HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft einen rohrförmigen Körper mit einem
Rohrverbindungsstück gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Die vorliegende Erfindung betrifft Rohre, Kopfstücke oder ähnliche
rohrförmige Körper mit einem Verbindungsstück, beispielsweise zur Verwendung
bei Verbindung zweier Rohre in ein er T-förmigen Anordnung oder zur
Verbindung eines Zuleitungsrohres eines Wärmemediums oder Abgaberohres mit
der Umfangswand des rohrförmigen Kopfstückes eines Wärmetauschers, und
ein Verfahren zur Herstellung derselben.
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Die hier verwendete Bezeichnung "Aluminium" schließt Reinaluminium und
Aluminiumlegierungen ein.
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Wenn beispielsweise zwei Rohre in einer T-förmigen Anordnung zu verbinden
sind, wird ein Rohrverbindungsstück mit einem nach außen gerichteten
Flansch in einem Mittelbereich seiner Länge an der Umfangswand eines der
Rohre befesugt und mit dessen Inneren verbunden, und das andere Rohr
wird mit dem Rohr unter Verwendung des Rohrverbindungsstückes
verbunden.
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Die US-A-2 333 968 offenbart einen rohrförmigen Körper mit einem
Rohrverbindungsstück. Das Rohrverbindungsstück hat einen nach außen
gerichteten Flansch und einen rohrförmigen Bereich, der sich zu einer Seite des
Rohres erstreckt. Das Rohrverbindungsstück kann von innen in eine Bohrung
der Umfassungswand des rohrförmigen Körpers eingefügt werden. Folglich
ist die Oberfläche des nach außen gerichteten Flansch es ein Teilzylinder. Ein
ringförmiges Oberteil wird von außen über den rohrförmigen Bereich des
Rohrverbindungsstückes gesch oben, und das Oberteil und der Flansch des
Verbindungsstückes klemmen zwischen sich einen wesentlichen Bereich der
Wand des rohrförmigen Körpers ein. Die beiden Teile werden durch einen
Haltering, der auf den rohrförmigen Bereich des Verbindungsstückes
geschraubt ist, in ihrer Stellung gehalten. Abschließend werden die Teile
mittels eines Lötringes verbunden,
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Jedoch ist das Einfügen des Basisteils in die Bohrung von der Innenseite des
rohrförmigen Körpers nur in Ausnahmefällen möglich.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine
Rohrverbindungsanordnung zu schaffen, die in solchen Fällen anwendbar ist, in denen ein
Zugang nur von der äußeren Seite des rohrförmigen Körpers möglich ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe umfaßt die Erfindung die Merkmale des Anspruchs
1.
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Bei der Anordnung der vorliegenden Erfindung muß die Umfangswand des
rohrförmigen Körpers nicht von dessen Innenseite zugänglich sein. Dies
dient dazu, das Herstellungsverfahren entsprechend zu vereinfachen.
Außerdem kann das Rohrverbindungsstück mit dem rohrförmigen Körper
gleichzeitig mit dem Lötvorgang zur Herstellung des Wärmetauschers oder
dergleichen, bei dem die Anordnung vorgesehen ist, verbunden werden.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sollen unten unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen nur zu erläuternden Zwecken
beschrieben werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 bis 5 zeigen einen rohrförmigen Körper mit einem
Rohrverbindungsstück als eine Ausführungsform der Erfindung, bei
der der rohrförmige Körper ein ein Wärmemedium
abgebendes Rohr eines Verdampfers einer
Kraftfahrzeug-Klimaanlage ist, und das Rohrverbindungsstück verwendet
wird zur Verbindung eines Ausgleichsrohres, das sich von
einem Entspannungsventil an einer Zuleitung des
Wärmemediums des Verdampfers erstreckt, mit dem das
Wärmemedium abgebenden Rohr;
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Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung und zeigt den
Verdampfer in seiner Gesamtheit;
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Fig. 2 ist eine perspektivische Explosionszeichnung der
Verbindung zwischen dem Abgaberohr für das Wärmemedium und
dem Ausgleichsrohr;
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Fig. 3 ist ein vergrößerter Schnitt entlang der Linie III-III in Fig.
2, bei dem das Ausgleichsrohr weggelassen wurde;
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Fig. 4 ist eine perspektivische Teildarstellung und zeigt ein
Rohrverbindungsstück, bevor es an dem Abgaberohr befestigt
wird;
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Fig. 5 ist ein vergrößerter Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4;
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Fig. 6 bis 10 zeigen einen rohrförmigen Körper mit einem
Rohrverbindungsstück als weitere Ausführungsform der Erfindung, wie
es bei jedem Kopfstück eines Kondensators für eine
Kraftfahrzeug-Klimaanlage verwendet wird;
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Fig. 6 ist eine perspektivische Darstellung und zeigt einen
Kondensator in seiner Gesamtheit;
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Fig. 7 ist eine perspektivische Teildarstellung und zeigt in einem
vergrößerten Maßstab das Rohrverbindungsstück, wie es an
dem Auslaßkopfstück befestigt ist; und
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Fig. 8 bis 10 sind Darstellungen, die schrittweise ein Verfahren zur
Herstellung des Auslaßkopfstückes zeigen.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In allen Darstellungen sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen.
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Fig. 1 bis 5 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung zur Verwendung in
einem Verdampfer einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage zur Verbindung eines
Ausgleichsrohres, das sich von einem Entspannungsventil an einer
Zufuhrleitung des Wärmemediums des Verdampfers erstreckt, mit dessen Abgaberohr
für das Wärmemedium. Gemäß Fig. 1, die den Verdampfer in seiner
Gesamtheit zeigt, umfaßt der Verdampfer ein zickzackförmiges flaches Rohr 2,
beispielsweise ein Aluminium-Extrudat, gewellte Rippen 3, beispielsweise aus
Aluminium, die zwischen den benachbarten geraden Rohrbereichen 2a des
flachen Rohres 2 angeordnet sind, ein Einlaßkopfstück 4, das beispielsweise
aus Aluminium hergestellt ist und mit dem Ende des flachen Rohres 2
verbunden ist, ein Auslaßkopfstück 5, das beispielsweise aus Aluminium
hergestellt ist und mit dem das andere Ende des flachen Rohres 2 verbunden ist,
das Zuleitungsrohr für ein Wärmemedium 6, das beispielsweise aus
Aluminium hergestellt ist und mit dem Einlaßkopfstück 4 verbunden ist, und das
Abgaberohr 7 für ein Wärmemedium 6, das beispielsweise aus Aluminium
hergestellt ist und mit dem Auslaßkopfstück 5 verbunden ist. Das
Entspannungsventil 8 ist an einem Mittelbereich des Zuleitungsrohres 6 montiert und mit
ihm ist das Ausgleichsrohr 9 verbunden, das beispielsweise aus Aluminium
hergestellt ist. Das andere Ende des Ausgleichsrohres 9 ist über eine
Rohrverbindung 10 mit der Umfangswand des Abgaberohres 7 des Verdampfers 1
verbunden.
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Wie detailliert in Fig. 2 und 3 gezeigt, umfaßt die Rohrverbindung ein
Rohrverbindungsstück 11, das beispielsweise aus Aluminium hergestellt wird und
mit der Umfangswand 7a des Abgaberohres für das Wärmemedium 7
verbunden ist, wobei es mit dessen Inneren im Verbindung steht, und eine
Hutmutter 12, die beispielsweise aus Aluminium besteht und drehbar mit dem oben
erwähnten anderen Ende des Ausgleichsrohres 9 vetunden ist. Das
Verbindungsstück 11, das an dem Abgaberohr 7 angebracht ist, ist einstückig mit
einem nach außen gerichteten Flansch 11a im Mittelbereich seiner Länge
ausgebildet und besitzt einen äußeren Rand, der im Querschnitt sechseckig
ist. Das Verbindungsstück 11 weist einen rohrförmigen Bereich 11b auf, der
sich von dem Flansch 11a aufwärts erstreckt und von außen mit einem
Gewinde 13 versehen ist, und einen rohrförmigen Bereich 11c, der sich von
dem Flansch 11a abwärts erstreckt. Der rohrförmige Bereich 11c weist ein
unteres Ende auf, das in eine Bohrung 14 eingefügt ist. Das
Verbindungsstück 11 wird mit der Umfangswand 7a des Abgaberohres 7 verbunden,
wobei
ein Lötring 15 um den unteren rohrförmigen Bereich 11c herum
angebracht ist und außerhalb des Abgaberohres 7 postioniert ist. Um den
rohrförmigen Bereich 11c herum ist das Lötmaterial 15b in einer Bohrung 14 und
auch in der Bohrung des Ringes 15 angebracht. Die Hutmutter 12, die
drehbar mit dem Ende des Ausgleichsrohres 9 verbunden ist, wird auf das
Außengewinde 13 des rohrförmigen Bereiches 11b des Verbindungsstückes 11
aufgeschraubt, wodurch das Ausgleichsrohr 9 mit der Umfangswand 7a des
Abgaberohres 7 verbunden wird.
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Das Rohrverbindungsstück 11 wird an der Umfangswand 7a des Abgaberohrs
für das Wärmemedium 7 in der folgenden Art und Weise befestigt.
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Wie in Fig. 4 und 5 gezeigt, wird der Lötring 15 um den rohrförmigen
Bereich 11c des Verbindungsstückes 11 herum befestigt, wobei er sich abwärts
von seinem äußeren Flansch 11a erstreckt. Der Lötring 15 wird
beispielsweise durch Stanzen eines Aluminium-Lötbleches hergestellt und umfaßt einen
Kern 15a und eine Beschichtung eines Lötmaterials 15b, welches jeweils über
den entgegengesetzten Oberflächen des Kerns angebracht ist. Die obere
Fläche des Ringes ist eine ebene Fläche 16, die mit dem nach außen
gerichteten Flansch 11c in engen Kontakt treten kann, und die untere Fläche des
Ringes ist eine nach innen gekrümmte Teilzylinderfläche 17, die mit der
äußeren Fläche des Abgaberohres der Umfangswand in engen Kontakt treten
kann. Jedes der entgegengesetzten Enden der zylindrischen Fläche 17,
bezogen auf die Umfangsrichtung, ist leicht von der äußeren Fläche der
Umfangswand 7a radial nach außen von dem Rohr 7 entfernt, wie bei 18 gezeigt.
Dieser Bereich 18 dient zur Bildung eines Zwischenraumes zwischen der
zylindrischen Fläche 17 und der äußeren Fläche der Umfangswand 7a zur
Unterbringung des Lötmaterials (siehe Fig. 3). Wenn der rohrförmige Bereich
11c des Verbindungsstückes 11 in die Bohrung 14 eingefügt ist, die in der
Umfangswand 7a angebracht ist, wird die entstehende Anordnung erwärmt,
um den Lötring 15 mit dem nach außen gerichteten Flansch 11a des
Verbindungsstückes 11 zu verbinden und mit der äußeren Fläche der Umfangswand
7a des Abgaberohrs 7 zu verlöten, wodurch das Rohrverbindungsstück 11 an
dem Abgaberohr 7 befestigt wird.
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Das Rohrverbindungsstück 11 wird auf diesem Wege gleichzeitig mit dem
Abgaberohr für das Wärmemedium 7 durch den Lötring 15 verbunden, wenn
der Verdampfer 1 durch Montieren des zickzackförmigen flachen Rohres 2,
der gewellten Rippen 3, der Einlaßkopfstücke 4, der Auslaßkopfstücke 5, des
Zuleitungsrohres 6 für das Wärmemedium und des Abgaberohres 7 für das
Wärmemedium hergestellt wird. Nachdem alle Komponenten montiert
worden sind, werden die zusammengesetzten Bauteile gemeinsam in einem
Vakuum gelötet. wodurch der nach außen gerichtete Flansch 11a des
Verbindungsstücks 11 an der äußeren Fläche der Umfangswand 7a des
Abgaberohres 7 mit dem Lötring 15 verlötet wird.
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Fig. 6 bis 10 zeigen einen rohrförmigen Körper mit einem
Rohrverbindungsstück als eine andere Ausführungsform der Erfindung, wie es bei jedem
Kopfstück eines Kondensators für Kraftfahrzeug-Klimaanlagen verwendet wird.
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Gemäß Fig. 6, die den Kondensator 20 in seiner Gesamtheit zeigt, umfaßt der
Kondensator 20 eine Anzahl flacher Rohre 21, die beispielsweise aus
Aluminium hergestellt sind, die sich horizontal erstrecken und eines über dem
anderen in vorbestimmten Abständen angeordnet sind, ein Einlaßkopfstück 22
und ein Auslaßkopfstück 23, die jeweils die Form eines Rohres mit
kreisförmigem Querschnitt haben und mit denen die jeweiligen Enden der Rohre 21
verbunden sind, und gewellte Rippen 24, die beispielsweise aus Aluminium
hergestellt und zwischen den benachbarten flachen Rohren 21 angeordnet
sind. Das selbe Rohrverbindungsstück 11, wie in der ersten Ausführungsform,
wird mit jedem der Einlaßkopfstücke 22 und der Auslaßkopfstücke 23
verbunden. Das Zuleitungsrohr für ein Wärmemedium (nicht gezeigt) wird mit
dem Einlaßkopfstück 22 und dem an diesem befindlichen Verbindungsstück
11 verbunden. Ein Abgaberohr für ein Wärmemedium (nicht gezeigt) wird
mit dem Auslaßkopfstück 23 durch ein an diesem befindliches
Verbindungsstückes 21 verbunden. Das Einlaßkopfstück 22 und das Auslaßkopfstück 23
weisen die selbe Bauart auf, so daß das Auslaßkopfstück 23 beschrieben
werden soll. Wie in Fig. 7 gezeigt, wird das Auslaßkopfstück aus einem Blech 25
hergestellt, das beispielsweise aus einem Aluminium-Lötblech besteht, das
einen Kern 25a und eine Beschichtung aus Lötmaterial 25b umfaßt, die sich
über den entgegengesetzten Oberflächen des Kernes befindet, durch
Verformung der Platte 25 in ein Rohr mit kreisförmigem Querschnitt durch
Pressen, wodurch die gegenüberliegenden Kanten gegeneinanderliegen. und die
sich stoßenden Kanten werden verbunden. In dem Kopfstück 23 ist quer zur
Stoßverbindung eine Bohrung 26 ausgebildet. In der selben Art und Weise wie
in der ersten Ausführungsform ist das Rohrverbindungsstück 11 an der
äußeren Fläche der Umfangswand 23a des Auslaßkopfstückes 23 durch einen
Lötring 15 verlötet.
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Das Herstellungsverfahren des Auslaßkopfstückes 23 soll genauer unter
Bezugnahme auf Fig. 8 bis 10 beschrieben werden. Das Auslaßkopfstück 23 wird
gleichzeitig mit der Montage des flachen Rohres 21 und der gewellten
Rippen 24 hergestellt, bei gleichzeitiger Herstellung des Einlaßkopfstückes 22
zur Fertigung des Kondensators 20. Zuerst wird eine Platte 25 hergestellt,
die aus einem Aluminium-Lötblech besteht, das einen Kern 25a und eine
Lötmaterialschicht 25b umfaßt, die jeweils die gegenüberliegenden Oberflächen
des Kerns 25a bedecken, und halbkreisförmige Ausschnitte 30 werden in
den jeweils gegenüberliegenden Seitenkanten der Platte an der selben Stelle
in Bezug auf die Längsrichtung der Platte ausgebildet. Als nächstes werden
die Seitenkanten der Platte 25 mit einem Hammer oder einer Presse in
Richtung ihrer Dicke geschlagen. Eine der Seitenkanten wird somit auf der
oberen Fläche der Platte und die andere Seitenkante auf der unteren Fläche
gehämmert oder gepreßt, wodurch eine abwärts geneigte Stirnfläche 27 an
der oben erwähnten einen Seitenkante und eine aufwärts abgeschrägte
Stirnfläche 28 an der anderen Seitenkante ausgebildet wird, wie in Fig. 8 gezeigt
ist. Beide geneigten Stirnflächen 27,28 werden mit einer Lötmaterialschicht
25b bedeckt. Die so mit den schrägen Stirnflächen 27, 28 ausgebildete Platte
25 wird sodann gepreßt, zur Bildung eines halbkreisförmigen Bereiches 31,
waagerechte Bereiche 32 entlang den jeweiligen Seitenkanten, und einer
Anzahl von Schlitzen 29 im Boden des halbkreisförmigen Bereichs zum
Einfügen der jeweiligen flachen Rohre 21, wobei sich die Schlitze 29 quer zur
Platte 25 erstrecken und in Längsrichtung der Platte in vorbestimmten
Abständen liegen (siehe Fig. 9). Die ganze Platte 25 wird dann noch einmal
gepreßt, und dadurch wird eine rohrähnliche Form mit einem kreisförmigen
Querschnitt gebildet, wie in Fig. 10 gezeigt ist, mit einem schmalen
Zwischenraum zwischen den schrägen Stirnflächen 27 und 28 der
gegenüberliegenden Kante, wie in Fig. 10 gezeigt ist. Die Länge der Schlitze 29 ist
geringfügig kleiner als die Breite der flachen Rohre 21. Die flachen Rohre 21
werden, jedes an seinem Ende, in die Schlitze 29 gedrückt. Nachdem die
Rohrenden in die Schlitze 29 gedrückt sind, werden die schrägen
gegenüberliegenden Kanten 27, 28 in engen Kontakt gebracht, und die Ausschnitte 30
erzeugen eine Öffnung 26. Auf diese Weise wird ein rohrähnlicher Körper 33
ausgebildet, der einen kreisförmigen Querschnitt und eine äußere
Umfangswand der selben Krümmung aufweist, wie die nach Innen gekrümmte
Teilzylinderfläche eines Lötrings 15. Dann werden gewellte Aluminiumrippen 25
zwischen den benachbarten flachen Rohren 21 angeordnet. Der rohrförmige
Bereich 11c eines Rohrverbindungsstücks 11, um den ein Lötring 15
angeordnet ist, wird weiterhin in die Bohrung 26 eingefügt, und die flache
Oberfläche 16 des Ringes 15 wird in engen Kontakt mit dem nach außen
gerichteten Flansch 11a des Verbindungsstücks 11 und die zylindrische Oberfläche
17 wird in engen Kontakt mit der äußeren Oberfläche des rohrförmigen
Körpers 33 gebracht. Die Anordnung wird dann insgesamt in einem Vakuum
gelötet. Folglich werden die schrägen Stirnflächen 27,28 des rohrförmigen
Körpers 33 miteinander verlötet und bilden ein Auslaßkopfstück 23, und der
Lötring 15 wird mit dem nach außen gerichteten Flansch 11a des
Verbindungsstücks 11 und mit der äußeren Fläche des Auslaßkopfstückes 23 durch
löten verbunden, wodurch das Verbindungsstück 11 an dem Auslaßkopfstück
23 angebracht wird.