EP1420219B1 - Kondensator - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a condenser with a collecting container, in particular for an air conditioning system, in particular for motor vehicles.
- a capacitor according to the preamble of claim 1 is known from document Patent Abstracts of Japan, vol 2000, no. 19, 5 June 2001 and JP 2001 041612 already known.
- the known from DE-A 100 39 260 condenser with reservoir has a detachable, axially displaceable in the reservoir, axially fixed by a locking ring plugs.
- the locking ring is set in an annular groove which is cut into the inner wall of the collecting container.
- the collecting container is designed as an extruded tube with a wall thickness which on the one hand withstands the pressure of the refrigerant in the interior of the collecting container and on the other hand offers a sufficiently large wall thickness for cutting in the annular groove for the securing ring.
- the remaining pipe wall thickness in the region of the annular groove for the safety ring is the critical area, which is decisive for the dimensioning of the wall thickness of the collecting container. This has the consequence that the wall thickness of the collecting container in the area outside the annular groove is greater than required. This results in an increased weight for the entire condenser, increased costs and an impairment of the soldering process due to mass accumulation.
- the annular groove for receiving the retaining ring or a thread is arranged in a thickened region of the pipe end, which is considerably thicker than the rest of the pipe wall and therefore provides sufficient wall thickness for cutting or molding the annular groove or a thread.
- the annular groove can also be formed as a circumferential bead in the pipe wall.
- the thickened region may thus be part of the pipe end (in one piece) or attached as an additional part on or at the pipe end.
- the tube wall thickness of the collecting container can thus be designed solely for the internal pressure in the collecting container, i. be reduced, which at the same time brings a lower weight of the capacitor and lower manufacturing costs.
- the soldering process is improved because lower masses are to be heated.
- the thickened portion is formed as an annular attachment, which is cohesively or mechanically connected to the pipe end.
- the annular attachment is soldered to the pipe end of the collector. This can advantageously be done with the soldering of the entire capacitor. There are no additional ones Assembly times up. Also, the approach or attachment can be secured by welding or other positive connection.
- the annular attachment has two cylindrical inner surfaces connected to one another by a shoulder, the shoulder resting on the end face of the tube end.
- the annular attachment can thus be easily attached to the pipe end and positioned there for the soldering process.
- annular groove for receiving solder material may be provided in the inner surface of the annular cap, which bears against the outer surface of the tube end.
- soldering process can be simplified because at this point the connection of annular attachment and pipe end, the solder is already deposited in the right place. This achieves a tight and firm soldering of the two parts.
- the solder joint is thus able to transmit the axial thrust, which results from the internal pressure and the cross-sectional area of the sealing plug and is supported on the retaining ring, to the pipe wall.
- Fig. 1 shows a pipe end 1 of a not fully shown collecting container 2, which is part of a likewise not shown condenser of a motor vehicle air conditioning.
- the collector 2 consists predominantly of a welded tube, which has a relatively small wall thickness S1 and terminates with a pipe end 1.
- an annular attachment 3 is attached, which is firmly and tightly soldered to the pipe end 1.
- the attachment 3 has a cylindrical inner surface 4 of diameter Di and a further cylindrical inner surface 5 of diameter Da, which are connected to each other via a shoulder 6.
- Di and Da are the inner and the outer diameter of the pipe end 1, which has a cylindrical inner wall 1a and a cylindrical outer wall 1b and a tube axis 1c.
- the inner surface 4 are aligned with the inner wall 1a and the cylindrical inner surface 5 with the outer wall 1b of the pipe end 1.
- an annular groove 7 is cut, which serves to receive a locking ring 8.
- a further annular groove 9 is incorporated, which is the inclusion of solder material, for. B. a solder wire is used.
- the pipe end 1 is closed and sealed by an axially displaceable plug 10, wherein the acted upon by the inner pressure sealing plug held by the retaining ring 8, that is axially fixed.
- the seal is made by not shown O-rings, which are inserted in annular grooves 11, 12, in the region of the pipe wall 1a.
- the wall thickness S2 of the annular attachment 3 is about 3 times as thick as the wall thickness S1 of the pipe end 1. Between the groove bottom of the annular groove 7 and the outer diameter of the annular attachment 3 thus remains a residual wall thickness S3, at least the pipe wall thickness S1 corresponds.
- the remaining residual cross-section of the attachment 3 is thus dimensioned sufficiently to absorb the pressure forces resulting from the internal pressure in the direction of the tube axis 1c and to be transmitted to the tube end 1 via the solder connection.
- the wall thickness S1 of the pipe end 1 can thus be selected considerably smaller, since the critical cross section has been moved in the region of the retaining ring or the associated annular groove in the thick-walled part 3.
- Fig. 2 shows a modification of the embodiment of FIG. 1, wherein the same reference numerals or the same numerals are used for the same parts.
- annular attachment 23 On a pipe end 21, an annular attachment 23 is attached with a shoulder 26 having an inner surface 24, corresponding to the inner diameter Di of the pipe end 21, and a further inner surface 25, corresponding to the pipe outer diameter Da.
- the attachment 23 is soldered in the region of the surface 25 with the tube 21.
- an annular groove 27 for receiving a retaining ring 28 is arranged.
- This annular groove 27 is thus formed on the one hand by the attachment 23 and on the other hand by the end face of the pipe end 21. In the production of the annular attachment 23, therefore, no annular groove, but only a paragraph 27 must be incorporated into the part 23, which reduces the manufacturing costs.
- FIG. 3 shows a further modification of the embodiment of FIG. 1 with an annular attachment 33 which is soldered to a pipe end 31 in the region of a cylindrical surface 35 and a shoulder 36.
- a cylindrical inner surface 34 connects, in the upper portion of an annular groove 37 is incorporated, which receives a retaining ring 38.
- the sealing plug 10 is supported, which carries two O-rings 13, 14 for sealing.
- the axial distance of the annular groove 37 from the shoulder 36 is dimensioned so that the O-rings 13, 14 abut the inner surface 34 of the annular attachment 33 (and not, as in the embodiment of FIGS. 1 and 2, on the inner surface of the pipe end 1a or 21a).
- Fig. 4 shows a further embodiment of the invention with an annular attachment 43, which is bolted to a pipe end 41 via a thread 15.
- the attachment 43 also has an inner surface 44 and an inner surface 45, which are connected to each other via a shoulder 46, wherein in the region of the shoulder 46 an annular groove 47 for receiving a retaining ring 48 is arranged.
- the closure stopper 10 sets, which is sealed via the O-rings 13, 14 with respect to the inner wall 41 a of the pipe end 41.
- the parts 43 and 41 are not soldered together, but only mechanically connected to each other via the thread 15 or a similar connection. A seal such as by soldering is not required insofar as the sealing already takes place via the O-rings 13, 14.
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Description
- Die Erfindung betrifft einen Kondensator mit einem Sammelbehälter insbesondere für eine Klimaanlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
- Ein Kondensator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus Dokument Patent Abstracts of Japan, vol 2000, no. 19, 5. Juni 2001 und JP 2001 041612 schon bekannt.
- Der durch die DE-A 100 39 260 bekannt gewordene Kondensator mit Sammelbehälter weist einen lösbaren, axial im Sammelbehälter verschiebbaren, durch einen Sicherungsring axial fixierten Verschlussstopfen auf. Der Sicherungsring ist in einer Ringnut, die in die Innenwand des Sammelbehälters eingeschnitten ist, festgelegt. Der Sammelbehälter ist als extrudiertes Rohr mit einer Wandstärke ausgebildet, die einerseits dem Druck des Kältemittels im Inneren des Sammelbehälters standhält und andererseits eine genügend große Wandstärke zum Einschneiden der Ringnut für den Sicherungsring bietet. Bei dieser Bauweise des Sammelbehälters stellt die verbleibende Rohrwanddicke im Bereich der Ringnut für den Sicherheitsring den kritischen Bereich dar, der maßgebend für die Dimensionierung der Wandstärke des Sammelbehälters ist. Dies hat zur Folge, dass die Wandstärke des Sammelbehälters im Bereich außerhalb der Ringnut größer als erforderlich ist. Daraus resultieren ein erhöhtes Gewicht für den gesamten Kondensator, erhöhte Kosten und eine Beeinträchtigung des Lötprozesses infolge Massenanhäufung.
- Durch die DE-A 44 02 927 wurde ein Kondensator für eine Kraftfahrzeugklimaanlage mit einem Sammelbehälter bekannt, der durch einen verschraubbaren Deckel verschließbar ist. Der Sammelbehälter ist als extrudiertes Rohrprofil ausgebildet, dessen Ende mit einer ein Innengewinde aufweisenden Fassung versehen ist, die als Aufnahme für den verschraubbaren Dekkel dient. Ein solcher Schraubverschluss weist jedoch Nachteile in Bezug auf die Kältemittelabdichtung des Sammelbehälters auf.
- Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Sammelbehälter der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass er mit vorzugsweise geringerem Gewicht und kostengünstiger hergestellt werden kann.
- Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Ringnut zur Aufnahme des Sicherungsringes oder auch ein Gewinde in einem verdickten Bereich des Rohrendes angeordnet ist, welcher erheblich dicker als die übrige Rohrwand ist und daher genügend Wandstärke zum Einschneiden oder Einformen der Ringnut oder eines Gewindes bietet. So kann die Ringnut beispielsweise auch als umlaufende Sicke in die Rohrwand eingeformt sein. Der verdickte Bereich kann somit Teil des Rohrendes (einstückig) oder als zusätzliches Teil auf oder an dem Rohrende befestigt sein. Die Rohrwandstärke des Sammelbehälters kann damit allein auf den Innendruck im Sammelbehälter ausgelegt, d.h. verringert werden, was gleichzeitig ein geringeres Gewicht des Kondensators und geringere Herstellungskosten mit sich bringt. Darüber hinaus wird der Lötprozess verbessert, da geringere Massen zu erwärmen sind.
- Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der verdickte Bereich als ringförmiger Aufsatz ausgebildet, der mit dem Rohrende stoffschlüssig oder mechanisch verbunden ist. Dadurch werden die Kosten für die mechanische Bearbeitung, also das Herstellen der Ringnut insofern reduziert, als die Bearbeitung eines kleinen ringförmigen Teiles wesentlich kostengünstiger ist als die eines langen Rohrprofils.
- Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der ringförmige Aufsatz mit dem Rohrende des Sammlers verlötet. Dies kann vorteilhafterweise mit dem Löten des gesamten Kondensators erfolgen. Damit treten keine zusätzlichen Montagezeiten auf. Auch kann der Ansatz oder Aufsatz durch Schweißen oder andere formschlüssige Verbindung befestigt werden.
- In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weist der ringförmige Aufsatz zwei durch einen Absatz miteinander verbundene, zylindrische Innenflächen auf, wobei der Absatz auf der Stirnseite des Rohrendes aufliegt. Der ringförmige Aufsatz kann somit einfach auf das Rohrende aufgesteckt und dort für den Lötprozess positioniert werden.
- In der Innenfläche des ringförmigen Aufsatzes, die an der Außenfläche des Rohrendes anliegt, kann eine Ringnut zur Aufnahme von Lotmaterial vorgesehen. Damit kann der Lötprozess vereinfacht werden, da an dieser Stelle der Verbindung von ringförmigen Aufsatz und Rohrende das Lot bereits an der richtigen Stelle deponiert ist. Damit wird eine dichte und feste Verlötung der beiden Teile erreicht. Die Lötverbindung ist somit in der Lage, den Axialschub, der aus dem Innendruck und der Querschnittsfläche des Verschlussstopfens resultiert und sich auf den Sicherungsring abstützt, auf die Rohrwandung zu übertragen.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine erste Ausführungsform der Erfindung mit ringförmigem Aufsatz,
- Fig. 2
- eine zweite Ausführungsform der Erfindung,
- Fig. 3
- eine dritte Ausführungsform der Erfindung und
- Fig. 4
- eine vierte Ausführungsform der Erfindung.
- Fig. 1 zeigt ein Rohrende 1 eines nicht vollständig dargestellten Sammelbehälters 2, der Teil eines ebenfalls nicht dargestellten Kondensators einer Kraftfahrzeugklimaanlage ist. Derartige Kondensatoren mit Sammelbehälter sind beispielsweise aus der eingangs genannten DE-A 44 02 927 bekannt. Der Sammler 2 besteht überwiegend aus einem geschweißten Rohr, welches eine relativ geringe Wandstärke S1 aufweist und mit einem Rohrende 1 abschließt. Auf das Rohrende 1 ist ein ringförmiger Aufsatz 3 aufgesteckt, der mit dem Rohrende 1 fest und dicht verlötet wird. Der Aufsatz 3 weist eine Wandstärke S2 auf, die erheblich größer als die Wandstärke S1 des Rohrendes 1 ist, vorzugsweise etwa das Dreifache, d. h. S2 = 3S1. Der Aufsatz 3 weist eine zylindrische Innenfläche 4 vom Durchmesser Di und eine weitere zylindrische Innenfläche 5 vom Durchmesser Da auf, welche über einen Absatz 6 miteinander verbunden sind. Di und Da sind dabei die Innen- und die Außendurchmesser des Rohrendes 1, welches eine zylindrische Innenwandung 1a und eine zylindrische Außenwandung 1b sowie eine Rohrachse 1c aufweist. Insofern fluchten die Innenfläche 4 mit der Innenwandung 1a und die zylindrische Innenfläche 5 mit der Außenwandung 1b des Rohrendes 1. In die zylindrische Innenfläche 4 ist eine Ringnut 7 eingeschnitten, welche der Aufnahme eines Sicherungsringes 8 dient. In der weiteren zylindrischen Innenfläche 5 ist eine weitere Ringnut 9 eingearbeitet, die der Aufnahme von Lotmaterial, z. B. eines Lotdrahtes dient. Das Rohrende 1 ist durch einen axial verschiebbaren Verschlussstopfen 10 verschlossen und abgedichtet, wobei der vom Innendruck beaufschlagte Verschlussstopfen durch den Sicherungsring 8 gehalten, d. h. axial festgelegt ist. Die Abdichtung erfolgt durch nicht dargestellte O-Ringe, die in Ringnuten 11, 12 eingelegt sind, im Bereich der Rohrwandung 1a.
- Wie bereits erwähnt, ist die Wandstärke S2 des ringförmigen Aufsatzes 3 etwa 3-mal so dick wie die Wandstärke S1 des Rohrendes 1. Zwischen dem Nutgrund der Ringnut 7 und dem Außendurchmesser des ringförmigen Aufsatzes 3 bleibt somit noch eine Restwandstärke S3, die mindestens der Rohrwandstärke S1 entspricht. Der verbleibende Restquerschnitt des Aufsatzes 3 ist also hinreichend dimensioniert, um die aus dem Innendruck resultierenden Druckkräfte in Richtung der Rohrachse 1c aufzunehmen und über die Lötverbindung auf das Rohrende 1 zu übertragen. Die Wandstärke S1 des Rohrendes 1 kann somit erheblich geringer gewählt werden, da der kritische Querschnitt im Bereich des Sicherungsringes bzw. der zugehörigen Ringnut in das dickwandige Teil 3 verlegt worden ist.
- Fig. 2 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform gemäß Fig. 1, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszahlen bzw. dieselben Endziffern verwendet werden. Auf ein Rohrende 21 ist ein ringförmiger Aufsatz 23 mit einem Absatz 26 aufgesteckt, der eine Innenfläche 24, entsprechend dem Innendurchmesser Di des Rohrendes 21, und eine weitere Innenfläche 25, entsprechend dem Rohraußendurchmesser Da, aufweist. Der Aufsatz 23 ist im Bereich der Fläche 25 mit dem Rohr 21 verlötet. Im Bereich des Absatzes 26 ist eine Ringnut 27 zur Aufnahme eines Sicherungsringes 28 angeordnet. Diese Ringnut 27 wird also einerseits vom Aufsatz 23 und andererseits von der Stirnfläche des Rohrendes 21 gebildet. Bei der Herstellung des ringförmigen Aufsatzes 23 muss daher keine Ringnut, sondern lediglich ein Absatz 27 in das Teil 23 eingearbeitet werden, was die Herstellkosten verringert.
- Fig. 3 zeigt eine weitere Abwandlung des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 1 mit einem ringförmigen Aufsatz 33, der mit einem Rohrende 31 im Bereich einer Zylinderfläche 35 und eines Absatzes 36 verlötet ist. An den Absatz 36 schließt sich eine zylindrische Innenfläche 34 an, in deren oberen Abschnitt eine Ringnut 37 eingearbeitet ist, die einen Sicherungsring 38 aufnimmt. An dem Sicherungsring 38 stützt sich der Verschlussstopfen 10 ab, der zur Abdichtung zwei O-Ringe 13, 14 trägt. Der axiale Abstand der Ringnut 37 vom Absatz 36 ist so bemessen, dass die O-Ringe 13, 14 an der Innenfläche 34 des ringförmigen Aufsatzes 33 anliegen (und nicht, wie im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2, an der Innenfläche des Rohrendes 1a bzw. 21a). Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die Innenfläche 31a des Rohrendes 31 nicht bearbeitet werden muss, sondern lediglich die des ringförmigen Aufsatzes 33, was geringere Herstellkosten verursacht.
- Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem ringförmigen Aufsatz 43, der mit einem Rohrende 41 über ein Gewinde 15 verschraubt ist. Der Aufsatz 43 weist ebenfalls eine Innenfläche 44 und eine Innenfläche 45 auf, die über einen Absatz 46 miteinander verbunden sind, wobei im Bereich des Absatzes 46 eine Ringnut 47 zur Aufnahme eines Sicherungsringes 48 angeordnet ist. An den Sicherungsring 48 legt sich der Verschlussstopfen 10 an, der über die O-Ringe 13, 14 gegenüber der Innenwand 41a des Rohrendes 41 abgedichtet ist. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 sind die Teile 43 und 41 nicht miteinander verlötet, sondern lediglich über das Gewinde 15 oder eine ähnliche Verbindung mechanisch miteinander verbunden. Eine Abdichtung wie durch das Verlöten ist insofern nicht erforderlich, als die Abdichtung bereits über die O-Ringe 13, 14 erfolgt.
Claims (6)
- Kondensator mit einem Sammelbehälter (2) insbesondere für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, wobei der Sammelbehälter (2) als Rohr mit einem Rohrende (1) ausgebildet ist, welches durch einen lösbaren, durch einen Sicherungsring (8) axial festgelegten Verschlussstopfen (10) verschließbar ist und eine Ringnut (7) zur Aufnahme des Sicherungsringes (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrende (1) einen verdickten Bereich aufweist, in welchem die Ringnut (7) angeordnet ist, wobei der verdickte Bereich als ringförmiger, mit dem Rohrende (1, 21, 31, 41) verbundener Aufsatz (3, 23, 33, 43) ausgebildet ist und der ringförmige Aufsatz (3, 23, 33, 43) eine erste zylindrische Innenfläche (4, 24, 34, 44) mit einem ersten Durchmesser, der dem Innendurchmesser Di des Rohrendes (1, 21, 31, 41) entspricht, und eine zweite zylindrische Innenfläche (5, 25, 35, 45) mit einem zweiten Durchmesser, der dem Außendurchmesser Da des Rohrendes (1, 21, 31, 41) entspricht, aufweist und dass beide zylindrischen Innenflächen durch einen Absatz (6, 26, 36, 46) verbunden sind.
- Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Aufsatz (3, 23, 33) mit dem Rohrende (1, 21, 31) stoffschlüssig verbunden, insbesondere verlötet ist.
- Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Aufsatz (43) mit dem Rohrende (41) mechanisch verbunden, insbesondere verschraubt ist.
- Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wanddicke S2 des ringförmigen Aufsatzes (3) ein Mehrfaches der Wanddicke S1 des Rohrendes (1) beträgt.
- Kondensator nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut (27, 47) im Bereich des Absatzes (26, 46) angeordnet ist.
- Kondensator nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut (37) oberhalb des Absatzes (36) angeordnet ist und dass die Innenfläche (34) des Aufsatzes (33) eine Dichtfläche für den Verschlussstopfen (10) bildet.
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