DE69911342T2 - Kondensator für klimaanlage mit sammler montiert an halterung - Google Patents
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Description
- Die Erfindung betrifft einen Kondensator, der geeignet ist, Teil eines Fluidkreislaufs, insbesondere für ein Kühlfluid in einer Klimaanlage für den Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs, zu sein, mit einem Sammelkasten und einem länglichen Zwischenspeicher für die Behandlung und/oder Sammlung des Fluids, das abnehmbar an einem Sockelelement befestigt ist, das mit dem Sammelkasten fest verbunden ist und von zwei Verbindungsleitungen für die Übertragung von Fluid von dem Sammelkasten zu dem Speicher und umgekehrt durchquert wird.
- Bei einem derartigen Kondensator, wie er allgemein bekannt ist, kann der Zwischenspeicher alle oder einen Teil der folgenden Funktionen wahrnehmen: Filtrierung und/oder Entfeuchtung des Kühlfluids, Kompensierung von dessen Volumenschwankungen, Trennung der flüssigen und gasförmigen Phase. Seine Zwischenposition, das heißt seine Positionierung zwischen einem stromaufwärtigen Teil und einem stromabwärtigen Teil des Kondensators, gestattet es, in dessen Teil, der stromabwärts von dem Speicher liegt, nur Fluid im flüssigen Zustand fließen zu lassen, das auf diese Weise unter die Gleichgewichtstemperatur Flüssigkeit/Gas unterkühlt wird, wodurch die Leistungen des Kondensators verbessert und diese relativ unabhängig von der in dem Kreislauf enthaltene Fluidmenge gemacht wird.
- Die EP-A-0480330 beschreibt bei einem Kondensator zur Klimatisierung eines Fahrzeugs einen Zwischenspeicher, der auf abnehmbare Weise an einem mit dem Sammelkasten einstückigen Sockelelement befestigt ist, das von den zwei Verbindungsleitungen durchquert wird.
- Aufgabe der Erfindung ist es, die Montage des Kondensators zu vereinfachen, indem man das Sockelelement zumindest eine zusätzliche Rolle hinsichtlich der Fluidverbindungen und der mechanischen Verbindungen spielen lässt.
- Erfindung zielt insbesondere auf einen Kondensator der in der Einleitung beschriebenen Art und sieht vor, dass das Sockelelement Mittel zur Herstellung einer Fluidverbindung zwischen diesem und dem Rest des Kreislaufs umfasst.
- Ergänzenden oder alternative, optionale Merkmale der Erfindung, sind im folgenden genannt:
- – Die Mittel zur Herstellung einer Fluidverbindung umfassen eine Anschlussleitung, die das Sockelelement durchquert.
- – Die Anschlussleitung steht über ein erstes ihrer Enden direkt mit dem Sammelkasten in Verbindung.
- – Das zweite Ende der Anschlussleitung bildet den Ausgang des Kondensators.
- – Das erste Ende der Anschlussleitung ist im Wesentlichen zu den jeweiligen Enden der Verbindungsleitungen, die mit dem Sammelkasten in Verbindung stehen, in der Längsrichtung dieses letzteren ausgerichtet.
- – Die Anschlussleitung steht mit dem Sammelkasten in den Nähe von dessen unterem Ende in Verbindung.
- – Das Sockelelement umfasst zudem Mittel zur Befestigung des Kondensators.
- – Die Mittel zur Befestigung des Kondensators umfassen einen Montagezapfen, der geeignet ist, in einen passenden Hohlraum einzutreten, um zur Befestigung des Kondensators an einem Träger beizutragen.
- – Der Montagezapfen ist relativ zum Sockelelement zur gegenüberliegenden Seite des Speichers gerichtet.
- – Der Montagezapfen ist zur Unterseite des Kondensators gerichtet.
- – Der Montagezapfen ist im Wesentlichen längs einer Achse angeordnet, die zu derjenigen des Speichers parallel ist.
- – Der Kondensator umfasst ein Bündel, das mehrere Rohre umfasst, die zueinander parallel und senkrecht zu der Längsrichtung des Sammelkastens liegen und die jeweils mit diesem letzteren an einem seiner Enden in Verbindung stehen, wobei das Bündel einen zweiten Montagezapfen trägt, der relativ zu demjenigen des Sockelelements in der Längsrichtung der Rohre versetzt ist.
- – Der Speicher ist in der Nähe eines ersten seiner Enden mit einem axialen Gewinde versehen, das zu seiner Befestigung mit dem Sockelelement zusammenwirkt, wobei die Verbindungsleitungen sich in diesem bis gegenüber dem ersten Ende erstrecken.
- – Der Speicher weist einen axialen Rohransatz für den Durchtritt von Fluid auf, der an seinem ersten Ende vorspringt, um an das Innere des Sockelelements an einer ersten der Verbindungsleitungen angeschlossen zu sein.
- – Der Speicher weist an seinem ersten Ende Öffnungen zum Durchtritt von Fluid auf, die den axialen Rohransatz umgeben und mit der zweiten der Verbindungsleitungen in Verbindung stehen.
- – Die erste Leitung erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht zu der Längsrichtung des Speichers.
- – Die zweite Leitung liegt relativ zur Längsrichtung des Speichers schräg und verläuft von der ersten Leitung weg in Richtung des Sammelkastens.
- – Die erste und zweite Leitung sind stromabwärts beziehungsweise stromaufwärts von dem Speicher angeordnet.
- – Das Sockelelement ist auf die Außenfläche einer rohrförmigen, den Sammelkasten begrenzenden Wand gelötet.
- – Die Verbindungsleitungen verlaufen im Wesentlichen tangential zu der rohrförmigen Wand und münden seitlich durch diese hindurch.
- Die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung ausführlicher dargelegt werden, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt, in denen identische oder analoge Elemente in allen Figuren durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. In diesen Zeichnungen sind:
- die
1 ,2 und3 eine Vorder-, Seiten- und Draufsicht eines erfindungsgemäßen Kondensators; - die
4 ein Schema eines den Kondensator enthaltenden Kühlfluidkreislaufs; - die
5 eine axiale Schnittansicht des Speichers; - die
6 bis8 Aufrissansichten des Sockelelements; - die
9 und10 Perspektivansichten des Sockelelements; - die
11 eine Draufsicht des Sockelelements; - die
12 ,13 und14 zu den1 bis3 analoge Ansichten, die eine zweite Ausführungsform des Kondensators betreffen; - die
15 und16 sind Aufrissansichten des Sockelelements bei der zweiten Ausführungsform; - die
17 und18 sind Perspektivansichten des Sockelelements; und - die
19 ist eine Draufsicht des Sockelelements. -
4 ist ein Schema eines Kühlfluidkreislaufs, der Teil einer Klimatisierungsvorrichtung für den Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs ist. Dieser Kreislauf umfasst bekanntlicher Weise einen Kompressor1 , eine Einheit2 , die im folgenden mit dem Namen Kondensator bezeichnet wird, einen Druckminderer3 und einen Verdampfer4 . Den Kondensator2 umfasst einen stromabwärigen Abschnitt2a , in dem das Kühlfluid Wärme an einen Luftstrom abgibt, um zu kondensieren, nachdem es gegebenenfalls von einer oberen Eintrittstemperatur auf die Gleichgewichtstemperatur Flüssigkeit/Gas "überhitzt" wurde. Dem Abschnitt2a folgt ein Zwischenspeicher2b , dann ein stromabwärtiger Abschnitt2c , in dem das Fluid durch Wärmeaustausch mit dem Luftstrom unterkühlt wird. - Ein Ausführungsbeispiel des Kondensators
2 ist in den1 bis3 in seiner allgemeinen Struktur gezeigt. Es umfasst zwei in vertikaler Richtung längliche Sammelkästen3 ,4 , die voneinander in horizontaler Richtung beabstandet sind und untereinander durch eine Vielzahl von horizontalen Fluidumlaufrohren5 verbunden sind. Jeder Sammelkasten ist durch horizontale Trennwände6 so in unterschiedliche Kammern unterteilt, so dass das Fluid in den Rohren5 von der oberen Kammer des Kastens4 aus, die mit einem Eintrittsrohransatz7 in Verbindung steht, bis zur unteren Kammer des Kastens3 abwechselnd von einer Kammer des Kastens3 in eine Kammer des Kastens4 und umgekehrt strömt. - Eine der Zwischentrennwände des Sammelkastens
3 , die mit dem Bezugszeichen6-1 bezeichnet ist, trennt die eine von der anderen der Kammern9-1 und9-2 , die jeweils über und unter der Trennwand6-1 liegen und die untereinander ausschließlich über den Speicher2b in Verbindung stehen, der in vertikaler Richtung länglich ist und sich längs des Kastens3 erstreckt. Die Kammer9-2 ist ihrerseits durch eine Trennwand6-2 von der unteren Kammer des Kastens getrennt, die durch das Bezugszeichen9-3 bezeichnet ist. - Wie insbesondere in
5 zu sehen ist, umfasst der Speicher2b ein Gehäuse, das von einem zylindrischen Körper11 gebildet wird, der den größeren Teil seiner Höhe einnimmt, und einem verkürzten Hals12 , der an seinem unteren Teil angeordnet ist. Der Hals12 weist seinerseits einen Bereich13 auf, der mit einem Außengewinde versehen ist und unter diesem mit einem Gewinde versehenen Bereich einen Bereich14 von kleinerem Durchmesser, in den zwei Nuten in Umfangsrichtung für die Aufnahme zweier ringförmiger Dichtungen15 eingeschnitten sind. An seinem unteren Ende weist der Speicher2b eine querliegende Abschlusswand16 auf, die einerseits von einem axialen Rohransatz17 durchquert wird, der im Inneren des Speichers nach oben und außerhalb von ihm nach unten vorspringt, und andererseits von Öffnungen18 , die den Rohransatz17 umgeben. Der Rohransatz17 erstreckt sich nach oben bis zu einer perforierten Zwischentrennwand19 , die er durchquert, um in ein freies Volumen20 zu münden, das zwischen der Trennwand19 und dem geschlossenen oberen Ende des Speichers liegt und sich über den Grossteil von dessen Höhe erstreckt. Zwei für das Fluid durchlässige Scheiben21 ,22 , die den Rohransatz17 umgeben und jeweils nach oben an der Trennwand19 beziehungsweise nach unten an einer Schulter anliegen, die die Bereiche13 und14 umgibt, begrenzen zwischen sich ein ringförmiges Behandlungsvolumen23 , das mit Teilchen24 gefüllt ist, die das Fluid filtern und/oder dehydrieren können. - Der Speicher
2b steht mit dem Sammelkasten3 über ein Sockelelement30 , das ausführlich in den6 bis10 dargestellt ist, in mechanischer Verbindung und in Fluidverbindung. Dieses Sockelelement ist vorzugsweise ein aus einer Aliminiumlegierung geformtes Werkstück, das eine sich im Wesentlichen um eine vertikale Achse32 drehende Wand31 definiert, die eine nach oben offene Aufnahme33 für den Hals des Speichers2b begrenzt. Die Seitenfläche der Aufnahme33 weist in einem oberen Bereich ein Innengewinde34 auf, das mit dem Gewinde13 des Speichers zusammenwirkt, so dass dieser letztere ebenso die Achse32 als Achse aufweist. Ein mittlerer zylindrischer Bereich35 wirkt mit den Dichtungen15 zusammen und ein unterer zylindrischer Bereich36 umgibt den Rohransatz17 und begrenzt mit diesem, dessen freies Ende an einem am Boden der Aufnahme33 vorgesehenen Sitz37 anliegt, einen ringförmigen Raum. - An der Wand
31 schließt außen eine dünne Wandung39 an, die sich im Wesentlichen entlang einer Ebene erstreckt, die durch die Achse32 verläuft. Diese dünne Wandung weist beiderseits dieser Ebene Verdickungen40 auf, die die Unterbringung von zwei länglichen, zu dieser Ebene parallelen Leitungen41 ,42 gestatten. Bei einem Zwischenschritt der Herstellung dieses Sockelelements mündet die Leitung41 mit ihren zwei Enden in der Aufnahme33 auf Höhe des vorgenannten ringförmigen Raums beziehungsweise in dem freien Rand der dünnen Wandung39 und ist vom einen zum anderen nach oben geneigt. Die Leitung42 erstreckt sich vom freien Rand der dünnen Wandung ab horizontal bis unter die Aufnahme33 , wo sie nach oben umbiegt, um an deren Boden ins Innere des ringförmigen Sitzes37 zu münden. Bei dem vollendeten Sockelelement verstopfen nicht dargestellte, verlötete Stopfen auf dichte Weise die freien Enden der Leitungen41 ,42 , und diese münden ausschließlich durch Durchgänge45 ,46 nach außen, die in seitlichen Wulsten47 ,48 angelegt sind, die auf den Verdickungen40 ausgebildet sind. - Ein am unteren Ende der dünnen Wandung
39 ausgebildeter Wulst50 erstreckt sich auf beiden Seiten von deren Ebene. Der Wulst50 wird von einer Leitung51 durchquert. Die Wulste47 ,48 ,50 bilden um die Enden der Durchgänge45 und46 und der zum Sammelkasten3 gerichteten Leitung51 , zylindrische, rohrförmige Ansätze52 ,53 ,54 , die wechselseitig in Richtung der Achse32 ausgerichtet sind. - Das Sockelelement
30 ist an dem Sammelkasten3 durch Verlöten der Wulste47 ,48 ,50 an der Außenfläche der rohrförmigen Wand aus Aluminiumblech des Kastens bei der Montage des Kondensators durch Löten befestigt. Die Durchgänge45 und46 und die Leitung51 stehen mit den Kammern9-1 ,9-2 beziehungsweise9-3 des Kastens über Löcher in Verbindung, die in der rohrförmigen Wand vorgesehen sind und in die die Ansätze52 bis54 eingreifen. - Das durch den Rohransatz
7 in die obere Kammer des Sammelkastens4 eindringende Fluid durchläuft eine erste Gruppe von Rohren entlang des Pfeils F1, um die obere Kammer des Kastens3 zu erreichen, und dann zwei weitere Gruppen von Rohren entlang der Pfeile F2 und3 , um in die Zwischenkammer des Kastens4 und in die Kammer9-1 des Kastens3 weiter zu strömen. Das so in die Kammer9-1 gelangende, kondensierte Fluid strömt von dieser durch den Durchgang45 und die geneigte Leitung41 in den ringförmigen Raum des Sockelelements und tritt dann durch die Öffnungen18 in den Speicher2b ein, der in das Sockelelement geschraubt ist. Es durchquert dann das Volumen23 , in dem es durch die Teilchen24 getrocknet und gefiltert wird, und sammelt sich in dem Volumen20 an, wo sich die restliche Gasphase gegebenfalls im oberen Bereich ansammelt. Das Fluid verlässt das Volumen20 in ausschließlich flüssigem Zustand durch den Rohransatz17 und erreicht die Kammer9-2 des Sammelkastens3 durch die horizontale Leitung42 und den Durchgang46 . Die Rohre5 und die Kammern der Kästen3 und4 , die höher als die Trennwand6-1 liegen, einschließlich der Kammer9-1 , bilden daher den stromabwärtigen Abschnitt2a des Kondensators, während die Rohre und die Kammern, die weiter unten liegen als diese Trennwand, einschliesslich der Kammer9-2 , den stromabwärtigen Abschnitt2c bilden. Das Fluid tritt von der Kammer9-2 entlang des Pfeils F4 in die untere Kammer des Sammelkastens4 und wird dann entlang des Pfeils F5 in die Kammer9-3 geleitet. Das Fluid verlässt diese letzte Kammer und den Kondensator durch die Leitung51 , wobei der Wulst50 die Rolle des Austrittsrohransatzes spielt und daher eine zusätzliches, angefügtes Rohr ersetzt. - Ein Halteflansch
55 verbindet mechanisch das obere Ende des Speichers2b mit demjenigen des Sammelkastens3 für eine stabilere Befestigung des Speichers. - Der Kondensator der
12 bis14 weist den gleichen allgemeinen Aufbau auf wie der bisher beschrieben, von dem er sich ein wenig durch bekannte Merkmale ohne Bezug zur Erfindung unterscheidet, die nicht ausführlicher beschrieben werden. Er unterscheidet sich davon ebenso durch sein Sockelelement, das ausführlich in den15 bis19 dargestellt ist. Dieses Sockelelement30 ist hinsichtlich seines Zusammenwirkens mit dem Speicher2b und der Verbindung zwischen diesem und den Kammern des Sammelkastens3 zu dem zuvor beschriebenen identisch. Es unterscheidet sich im Wesentlichen durch das Fehlen des Wulstes50 und der Leitung51 und das Vorhandensein eines Montagezapfens60 . Der Montagezapfen60 ist einem bekannten Montagezapfen61 ähnlich, der Teil eines unabhängigen Teils62 ist, das an dem unteren Rand des Rohrbündels5 in der Nähe des Sammelkastens4 befestigt ist. Wie der Zapfen61 , steht der Zapfen60 nach unten entlang einer vertikalen Achse von einer horizontalen Scheibe63 ab vor, wobei sein Querschnitt kleiner ist als die Fläche der Scheibe und zu seinem unteren Ende hin abnimmt. In dem dargestellten Beispiel ist die Achse des Zapfens60 relativ zu der Achse32 des Speichers in Richtung der Mittelebene des Rohrbündels5 versetzt. Die Scheibe63 ist an dem unteren Ende eines Querflügels angeordnet, der von der dünnen Wandung39 und einer Rippe64 gebildet wird, die sich auf beiden Seiten von ihr senkrecht zu ihrer Ebene erstrecken. Die Zapfen60 und61 sind dazu bestimmt, in passende Hohlräume eines Trägers einzutreten, der beispielsweise zu der Karosserie oder dem Rahmen eine Fahrzeugs gehört, um zur Befestigung des Kondensators2 beizutragen. Das Vorhandensein des Zapfens60 vermeidet es, ein zweites, dem Teil62 ähnliches Teil wie üblich an dem Bündel in der Nähe des Sammelkastens3 befestigen zu müssen. - Das Sockelelement des erfindungsgemäßen Kondensators kann natürlich Befestigungsmittel und/oder Fluidverbindungsmittel umfassen, die sich von den beispielhaft beschriebenen unterscheiden. Ebenso können Befestigungsmittel und Verbindungsmittel auf ein und demselben Sockelelement kombiniert werden.
Claims (20)
- Kondensator (
2 ), der geeignet ist, Teil eines Fluidkreislaufs, insbesondere für ein Kühlfluid in einer Klimaanlage für den Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs, zu sein, mit einem Sammelkasten (3 ) und einem länglichen Zwischenspeicher (2b ) für die Behandlung und/oder Sammlung des Fluids, das abnehmbar an einem Sockelelement (30 ) befestigt ist, das mit dem Sammelkasten fest verbunden ist und von zwei Verbindungsleitungen (41 ,42 ,45 ,46 ) für die Übertragung von Fluid von dem Sammelkasten zu dem Speicher und umgekehrt durchquert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Sockelelement Mittel (51 ) zur Herstellung einer Fluidverbindung zwischen dem Kondensator und dem Rest des Kreislaufs umfasst. - Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Herstellung einer Fluidverbindung eine Anschlussleitung (
51 ) umfassen, die das Sockelelement durchquert. - Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussleitung direkt über ein erstes (54) ihrer Enden mit dem Sammelkasten in Verbindung steht.
- Kondensator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ende der Anschlussleitung den Ausgang des Kondensators bildet.
- Kondensator nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ende (
54 ) der Anschlussleitung im Wesentlichen zu den jeweiligen Enden (52 ,53 ) der Verbindungsleitungen (41 ,42 ,45 ,46 ), die mit dem Sammelkasten in Verbindung stehen, in der Längsrichtung dieses Letzteren ausgerichtet ist. - Kondensator nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussleitung mit dem Sammelkasten in der Nähe von dessen unterem Ende in Verbindung steht.
- Kondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sockelelement zudem Mittel (
60 ) zur Befestigung des Kondensators umfasst. - Kondensator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Befestigung des Kondensators einen Montagezapfen (
60 ) umfassen, der geeignet ist, in einen passenden Hohlraum einzutreten, um zur Befestigung des Kondensators an einem Träger beizutragen. - Kondensator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagezapfen relativ zum Sockelelement zur gegenüberliegenden Seite des Speichers gerichtet ist.
- Kondensator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagezapfen zur Unterseite des Speichers gerichtet ist
- Kondensator nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagezapfen im Wesentlichen längs einer Achse angeordnet ist, die zu derjenigen (
32 ) des Speichers parallel ist. - Kondensator nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Bündel umfasst, das mehrere Rohre (
5 ) umfasst, die zueinander parallel und senkrecht zu der Längsrichtung des Sammelkastens liegen und die jeweils mit diesem Letzteren an einem seiner Enden in Verbindung stehen, wobei das Bündel einen zweiten Montagezapfen (61 ) trägt, der relativ zu demjenigen des Sockelelements in der Längsrichtung der Rohre versetzt ist. - Kondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher in der Nähe eines ersten (
16 ) seiner Enden mit einem axialen Gewinde (13 ) versehen ist, das zu seiner Befestigung mit dem Sockelelement zusammenwirkt, wobei die Verbindungsleitungen sich in diesem bis gegenüber dem ersten Ende erstrecken. - Kondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher einen axialen Rohransatz (
17 ) für den Durchtritt von Fluid aufweist, der an seinem ersten Ende (16 ) vorspringt, um an das Innere des Sockelelements an einer ersten (42 ,46 ) der Verbindungsleitungen angeschlossen zu sein. - Kondensator nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher an seinem ersten Ende (
16 ) Öffnungen (18 ) zum Durchtritt von Fluid aufweist, die den axialen Rohransatz umgeben und mit der zweiten (41 ) der Verbindungsleitungen in Verbindung stehen. - Kondensator nach einem der Ansprüche 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leitung (
42 ,46 ) sich im Wesentlichen senkrecht zu der Längsrichtung des Speichers erstreckt. - Kondensator nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Leitung (
41 ,45 ) relativ zur Längsrichtung des Speichers schräg liegt und von der ersten Leitung weg in Richtung des Sammelkastens verläuft. - Kondensator nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Leitung stromabwärts beziehungsweise stromaufwärts von dem Speicher angeordnet sind.
- Kondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sockelelement auf die Außenfläche einer rohrfömigen, den Sammelkasten begrenzenden Wand gelötet ist.
- Kondensator nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitungen im Wesentlichen tangential zu der rohrförmigen Wand verlaufen und seitlich durch diese hindurch münden.
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