EP0917638A1 - Verteil-/sammel-kasten eines mindestens zweiflutigen verdampfers einer kraftfahrzeugklimaanlage - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verteil-/Sammel-Kasten aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung eines mindestens zweiflutigen hartgelöteten Verdampfers einer Kraftfahrzeugklimaanlage, wobei der Kasten einen Rohrboden und einen Deckel (28), die sich mindestens in Richtung des schmalen Querschnitts zum Kasten ergänzen, und in seiner Längserstreckungsrichtung entsprechend der Anzahl der Fluten mindestens eine Längstrennwand aufweist, wobei mindestens eine stirnseitige Kastenwand von einem gesonderten Abschlußstück (62) gebildet ist, das dicht an jede angrenzende Längstrennwand anschließt, und mindestens eine Kastenwand mit dem Kältemittelzulauf (14) versehen ist. Nach der Erfindung ist vorgesehen, daß ein Einspritzventil (50) für das Kältemittel über eine Steck- oder Flanschverbindung (48) an das mit dem Kältemittelzulauf (14) versehene Abschlußstück (62) angesetzt ist, ein Einspritzventil mindestens teilweise in den Aufbau des Abschlußstückes (62) integriert ist und/oder mindestens ein Abschlußstück (62) zusammen mit einem Ansatzstück (90) in stirnseitiger Verlängerung des von den Wärmetauschrohren (2) des Verdampfers eingenommenen Raums auf der den Wärmetauschrohren (2) abgewandten Seite einen Anschlußraum (104) freiläßt.

Description

Verteil-/Sammel-Kasten eines mindestens zweiflutigen Verdampfers einer Kraftfahrzeugklimaanlage

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verteil- /Sammel-Kasten aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung eines mindestens zweiflutigen hartgelöteten Verdampfers einer Kraftfahrzeugklimaanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1. Ein derartiger Kasten ist aus der DE-Cl-195 15 526 (insbesondere Fig. 4) bekannt.

Unter dem Begriff Verteil-/Sammel-Kasten sollen die drei Anwendungsmöglichkeiten eines Kastens erfaßt werden, entweder bei geradzahliger Anzahl der Fluten nur an jeweils einem Ende der Wärmetauschrohre des Verdampfers mit Zuleit- und mit Ableitfunktion oder bei ungeradzahliger Anzahl von Fluten den eingangsseitigen und/oder den ausgangsseitigen Kasten zu betreffen und schließlich in beiden genannten Fällen als eingangsseitiger Kasten noch eine zusätzliche Verteilfunktion auf einzelne Wärmetauschrohre oder Gruppen von diesen erfüllen zu können.

Außerdem betrifft die Erfindung speziell die Bauweise eines solchen Kastens in mehrteiliger Ausführung mit einem Boden und mit einem Deckel, die jedoch anders als in der sonst üblichen Konstruktion mindestens an einer Stirnseite durch mindestens ein gesondertes Abschlußteil abgeschlossen sind. Der Kältemittelzulauf ist dabei an mindestens einer Kastenwand vorgesehen, in dem genannten bekannten Fall am Deckel des Kastens.

Die Ausbildung mindestens eines gesonderten Abschlußteils ermöglicht größere Freiheit bei der Gestaltung und insbesondere Herstellung von Rohrboden und Deckel aus einem lotbeschichteten Blech aus Aluminium oder einer Alumini- umlegierung, wenn der Rohrboden und der Deckel in Langserstreckungsrichtung zwischen den stirnseitigen Kastenwänden konstanten Außenquerschnitt haben und somit in Langserstreckungsrichtung auch einen konstanten Außenquerschnitt des Kastens ergeben, kann man die Vorfertigung von Rohrboden und Deckel invariant in bezug auf die Kastenlänge vornehmen, indem man von den vorgefertigten Längsprofilen von Deckel und Rohrboden bedarfsweise ablängt. Das ist schon von Interesse, wenn bei der Vorfertigung eine stirnseitige Kastenwand mit vorgefertigt wird, da man dann die Ablängung am anderen Ende vornehmen kann. Besonders interessant und materialsparend ist eine Vorfertigung als endloser Strang beliebiger Herstellungstechnologie, dessen Teile bei beliebiger Länge an beiden Stirnseiten durch Abschlußstücke ergänzt werden. Das gilt nicht etwa nur bei einer strangförmigen Extrusion, sondern gerade auch bei sonstiger Strangausbildung unbestimmter Länge, wie sie beispielsweise bei dem im Zusammenhang mit der Erfindung bevorzugten Rollen von Blechteilen entsteht. Das ermöglicht gerade auch die Verarbeitung von mit Lot vorbeschichteten Blechen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ausbildung eines Verteil-/Sammel-Kastens der erwähnten Bauart noch weiter in bezug auf Herstellung und Funktionsweise zu verbessern.

Diese Aufgabe wird bei einem Kasten mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch dessen kennzeichnenden Merkmale gelöst.

Das an einer Stirnseite des Kastens allein nur noch erforderliche Abschlußstück ist nunmehr ein Multifunktions- teil mit folgenden Funktionen: einziges stirnseitiges Abschlußteil im Gegensatz zu dem genannten Stand der Technik der DE-Cl-195 15 526, wo an einer Stirnseite des Kastens mehrere Abschlußstücke vorgesehen sind; Durchführung sowohl der Kältemittelzuleitung als auch des Kältemittelablaufs durch dieses eine stirnseitige Abschlußstück;

Weiterbildung als Verbindungsteil für die beiden außen und gegebenenfalls auch noch für eine innen weiterführende Leitung, letzteres im Falle eines nach innen ragenden Einspritzrohres, das als Direkteinspritzrohr dienen kann; damit verbundene Einsparung gesonderter Anschlußmittel. Wenn nicht im Wege einer sogenannten Direkteinspritzung das Kältemittel (vgl. DE-Al-195 15 527, insbesondere Fig. 6 und 7) innerhalb eines eingangsseitigen Kastens über entsprechend dimensionierte Drosseln den einzelnen Wärmetauschrohren zugeteilt wird, wird üblicherweise ein gesondertes, überwiegend jetzt als thermostatisch geregeltes Blockventil ausgebildetes Einspritzventil über eine Zuleitung mit dem Kältemittelzulauf des eingangsseitigen Kastens eines Verdampfers verbunden. Eine solche Zuleitung hat jedoch eigenen Material- und Raumbedarf, muß gesondert hergestellt und vorrätig gehalten werden und verursacht dann, wenn der Abstand zwischen Einspritzventil und Kasten relativ groß ist oder die Zuleitung gar gebogen verläuft, Entmischungseffekte zwischen flüssiger und gasförmiger Phase des dem Verdampfer zugeführten Kältemittels, was allgemein den Wirkungsgrad erniedrigt und im besonderen dann, wenn der Kasten noch eine Verteileinrichtung des Kältemittels auf einzelne Wärmetauschrohre oder Gruppen von diesen aufweist, Verteilungsstörungen in bezug auf die optimal gewünschte Kältemittelzuteilung mit konstantem Verhältnis von flüssiger und gasförmiger Pha-se.

Diese funktioneilen Schwierigkeiten sind nach der Lösungsidee der Erfindung gemäß Anspruch 1 behoben. Anspruch 1 sieht einen unmittelbaren Anschluß des Einspritzventils an das Abschlußstück vor, der so unmittelbar ist, daß keine Entmischungsstörungen der oben erläuterten Art mehr entstehen. Dabei können handelsübliche Einspritzventile und konventionelle Anschlußarten derselben Anwendung finden.

Darüber hinaus sind Herstellung und Bauart durch die Kombinierung von in beliebiger Länge abgelängten Längsprofilen beliebiger Herstellungstechnologie mit dem für verschiedene Längen verwendbaren vorgefertigten multi- funktionellen Abschlußstück vereinfacht.

Dabei kann weiterhin ein thermostatisch geregeltes Blockventil (vgl. Anspruch 2) den Betrieb des Verdampfers unter Messung der Temperatur und meist auch des Druckes des aus dem Verdampfer austretenden Kältemittels regeln, da sowohl der Kältemittelzulauf als auch der Kältemittelablauf durch dasselbe Abschlußteil hindurch verlaufen.

Wie schon angesprochen haben Zuleitungen zum Kältemittelzulauf des Verdampfers eigenen Raumbedarf, der gerade bei Kraftfahrzeugklimaanlagen kritisch ist. Die erfindungsgemäße Lösung nach Anspruch 4 spart einen gesonderten Einbauraum für die Zuleitung mindestens teilweise ein. Dieser Raumspareffekt kann auch auf ein dem Verdampfer vorgeschaltetes Einspritzventil im Sinne von Anspruch 5 ausgedehnt werden. Gerade dadurch wird auch die vorteilhafte Kombinationsmöglichkeit der Erfindungsidee nach Anspruch 6 mit der Erfindungsidee nach Anspruch 1 oder 2 deutlich.

Die übrigen Unteransprüche betreffen bevorzugte weitere Ausgestaltungen der Ausbildung nach Anspruch 4. Dabei betreffen die Ansprüche 12 und 13 Erzeugnisse in diesem Zusammenhang bisher nicht üblicher Herstellungstechniken der Abschlußstücke. Die Ausbildung des Abschlußstücks als Druck- bzw. Spritzgußteil gemäß den Ansprüchen 14 und 15 mit integrierter Einbeziehung einer Kammerunterteilung des Kastens und bevorzugt auch noch von Verteilkanälen führt den Integrationsgedanken des Anspruchs 4 dann noch konsequent weiter.

Gerade wenn das Abschlußstück nach Anspruch 12 ein Fließpreßteil ist oder nach Anspruch 13 als Druck- bzw. Spritzgußstück (im Rahmen der Erfindung synonym benutzt) ausgebildet ist, kann man in bevorzugter Weise den Rohrboden und/oder Deckel weiterhin in konventioneller Weise aus lotbeschichtetem Blech formen, wobei im Falle des hier Anwendung findenden Werkstoffs von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung das Hartlot nur auf dem vorbeschichteten Blech aufgebracht zu sein braucht.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schemati- scher Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Außenansicht eines als Verdampfer ausgebildeten aufrecht stehenden zweiflutigen Flachrohrwärmetauschers mit einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kastens;

Fig. 2 einen teilweisen Querschnitt einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kastens in einer vertikalen Ebene durch die Längsachse des Kastens;

Fig. 3 einen teilweisen Querschnitt entsprechend Fig. 2, jedoch mit einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kastens;

Fig. 4 einen Querschnitt entsprechend Fig. 3 längs des ganzen Kastens einer vierten Ausführungsform desselben; und

Fig. 5 eine Ansicht einer möglichen aus Druckguß gefertigten Fachunterteilung eines vierflutigen erfindungsgemäßen Kastens als fünfte Ausführungsform, die mit einem stirnseitigen Abschlußstück des Kastens integriert zwischen deren Rohrboden und dessen Deckel einsetzbar ist.

Die in den fünf Figuren dargestellten fünf Ausführungsformen von Verteil-/Sammelkästen 18, im folgenden kurz Kästen genannt, sind auf jeweils Flachrohrverdampfer des Kältemittelkreislaufs einer Kraftfahrzeugklimaanlage bezogen, und zwar in den Fig. 1 bis 4 in zweiflutiger Ausbildung und in Fig. 5 in vierflutiger Ausbildung.

Das schließt nicht aus, die dargestellten Merkmale sinngemäß auch auf Kästen von Verdampfern mit einer abweichenden Anzahl von Fluten zu übertragen, gegebenenfalls auch auf solche Verdampfer, die nicht mit Flachrohren ausgebildet sind.

Der Flachrohrverdampfer hat folgenden allgemeinen Aufbau:

Eine größere Anzahl von typischerweise zwanzig bis dreißig Flachrohren 2 wird mit konstanten gegenseitigen Abständen und miteinander fluchtenden Stirnseiten 4 angeordnet. Zwischen den Flachseiten 6 der Flachrohre wird jeweils eine Zickzacklamelle 8 sandwichartig eingeschachtelt. Ebenso wird je eine Zickzacklamelle 8 auch noch an den beiden Außenflächen 4 der außen liegenden Flachrohre angeordnet. Jedes Flachrohr weist innere Versteifungsstege auf, die im Flachrohr als durchgehende Kanäle wirkende Kammern 12 abteilen. Je nach Bautiefe ist eine Anzahl der Kammern 12 von zehn bis dreißig typisch.

Die angegebenen typischen Bereiche der Anzahl der Flachrohre und deren Kammern sind dabei nur vorzugsweise und nicht beschränkend gedacht.

In einer Kraftfahrzeugklimaanlage wird im fertigen Zustand die Blockanordnung aus den Flachrohren 2 sowie den Zickzacklamellen 8 durch Außenluft in Richtung des in Fig. 1 ersichtlichen Pfeiles 9 in Bautiefenrichtung als äußeres Wärmetauschmedium durchströmt.

Als inneres Wärmetauschmedium dient bei dem Verdampfer ein Kältemittel wie insbesondere Fluorkohlenwasserstoff, der in den Wärmetauscher über eine Zuleitung 14 eintritt und über eine Ausgangsleitung 16 aus dem Wärmetauscher wieder austritt. Die Zuleitung kommt im Kältemittelkreislauf von dessen Verflüssiger. Die Ausgangsleitung 16 führt zum Verdichter des Kältemittelkreislaufs.

Bei einem Verdampfer erfolgt die eingangsseitige Verteilung des Kältemittels von der Zuleitung 14 her auf die einzelnen Flachrohre zweckmäßig durch einen sogenannten Verteiler. Ausgangsseitig wird das Kältemittel gesammelt der Ausgangsleitung 16 zugeführt. Wenn man auch die Verteilung und die Sammlung gesonderten Kästen zuweisen kann, sind bei allen Ausführungsbeispielen beide Funktionen in dem gemeinsamen Kasten 18 vereint.

Dieser Kasten 18 ist dann an einer Stirnseite 4 der Flachrohre 2 angeordnet, während an der anderen Stirnseite 4 der Flachrohre 2 lediglich jeweils zwischen den Fluten eine Strömungsumkehr erfolgt, hier beispielsweise gemäß Fig. 1 in einem gemeinsamen Umlenksammler 22. Die beiden Fluten sind in der zweiflutigen Ausbildungsform gemäß Fig. 1 durch einen Versteifungssteg 10 des jeweiligen Flachrohres 2 zwischen benachbarten gegenläufig vom inneren Wärmetauschfluid beaufschlagten Kammern 12 voneinander getrennt.

Bei dem Grenzfall eines einflutigen Wärmetauschers würde der Umlenksammler 22 durch einen nicht dargestellten Ausgangssammler ersetzt sein.

Die Mehrflutigkeit bedeutet mindestens eine Strömungsumkehr im Bereich der von den Kammern 12 gebildeten einzelnen Kanäle in jedem Flachrohr 2. Bei Zweiflutigkeit braucht dann der Umlenksammler 22 keine weitere ZwischenkammerUnterteilung, sondern es muß lediglich die einmalige Umlenkfunktion gewährleistet sein. Im Falle einer Umlenkung mit mehr als zwei Fluten bedarf es jeweils mindestens einer Zwischenwand im Umlenksammler, so daß im Falle der Vierflutigkeit eine doppelte einfache Umlenkung im jeweiligen Umlenksammler 22 erfolgt. Bei einer noch höheren Flutenanzahl muß gegebenenfalls dann die Anzahl der Zwischenwände erhöht werden.

Der Kasten 18 ist ohne Beschränkung der Allgemeinheit bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen in Um- fangsrichtung grundsätzlich aus einem Rohrboden 26 und einem Deckel 28 zusammengesetzt, wobei gegebenenfalls weitere Teile zum Aufbau des Kastens 18 in Umfangsrichtung vorgesehen sein können.

Die dem Umlenksammler 22 abgewandten freien Enden der Flachrohre 2 greifen mit dem Innenraum des Kastens 18 kommunizierend dicht in den Rohrboden 26 ein, der dementsprechend gemäß Fig. 2 und Fig. 3 mit Eingriffsschlitzen 20 sowie gegebenenfalls inneren Eingriffsstutzen 21 und/oder äußeren Eingriffsstutzen versehen ist.

Da in dem Kasten 18 die Eingangsfunktion und die Ausgangsfunktion des Kältemittels vereint sind, benötigt der Kasten 18 mindestens eine zweikammerige Ausbildung, welche eine Eingangsseite von der Ausgangsseite abtrennt. Für diesen Zweck hat die allgemein mit 30 bezeichnete Kammerunterteilung mindestens einen Flachsteg in Gestalt eines Längssteges 32, welcher den mit der Zuleitung 14 kommunizierenden Eingangsbereich im Kasten 18 von einer längs des Kastens 18 durchgehenden Austrittskammer 34 abtrennt, die mit der Ausgangsleitung 16 kommuniziert. Der Kasten 18 wird auch als Sammler bezeichnet.

Bei einem Verdampfer bedarf es ferner einer möglichst gleichmäßigen Zuführung des eingangsseitigen Kältemittels zu allen Flachrohren 2. Im Grenzfall kann man jedem einzelnen Flachrohr 2 über einen sogenannten Verteiler das zugeführte Kältemittel gesondert zuführen. Meist erfolgt jedoch die Zuführung zu benachbarten Gruppen von Flachrohren 2, bei denen mindestens einige Gruppen eine höhere Flachrohranzahl als eins haben, wobei auch die Zahl der Flachrohre 2 pro Gruppe wechseln kann. Jeder Gruppe von Flachrohren wird dabei eine Eintrittskammer 36 zugeordnet, welche unmittelbar mit der betreffenden Gruppe der Flachrohre kommuniziert. Die Eintrittskammern 36 werden in der Kammerunterteilung 30 durch als Flachstege ausgebildete Querβtege 38 voneinander abgeteilt.

Bei dem zweiflutigen Verdampfer gehen die Querstege 38 rechtwinklig jeweils nur von einer Seite des Längssteges 32 ab.

Bei der in Fig. 5 vorausgesetzten Kammerunterteilung des Kastens eines vierflutigen Verdampfers ist außer dem Längssteg 32, der an die Austrittskammer 34 angrenzt, noch ein zu diesem paralleler weiterer Längssteg 40 vorgesehen. Dieser wird von den die Eintrittskammern 36 abteilenden Querstegen bis in Anschluß an den Längssteg 32 rechtwinklig gekreuzt. In der Verlängerung der Querstege 38 zwischen den beiden Längsstegen 32 und 40 wird zwischen diesen Längsstegen jeweils eine zur außenliegenden jeweiligen Eintrittskammer 36 angrenzende innere Umlenkkammer 42 zur Umlenkung der zweiten Flut in die dritte Flut innerhalb des Sammlers 18 abgeteilt.

Bei höheren Zahlen der Fluten, die durch den Sammler 18 mit Umlenkfunktion geführt werden, erhöht sich entsprechend die Anzahl der Längsstege mit der Funktion des Längssteges 40 sowie die Anzahl der inneren Umlenkkammern 42, die dann in Querrichtung des Sammlers jeweils innenliegend auch noch nebeneinander zwischen den Eintrittskammern 36 sowie der Austrittskammer 34 eingeschachtelt sind.

Die Zuleitung 14 kommuniziert mit den einzelnen Eintrittskammern 36 jeweils über eine im Kasten 18 verlaufende eigene Zuleitung 44, die bei den Ausführungsbeispielen unterschiedlich gestaltet ist.

Meist wird bei dem fertigen Wärmetauscher der Block aus Flachrohren 2 sowie Zickzacklamellen 8 seitlich durch je ein an der jeweils äußeren Zickzacklamelle anliegendes Seitenblech 46 abgeschlossen, so daß die Seitenbleche 46 einen äußeren Rahmen für die den Wärmetauscherblock anströmende Außenluft bilden.

Die Flachrohre 2, die Zickzacklamellen 8, der Rohrboden 26 und der Deckel 28 des Kastens 18 mitsamt der gegebenenfa1-1s vorgesehenen Kammerunterteilung 30 sowie die Seitenbleche 46 des Wärmetauschers bestehen, zweckmäßig ebenso wie die Zuleitung 14 und die Ausgangsleitung 16, aus Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung und werden einschließlich der im Verdampfer benachbarten Abschnitte der Leitungsverbindungen zum fertigen Verdampfer hartgelötet.

Ohne daß die Erfindung darauf beschränkt ist, wird in der Praxis jedenfalls bei Kältemittelverdampfern für Kraftfahrzeugklimaanlagen gemäß Fig. 1 die Zuleitung 14 und die Ausgangsleitung 16, die über entsprechende Anschlußstutzen in den Kasten 18 übergehen können, an zwei entsprechende Anschlußstutzen 48 eines thermostatisch geregelten Blockventils 50 (vgl. Fig. 2) angeschlossen. Dieses weist an der gegenüberliegenden Seite zwei weitere zu- leitungsseitige und ausgangsseitige Anschlußstutzen auf.

Im folgenden werden die verschiedenen Ausfüh- rungsbeispiele mehr im Detail betrachtet:

Bei den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 5 sind der Rohrboden 26 und mindestens der überwiegende Teil des Deckels 28 aus mit Lot vorbeschichtetem Blech gebildet. Der freie Rand des Deckels greift dabei mit mindestens einseitiger Überlappung - in Fig. 3 ist eine zweiseitige Überlappung 52 dargestellt - in den Rohrboden 26 ein.

Wie noch mehr im einzelnen aus Fig. 5 zu ersehen ist, besteht die Kammerunterteilung 30 bei den vierfluti- gen Verdampfern der Fig. 5 aus den beiden Längsstegen 32 und 40 sowie den diese kreuzenden Querstegen 38. Im Falle von Fig. 5 besteht die ganze Kammerunterteilung ferner aus einem integralen Druckguß- bzw. Spritzgußteil, wobei im Rahmen der Erfindung die Begriffe Druckguß und Spritzguß synonym verstanden werden. Dieses Druckgußteil wird im Falle von Fig. 5 zwischen den aus Blech geformten Deckel 28 und den Rohrboden 26 eingelegt.

Unter dem Begriff sich kreuzender Flachstege der Kammerunterteilung 30 soll dabei auch der Grenzfall nur einseitiger Kreuzung verstanden werden im Sinne des nur einseitigen rechtwinkligen Anschlusses der Querstege 38 an den Längssteg 32, was ja im Falle der zweiflutigen Verdampfer der Fig. 1 bis 4 die ganze Kammerunterteilung 30 ausmacht .

Wie aus Fig. 2 mindestens indirekt ersichtlich ist, hat der Kasten 18 in Erstreckungsrichtung der Flachrohre 2 gesehen zwei Niveaus. Im unteren Niveau sind alle erwähnten Eintrittskammern 36 in die Gruppen von Flachrohren 2 angeordnet. Im oberen Niveau verlaufen zusätzlich die eigenen Zuleitungen 44 zu den Kammern 36. Die Ausbildung beider Niveaus ist sogar in einem integralen Druckgußstück des Deckels 28 leicht möglich, weil in dem Druckgußstück die Eintrittskammern 36 zur dem Rohrboden 26 zugewandten Seite des Deckels hin offen sind und die eigenen Zuleitungen 44 zu den Eintrittskammern 36 auf der den Flachrohren 2 abgewandten Seite offen sind und gegenüber den Eintrittskammern 36 lediglich durch eine die beiden Niveaus voneinander trennende Zwischenwand getrennt sind, in welcher jeweils Austrittsöffnungen 60 aus den eigenen Zuleitungen 44 in die jeweils zugehörige Eintrittskammer 36 angeordnet sind. Die eigenen Zuleitungen 44 der Eintrittskammern 36 sind stromaufwärts gemeinsam von dem zu- laufseitigen Kältemittel über die Zuleitung 14 gespeist und jeweils an ihrem Ende abgeschlossen. Von der Zuleitung 14 aus, die stirnseitig am Kasten 18 angeordnet ist, werden die einzelnen zuleitungsseitigen Strömungsfäden am inneren Ende der Zuleitung 14 gleichmäßig auf die eigenen Zuleitungen 44 aufgeteilt. Die Eintrittsquerschnitte kann man dabei bedarfsweise an die Anforderungen des Verdampfers anpassen. Alle Austrittsöffnungen 60 sind auf einer Linie angeordnet, die die Einströmrichtung in die jeweilige zugehörige eigene Eintrittskammer 36 definiert.

Auch in das als Einsatzstück zwischen Deckel und Rohrboden bestimmte Druckgußstück gemäß Fig. 5 könnten die eigenen Zuleitungen 44 der Eintrittskammern 36 mitsamt den diese jeweils verbindenden Austrittsöffnungen 60 ingegral mit geformt sein. Alternativ kann jedoch auch ein eigenes Verteilrohr 54 zur Verteilung des zuleitungsseitigen inneren Wärmetauschfluids auf die einzelnen Eintrittskammern 36 vorgesehen sein, wie dies anhand der Fig. 2 bis 4 dargestellt ist.

Dieses mit der Zuleitung 14 eingangsseitig kommunizierende Verteilrohr hat einen an seinem anderen Ende stirnseitig abgeschlossenen Rohrmantel 56, in welchem jeweils eine Austrittsöffnung 60 zu den einzelnen eigenen Eintrittskammern zur jeweiligen Gruppe von hier jeweils vier Flachrohren ausgebildet ist. Auch bei dem Verteilrohr 54 erstrecken sich die Austrittsöffnungen 60 längs einer Geraden. Zur Veranschaulichung möglicher unterschiedlicher Ausrichtungen der Austrittsöffnungen 60 in bezug auf die Eintrittsquerschnitte der Flachrohre 2 sind in Fig. 2 und in Fig. 4 jeweils eine Ausrichtung der Austrittsöffnungen 60 in Richtung zum Rohrboden 26, jedoch nicht direkt, wie auch möglich, auf die Öffnung eines Flachrohres dargestellt. Als mögliche Alternative zeigt Fig. 3 die Ausrichtung der jeweiligen Austrittsöffnung 60 in die Eintrittskammer 36 in Richtung zum Deckel 28 des Kastens.

In Fig. 2 ist ferner bei 58 angedeutet, daß bei dem Verteilrohr 54 der betreffenden zweiten Ausführungsform der Rohrmantel 56 eine sternförmige Unterteilung aufweist, welche schraubenlinienförmig im Verteilrohr fortschreitende eigene Zuleitungen 44 im Rohrmantel 56 des Verteilrohrs 54 voneinander trennt, wobei an diese eigenen Zuleitungen 44 jeweils eine der Austrittsöffnungen 60 zur jeweiligen Eintrittskammer 36 angeschlossen ist. Wenn auch die Austrittsöffnungen hier wie bei allen anderen Ausführungsbeispielen noch für Einspritzungszwecke querschnittsmäßig angepaßt sein können, so erfolgt doch primär bei dieser vierten Ausführungsform die dosierte Zuführung des inneren Wärmetauschfluids über das schon erwähnte thermostatisch geregelte Blockventil 50.

Bei den Ausführungsformen der Fig. 3 und 4 hat das Verteilrohr 54 keine Unterteilung, welche eigene Zuleitungen im Verteilrohr zu den Eintrittskammern 36 abteilt, sondern wirkt im ganzen als ein das Blockventil 50 gemäß Fig. 2 ersetzendes rohrartiges Einspritzventil zur Direkteinspritzung des zuleitungsseitigen inneren Wärme- tauschfluids über die einzelnen Austrittsöffnungen 60 in die eigenen Eintrittskammern 36 der Gruppen von Flachroh- ren. Die Austrittsöffnungen 60 werden dabei zweckmäßig an die Verteilungsaufgabe an die in Längsrichtung des Verteilrohres 54 unter querschnittsmäßiger und gegebenenfalls auch geometrischer Optimierung angepaßt.

Der an seinem Umfang durch den Rohrboden 26 und den Deckel 28 definierte Kasten 18 hat in seiner Längsrichtung bis auf einige beschriebene Besonderheiten konstanten Außenquerschnitt und ist stirnseitig durch ein eingangsseitiges Abschlußstück 62 sowie ein weiteres Abschlußstück 64 an der anderen Stirnseite abgeschlossen, das ebenso wie der Rohrboden 26 bei der Ausführungsform der Fig. 4 aus lotbeschichtetem Blech bestehen kann und dann beispielsweise gemäß Fig. 4 zwischen Deckel 28 und Rohrboden 26 eingelötet wird oder in nicht dargestellter Weise über einen umgebogenen Anschlußkragen und eine einzulötende Nut-Feder-Verbindung verbunden ist. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 ist das zuleitungsferne Abschlußstück 64 integraler Bestandteil des die Kammerunterteilung 30 bildenden Druckgußstücks und dementsprechend mit den beiden Längsstegen 32 und 40 integral verbunden.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 ist ferner auch das zuleitungsseitige Abschlußstück 62 integraler Bestandteil des Druckgußstücks der Kammerunterteilung 30. Integral mit dem eingangsseitigen Abschlußstück 62 sind ferner auch als nach außen ragende Steckverbindungen unmittelbarer Anschlußstutzen 48 für ein thermostatisch geregeltes Blockventil 50 (vgl. Fig. 2) ausgebildet.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 weist das zuleitungsseitige Abschlußstück 64 einen in Längsrichtung des Kastens 18 ausgerichteten inneren Steckanschluß 70 für das mit diesem ausgerichtete innere Verteilrohr 54 auf, während dieses Verteilrohr im Falle der Ausführungsformen nach den Fig. 3 und 4 eine zentrale Öffnung 76 des Abschlußstücks 64 teilweise in eingesteckter Anordnung durchdringt und durch einen umgetulpten Haltekragen 74 an einer Außenstufe 78 zur zentralen Öffnung 76 zur Anlage kommt. Dabei kann gemäß Fig. 3 der in die zentrale Öffnung 76 eingesteckte Bereich des Verteilrohrs 54 von einem erweiterten Endabschnitt 72 desselben gebildet sein, der dann den Haltekragen 74 aufweist.

Wenn gemäß Fig. 3 und Fig. 4 wie geschildert das Verteilrohr 54 ein Direkteinspritzrohr ist, weist es zweckmäßig in Strömungsrichtung des inneren Wärme- tauschfluids vor der ersten Austrittsöffnung 60 ein eingesetztes Sieb 80 auf, das gemäß der zeichnerischen Darstellung trichterförmig spitz zulaufend in Strömungsrichtung in das Verteilrohr 54 hineinragt und gemäß Fig. 3 am stufenförmigen Übergang des erweiterten Endabschnitts 72 in das sonstige Verteilrohr 54 und gemäß Fig. 4 am Haltekragen 74 mit einem aufgeweiteten Trichterrand 82 gehalten ist.

Gemäß Fig. 3 und sinngemäß auch bei der gleichartigen Anordnung gemäß Fig. 4 greift ein die Zuleitung 14 bildendes Zuleitungsrohr 84 in die zentrale Öffnung 76 des eingangsseitigen Abschlußstückes 62 ein und ist dabei gegen den Haltekragen 74 des Verteilrohrs 54 durch einen 0- Ring 86 abgedichtet. Eine umlaufende Außensicke 88 des Zu- leitungsrohres 84 kann dabei zwischen der äußeren Stirnfläche des eingangsseitigen Abschlußstücks 62 und einem Flansch 91 am Kraftfahrzeug gehalten sein.

Gemäß Fig. 3 ist dabei ein mit dem Abschlußstück 62 integraler stirnseitiger Ansatz 90 in einer Aufkantung 92 mit Nutboden unter doppelseitigem Eingriff eingesteckt. Bei dieser Anordnung und bei der gemäß Fig. 4, wo der Ansatz 90 einen nach außen abgewinkelten Fuß 94 hat, kann der ganze Deckel 28 des Kastens mitsamt Verteilrohr 54 auf den Rohrboden 26 aufgesetzt und mit dem Rohrboden z.B. verclincht werden.

Wie die bezüglich der Anbringungsart des eingangsseitigen Abschlußstückes 62 vergleichbaren dritten und vierten Ausführungsformen gemäß Fig. 3 und Fig. 4 zeigen, kann also das eingangsseitige Abschlußstück 62, hier zusammen mit dem Deckel 28, in Richtung der Flachrohre 2 auf den Rohrboden 26 aufgesetzt und mit diesem zu dem Kasten 18 verbunden werden.

Ebenso kann das eingangsseitige Abschlußstück 62 an die Stirnseite des Kastens 18 von außen quer zur Er- streckungsrichtung der Flachrohre bzw. in Längsrichtung des Kastens 18 angesetzt werden, wie dies bei der auch in Fig. 1 realisierten Verbindungsart gemäß Fig. 2, also beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel, der Fall ist.

Das eingangsseitige Abschlußstück 62 wird darüber hinaus noch in den fünf Ausführungsbeispielen zusätzlich nutzbar gemacht.

Es wurde bereits unter Bezug auf die Fig. 2 und 5 darauf hingewiesen, daß das eingangsseitige Abschlußstück 62 eine Steckverbindung, nämlich konkret zwei äußere Anschlußstutzen 96, für den unmittelbaren Anschluß eines thermostatisch geregelten Blockventils 50 hat. Dieses kann etwa gemäß Fig. 2 zusätzlich mittels einer Flanschverbindung 98 unter Abdichtung durch einen im Winkel zwischen dem äußeren Anschlußstutzen 96 und dem Flansch der Flanschverbindung 98 angeordneten O-Ring 86 abgedichtet angeschlossen sein. Man kann auch reine Steck- oder reine Flanschverbindungen wählen.

Ebenso wurde schon anhand der Fig. 3 und 4 dargelegt, daß das eingangsseitige Abschlußstück 62 auch statt des Blockventils 50 ein innen durch eine Steckverbindung mit dem eingangsseitigen Abschlußstück 62 verbundenes Verteilrohr 54 kombiniert sein kann, welches die Zuleitung 14 innerhalb des Sammlers verlängert und in Erstreckung über die Länge des Kastens 18 als Direkteinspritzventil in die eigenen Eintrittskammern 36 der Gruppen von Flachrohren 2 dient.

Das Verteilrohr 54 mit der Funktion eines Direkteinspritzventils kann dabei ebenso wie das Verteilrohr 54 der Aus ührungsform gemäß Fig. 2, welches primär nicht als Einspritzventil dient, aber neben dem Blockventil 50 eine zusätzliche Einspritzfunktion durch entsprechende Dimensionierung der Austrittsöffnungen 60 erfüllen kann, auf einen inneren Steckanschluß 70 des eingangsseitigen Abschlußstücks 62 aufgesteckt sein.

Die Anordnung gemäß den Fig. 3 und 4, in denen das als Direkteinspritzventil dienende Verteilrohr 54 durch die zentrale Öffnung 76 des eingangsseitigen Abschlußstücks 62 mindestens teilweise hindurchgreift, ermöglicht dabei sogar ein Einstecken des Verteilrohres 54 von außen durch das eingangsseitige Abschlußstück 62 hindurch. Bei allen Ausführungsformen der Fig. 2 bis 4 ist dabei das Verteilrohr 54 jeweils in einer Aussparung 100 in den Querstegen 38 der Kammerunterteilung 30 aufgelagert und, wie erwähnt, unter Vermittlung des Haltekragens 74 in dem eingangsseitigen Abschlußstück 62 gegen axiale Verschiebung gesichert.

Weitere wesentliche Funktionen des eingangsseitigen Abschlußstücks 62 sind nachfolgend beschrieben, wobei alle erwähnten Funktionen in nicht dargestellter Weise auch bei dem anderen Abschlußstück 64 ganz oder teilweise vorgesehen sein können.

Bei der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist das eingangsseitige Abschlußstück 62 so ausgebildet und angeordnet, daß es zusammen mit einem integral mit ihm ausgebildeten Ansatzstück 102 in stirnseitiger Verlängerung der Flachrohre 2, welche in Strömungsrichtung des inneren Wärmetauschfluids zuerst von diesem beaufschlagt werden, auf der den Wärmetauschrohren 2 abgewandten Seite einen Anschlußraum 104 frei läßt. Bei der entsprechenden Darstellung in Fig. 1 erstreckt sich der Anschlußraum 104 über die ersten zwei bis drei Flachrohre der in Strömungsrichtung des inneren Wärmetauschfluids ersten Eintrittskammer 36. Das bis in die Ebene des Seitenblechs 46 reichende Ansatzstück 102 ist so etwa als liegendes S mit geradem Mittelschenkel gebildet, daß von der Zuleitung 14 her noch alle Rohre der in Strö ungsrichtung des inneren Wärmetauschfluids ersten Eintrittskammer 36 durch die dazugehörige Austrittsöffnung 60 mit innerem Wärmetauschfluid versorgt werden können.

Der Anschlußraum 104 kann in vielerlei Hinsicht nutzbar gemacht werden. Zum Beispiel kann man ihn unter den räumlich beengten Verhältnissen in einem Kraftfahrzeug dazu verwenden, innerhalb des für den ganzen Verdampfer vorgesehenen Einbauraums die Zuleitung 14 zu krümmen und entweder statt der üblichen Ausleitung stirnseitig aus dem Kasten 18 seitlich oder in Verlängerung der Flachrohre 2 über einen gekrümmten Rohrabschnitt herauszuführen, der beispielsweise eine Umlenkung um 90° bewirkt.

Fig. 2 zeigt eine besondere Nutzung dieses Anschlußraumes 104 als Einbauraum für das thermostatisch geregelte Blockventil 50, welches in der dargestellten Ausführungsform fast ganz in dem Anschlußraum 104 geborgen ist. Dadurch wird für den Einbau des Blockventils 50 kein eigener Raum mehr erforderlich und die Zuleitung 14 kann über eine Flanschverbindung 108 außen am Blockventil 50 so angeschlossen werden, als wäre das Blockventil 50 gar nicht vorhanden, sondern der Kasten 18 in üblicher Bauweise bis in die Ebene des Seitenblechs 46 geführt.

Das Blockventil 50 kann seinerseits an dem Abschlußstück 62 angeschraubt werden, indem mindestens ein Befestigungsbolzen mit Schraubgewindeeingriff in das mit einem entsprechenden Gewinde versehene Sackloch 15 eingreift, das also dazu beiträgt, daß das Abschlußstück 62 die Funktion eines Verbindungsteils an außen (am Blockventil 50) und -gegebenenfalls innen (Verteilrohr 54) weiterführenden Leitungen hat.

Claims

Verteil-/Sammel-Kasten eines mindestens zweiflutigen Verdampfers einer KraftfahrzeugklimaanlagePatentansprüche

1. Verteil-/Sammel-Kasten aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung eines mindestens zweiflutigen hartgelöteten Verdampfers einer Kraftfahrzeugklimaanlage, wobei der Kasten (18) einen Rohrboden (26) und einen Deckel ( 28 ) , die sich mindestens in Richtung des schmalen Querschnitts zum Kasten (18) ergänzen, und in seiner Langserstreckungsrichtung entsprechend der Anzahl der Fluten mindestens eine Längstrennwand (32,40) aufweist, mindestens eine stirnseitige Kastenwand von einem gesonderten Abschlußstück (62,64) gebildet ist, das dicht an jede angrenzende Längstrennwand (32,40) anschließt, mindestens eine Kastenwand mit dem Kältemittelzulauf ( 14 ) versehen ist und der Rohrboden (26) und der Deckel (28) in Langserstreckungsrichtung zwischen den stirnseitigen Kastenwänden konstanten Außenquerschnitt haben und aus lotbeschichtetem Blech geformt sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens an einer Stirnseite des Kastens (18) nur ein einziges Abschlußstück (62) angeordnet ist, daß durch dieses Abschlußstück (62) sowohl der Käl- te ittelzulauf (14) als auch der Kältemittelablauf (16) hindurch verlaufen, und daß dieses Abschlußstück (62) zugleich als Verbindungsteil an außen und gegebenenfalls auch innen weiterführende gesonderte Leitungen des Kältemittelzulaufs (14) und des Kältemittelablaufs (16) ausgebildet ist.

2. Kasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsteil für das unmittelbare äußere Ansetzen eines Blockventils (50) ausgebildet ist.

3. Kasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußstück ( 62 ) als Verbindungsteil für ein durch das Abschlußstück ( 62 ) hindurch geführtes Verteilrohr ( 54 ) ausgebildet ist.

4. Kasten nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußstück (62) zusammen mit einem Ansatzstück (90) in stirnseitiger Verlängerung des von den Wärmetauschrohren ( 2 ) des Verdampfers eingenommenen Raums auf der den Wärmetauschrohren ( 2 ) abgewandten Seite einen in Längsrichtung des Kastens (18) zurückgesetzten Anschlußraum (104) freiläßt.

5. Kasten nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzventil (50) mindestens zum Teil, vorzugsweise vollständig, in dem Anschlußraum (104) angeordnet ist.

6. Kasten nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußraum (104) außerhalb des Abschlußstücks ( 62 ) gekrümmt weiterführende Leitungen aufnimmt .

7. Kasten nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußraum (104) sich mindestens über die Quererstreckung eines Flachrohres ( 2 ) , vorzugsweise über die Quererstreckung einer Mehrzahl von Flachrohren ( 2 ) erstreckt.

8. Kasten nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei dem das Kältemittel jeweils auf einzelne Flachrohre (2) oder Gruppen von diesen jeweils über eine Eintrittskammer (36) zu diesen Flachrohren (2) oder deren Gruppen verteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Anschlußraum (104) über eine geringere Länge als bis zur Trennwand (38) der eingangsseitigen Eintrittskammer (36) von der anschließenden Eintrittskammer (36) erstreckt, wobei in der Längendifferenz die Zuteilungsöffnung (60) des Kältemittels zur eingangsseitigen Eintrittskammer (36) angeordnet ist.

9. Kasten nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußstück (62) mit dem Ansatzstück ( 90 ) integral ausgebildet ist und die ganze Begrenzungswand des Anschlußraumes (104) bildet.

10. Kasten nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilrohr (54) an das Abschlußstück (62) innen angesetzt (70) ist.

11. Kasten nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilrohr (54) durch das Abschlußstück (62) hindurchgreift (76).

12. Kasten nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußstück (62,64) ein Fließpreßteil ist.

13. Kasten nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußstück (62,64) ein Druck- bzw. Spritzgußstück ist.

14. Kasten nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Abschlußstück (62) mit einer zwischen Rohrboden (26) und Deckel (28) gesondert eingelegten Fachoder KammerUnterteilung (30) ein integrales Druck- bzw. Spritzgußstück bildet.

15. Kasten nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das integrale Druck- bzw Spritzgußstück zusätzlich Verteilkanäle (44) des zulaufseitigen Kältemittels auf in Langserstreckungsrichtung des Kastens (18) verteilte Eintrittskammern (36) in einzelne Wärmetauschrohre (2) oder Gruppen von diesen bildet.