
der Mündung
des Kanals 14 in Eingriff steht, preßt ein weiterer Vorschub des
Preßbolzens 41 den
ringförmigen
Rand eng in die zylindrische Innenwand 16 des Kanals 14.
Dies ist am besten in 4 dargestellt. Die einzelnen
Stufen 55 des abgestuften Durchmessers 54 sind
sorgfältig
bemessen, um die Tiefe zu messen, in die der ringförmige Rand 22 des
Filters 21 in den Kanal 14 gepreßt wird.
Insbesondere paßt
in 4 die innere Stufe des abgestuften Durchmessers
in die zylindrische Innenwand 16 des Kanals 14, während die
nächste
nachfolgende Stufe des Durchmessers mit dem äußeren Rand des Kanals in Eingriff
steht. Wenn der Dorn vollständig
in den Kanal 14 vorgeschoben wird, wird der Filter 21 folglich
um einen vorbestimmten Abstand in den Kanal gepreßt und wird
auch innerhalb des Kanals für
eine zweckmäßige Orientierung
zentriert und ausgerichtet und zum Vermeiden, daß der Filter verlagert wird.
Weitere Stufen des abgestuften Durchmessers sind bemessen, um sich
an Kanäle
mit anderen Durchmessern anzupassen.
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Sobald
der Filter vollständig
in den Kanal 14 gepreßt
wurde, wird der Preßbolzen 41 gedreht,
um den Dorn 51 aus dem Kanal 14 zurückzuziehen,
wobei der Filter innerhalb des Kanals fest an der Stelle belassen
wird. Der Kompressor-Rohrverteiler 12,
der vorher aus dem Kompressor entfernt wurde, kann dann am Kompressor
oder an einem neu ausgetauschten Kompressor erneut installiert werden.
Sobald die Klimaanlage erneut gefüllt wird, wird der Kompressor
in der normalen Weise betrieben, außer daß der Filter 21 verhindert,
daß Trümmer, die
im Kühlmittel
mitgerissen werden können,
in den Kompressor gelangen und diesen ruinieren.
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Nach
einem vorbestimmten Betriebszeitraum oder nach einem anschließenden erneuten Austausch
des Kompressors kann es erforderlich werden, den Filter 21 aus
dem Rohrverteiler 12 zum Austausch zu entfernen. 3 stellt
ein bevorzugtes Verfahren und eine bevorzugte Vorrichtung zum Entfernen
des Filters dar. Ein mit Gewinde versehenes Entfernungswerkzeug 61 weist
eine Vielzahl von Gewinden und einen verjüngten Endteil 62 auf.
Der Endteil 62 ist um seinen Umfang abgestochen, wie durch die
Bezugsziffer 63 angegeben. Um den Filter 21 aus dem
Kanal 14 zu entfernen, wird das Entfernungswerkzeug 61 in
den ringförmigen
Rand 22 des Filters geschraubt. Wenn sich das Entfernungswerkzeug 61 vorschiebt,
kommen die Gewinde des Werkzeugs schließlich mit der Innenfläche des
ringförmigen
Randes 22 in Eingriff. Wenn die Gewinde fest innerhalb des
ringförmigen
Randes 22 befestigt sind, wird das Entfernungswerkzeug
aus dem Kanal 14 zurückgezogen,
was den Filter 21 verlagert und ihn aus dem Kanal entfernt.
Der Filter kann dann gegen einen neuen Filter in der vorher beschriebenen
Weise ausgetauscht werden.
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Folglich
ist zu sehen, daß die
vorliegende Erfindung in einem Ausführungsbeispiel ein Verfahren zum
Verhindern, daß Trümmer, die
im Kühlmittel
einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage mitgerissen werden, durch den Kompressor
der Anlage zirkulieren und diesen zerstören, umfaßt. Das Verfahren umfaßt die Schritte
des Entfernens des Kompressor-Rohrverteilers vom Kompressor, des
Installierens eines Filters in mindestens einem der Kanäle des Rohrverteilers und
des erneuten Installierens des Rohrverteilers am Kompressor. Der
Filter wird installiert, indem er in einen Kanal des Rohrverteilers
gepreßt
wird, wo er mit einem festen Reibungssitz gehalten wird. Obwohl
es umsichtig ist, einen Filter dieser Erfindung zumindest im Niederseitenkanal
des Kompressor-Rohrverteilers zu installieren, ist die Installation
eines Filters im Nieder- und im Hochseitenkanal oder nur im Hochseitenkanal
auch möglich
und wird als innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung betrachtet.
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Die
Erfindung wurde hinsichtlich bevorzugter Ausführungsbeispiele und Methodologien
beschrieben. Für
Fachleute ist es jedoch offensichtlich, daß verschiedene Zusätze, Streichungen
und Modifikationen an den dargestellten Ausführungsbeispielen durchaus vorgenommen
werden könnten,
ohne vom Schutzbereich der Erfindung, wie in den Ansprüchen dargelegt,
abzuweichen. Der Filter kann beispielsweise im Rohrverteiler unter
Verwendung eines Gummihammers oder eines Hammers mit weicher Fläche installiert
werden. Die offenbarte Presse ist jedoch aufgrund des engen Raums,
der üblicherweise zu
finden ist, wenn an einem Kraftfahrzeug-Klimaanlagenkompressor gearbeitet
wird, zweckmäßig. Ferner
sind das Verfahren und die Vorrichtung dieser Erfindung gleichermaßen auf
andere Arten von Hydraulikleitungen zusätzlich zu Klimaanlagen-Kühlmittelleitungen
anwendbar. Diese und weitere Modifikationen sind innerhalb des Schutzbereichs
der Ansprüche möglich.