WO2014166805A1

WO2014166805A1 - Kältegerät mit einem verdampfer

Info

Publication number: WO2014166805A1
Application number: PCT/EP2014/056691
Authority: WO
Inventors: Bernd Schlögel; Andreas Vogl; Reinhard Mehner; Daniel Micko; Holger Moch
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH
Priority date: 2013-04-09
Filing date: 2014-04-03
Publication date: 2014-10-16
Also published as: RU2642709C2; US20160054037A1; RU2015143876A; CN105102906A; EP2984420B1; DE102013206203A1; EP2984420A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät mit einem Verdampfer (103) zum Verdampfen eines Kältemittels, der ein Einlassrohr (105) zum Einlassen des Kältemittels umfasst, in dem ein Rohrbereich (107) mit einem ersten Strömungsquerschnitt und ein Verengungsbereich (109) mit einem zweiten Strömungsquerschnitt gebildet ist, der kleiner als der erste Strömungsquerschnitt ist sowie ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Verdampfers.

Description

5 Kältegerät mit einem Verdampfer

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kältegerät mit einem Verdampfer.

An der Einspritzstelle eines Kältemittels in einen Verdampfer eines Kältegerätes wird Kälte- 10 mittel von einem Drosselorgan in ein Einlassrohr des Verdampfers gespritzt, das einendeutlich größeren Innendurchmesser als an der Öffnung des Drosselorgans aufweist. Dabei entstehen Strömungsgeräusche des Kältemittels.

Es ist die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, ein Kältegerät anzugeben, bei dem Gei s räusche verringert werden, die beim Einspritzen eines Kältemittels in einen Verdampfer entstehen.

Diese Aufgabe wird durch Gegenstände mit den Merkmalen nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Figu- 20 ren, der Beschreibung und der abhängigen Ansprüche.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Kältegerät mit einem Verdampfer zum Verdampfen eines Kältemittels, bei dem der Verdampfer ein Einlassrohr zum Einlassen des Kältemittels umfasst, in dem ein Rohrbereich mit einem ersten Strömungs-

25 querschnitt und ein Verengungsbereich mit einem zweiten Strömungsquerschnitt gebildet ist, der kleiner als der erste Strömungsquerschnitt ist. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine Geräuschverringerung der Strömungsgeräusche an der Einspritzstelle vom Drosselorgan in den Verdampfer erreicht wird. Dadurch wird dieGeometrie des Verdampfers derart geändert, dass sich aufgrund einer geänderten Strömung ein ver-

30 bessertes Geräuschverhalten ergibt.

Unter einem Kältegerät wird insbesondere ein Haushaltskältegerät verstanden, also ein Kältegerät, das zur Haushaltsführung in Haushalten oder im Gastronomiebereich eingesetzt wird, und insbesondere dazu dient Lebensmittel und/oder Getränke bei bestimmten Tempe- 35 raturen zu lagern, wie beispielsweise ein Kühlschrank, ein Gefrierschrank, eine Kühlgefrierkombination, eine Gefriertruhe oder ein Weinkühlschrank.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des Kältegerätes ist der Verengungsbereich durch zumindest eine konkave Einwolbung einer Rohrwand des Einlassrohres gebildet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass durch die konkave Einwolbung die Steifigkeit und das Biegemoment des Einlassrohrs beibehalten werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Kältegerätes ist das Einlassrohr im Querschnitt kreisförmig ist. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass das Einlassrohr mit einem geringen Materialaufwand und einem hohem Strömungsquerschnitt hergestellt werden kann.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsformdes Kältegerätes wird durch den Verengungsbereich eine Kammer im Einlassrohr gebildet. Dadurch wird beispielsweise der techni- sehe Vorteil erreicht, dass die Kammer einen Pufferraum für das einströmende Kältemittel bildet und die Geräuschentwicklung weiter reduziert wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsformdes Kältegerätes umfasst das Einlassrohr mehrere Verengungsbereiche. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich die Geräuschentwicklung noch weiter reduzieren lässt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsformdes Kältegerätes ist zwischen zwei Verengungsbereichen ein Rohrbereich angeordnet, der über eine vorgegebene Länge einen konstanten, ersten Strömungsquerschnitt aufweist. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Strömung entlang der Länge mit dem konstanten Strömungsquerschnitt stabilisiert wird

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsformdes Kältegerätes weist der Verengungsbereich einen kreisförmigen, rechteckigen oder sternförmigen Querschnitt auf.Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich der Verengungsbereich mit verringertem Strömungsquerschnitt auf einfache Weise herstellen lässt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsformdes Kältegerätes umfasst das Einlassrohr einen konischen Anschlussbereich für ein Kapillarrohr. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich das Geräuschverhalten des Verdampfers noch weiter verbessert.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsformdes Kältegerätes ist der Verengungsbereich direkt nach dem Anschlussbereich angeordnet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsformdes Kältegerätes ist Verengungsbereich in einem Abstand von weniger als 50 mm nach einem Ende eines Kapillarrohres angeordnet. Dadurch wird beispielsweise ebenfalls der technische Vorteil erreicht, dass sich das Geräuschverhalten noch weiter verbessert.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsformdes Kältegerätes ist das Verhältnis zwischen dem ersten Strömungsquerschnitt und dem zweiten Strömungsquerschnitt größer als 5:1 . Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass im inneren des Verdampfers Strömungsverhältnisse realisiert werden, die besonders wenige Geräusche verursa- chen.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Herstellen eines Verdampfers für ein Kältegerät gelöst, der ein Einlassrohr zum Einlassen eines Kältemittels umfasst, mit den Schritten eines Einführens eines Stützdorns, der das Profil ei- nes zweiten Strömungsquerschnitts vorgibt, in das Einlassrohr mit einem ersten Strömungsquerschnitt; Zusammenpressen des Einlassrohres, auf den durch den Stützdornvorgegebe- nen zweiten Strömungsquerschnitt, um einen Verengungsbereich zu erzeugen; und Entfernen des Stützdorns aus dem Einlassrohr. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass der Verdampfer auf besonders einfache Weise hergestellt werden kann.

Ohne imEinlassrohr liegende Abstützung durch den Stützdorn besteht die Gefahr, beim Prägen das Einlassrohr komplett zu verschließen. Außerdem können in diesem Fall vorgegebene Fertigungstoleranzen nicht eingehalten werden. Mit Hilfe des Stützdorns kann die Querschnittsfläche im Verengungsbereich fertigungssicher im geforderten Toleranzbereich hergestellt werden. Daneben ist es mit einem langen Stützdorn möglich, mehrere Prägungen hintereinander auf einer größeren Rohrlänge einzubringen.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird das Zusammenpressen des Einlassrohres mittels eines radial zur Mitte des Einlassrohres verschiebbaren Umform einsatzes eines Werkzeuges durchgeführt.Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass der Verengungsbereich desEinlassrohres auf technisch einfache Weise gebildet werden kann.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird beim Zusammenpres- sen eine konkave Einwölbung in einer Rohrwand des Einlassrohrsdurch einen Prägeab- schnitt des Umformeinsatzes erzeugt. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dassdurch die konkave Einwölbung die Steifigkeit und das Biegemoment des Einlassrohrs beibehalten werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird der Prägeabschnitt durch eine Rolle gebildet, die an dem Umformeinsatz drehbar gelagert ist. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Rohroberfläche des Einlassrohres nicht beschädigt oder verletzt wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens werden beim Zusammen- pressen mehrere konkave Einwölbungen durch mehrere Prägeabschnitte des Umformeinsatzes gleichzeitig erzeugt. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich mehrere Verengungsbereiche durch einen einzigen Arbeitsschritt erzeugen lassen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrensweist der Stützdorn einen runden Querschnitt auf. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich auf besonders einfache Weise Verengungsbereiche mit einem runden Querschnitt erzeugen lassen, an dem keine Verwirbelungen oder Turbulenzen des Kältemittels auftreten.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrensweist der Stützdorn einen Durchmesser von 1 mm bis 2 mm auf. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Verengungsberiech mit einer Abmessung herstellen lassen, die besonders geräuscharm ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Zusammenpres- sen des Einlassrohres mittels gerundeter Backenelemente, die senkrecht zur Längsachse des Einlassrohres aufgedrückt werden. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich die Verengungsberiech schnell und ohne Knickstellen bilden lassen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrensumfassen die Backenele- mente eine halbkreisförmige Aussparung zum Zusammenpressen des Einlassrohres. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass das Einlassrohr des Verdampfers in dem Verengungsbereich durch die Backenelemente entsprechend dem eingeführten Stützdorn geformt wird. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.

Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Kältegerätes;

Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Verdampfers mit einem Einlassrohr in einer ersten Ausführungsform; Fig. 3 eine schematische Ansicht des Einlassrohres in einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 4 einen Anschlussbereich des Einlassrohres;

Fig. 5 mehrere Verengungsbereiche in unterschiedlichen Ausführungsformen;

Fig. 6 mehrere Verengungsbereiche in unterschiedlichen Ausführungsformen;

Fig. 7 Diagramme der Geräuschentwicklung des Verdampfers mit und ohne Verengungsbereich;

Fig. 8A ein Verfahren zum Herstellen des Verdampfers für das Kältegerät; Fig. 8B einen Verengungsbereich in Querschnittsansicht; und Fig. 9 das Einlassrohr nach ausgeführtem Prägevorgang;

Fig. 10 einenweiteren Verengungsbereich in Querschnittsansicht;

Fig. 1 1 ein Werkzeug zum Herstellen des Einlassrohres mit dem Verengungsbereich;

Fig. 12das Werkzeug zum Herstellen des Einlassrohres in Querschnittsansicht; Fig. 13 einen Prägeabschnitt des Werkzeugs; Fig. M einen Umformeinsatz des Werkzeugs; und Fig. 15 Ansichten eines Einlassrohres, das mit dem Werkzeug hergestelltworden ist.

Fig. 1 zeigt einen Kühlschrank stellvertretend für ein Kältegerät 100 mit einer oberen Kühlschranktür und einer unteren Kühlschranktür. Der Kühlschrank dient beispielsweise zur Küh- lung von Lebensmitteln und umfasst einen Kältemittelkreislauf mit einem Verdampfer, einem Verdichter, einem Verflüssiger und einem Drosselorgan. Der Verdampfer ist ein Wärmeaustauscher, in dem nach der Expansion das flüssige Kältemittel durch Wärmeaufnahme von dem zu kühlenden Medium, d.h. der Luft im Inneren des Kühlschranks, verdampft wird. Der Verdichter ist ein mechanisch betriebenes Bauteil, das Kältemitteldampf vom Verdampfer absaugt und bei einem höheren Druck zum Verflüssiger ausstößt. Der Verflüssiger ist ein Wärmeaustauscher, in dem nach der Kompression das verdampfte Kältemittel durch Wärmeabgabe an ein äußeres Kühlmedium, d.h. die Umgebungsluft, verflüssigt wird. Das Drosselorgan ist eine Vorrichtung zur ständigen Verminderung des Druckes durch Querschnittsverengung.

Das Kältemittel ist ein Fluid, das für die Wärmeübertragung in dem kälteerzeugenden System verwendet wird, das bei niedrigen Temperaturen und niedrigem Druck des Fluids Wärme aufnimmt und bei höherer Temperatur und höherem Druck des Fluids Wärme abgibt, wobei üblicherweise Zustandsänderungen des Fluids inbegriffen sind.

Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Verdampfers 103 mit einem Einlassrohr 105 in einer ersten Ausführungsform .An der Einspritzstelle wird das Kältemittel vom Drosselorgan oder Kapillarrohr 1 13 in ein Einlassrohr 105 mit deutlich größerem Innendurchmesser als an der Öffnung des Kapillarrohrs 1 13 eingespritzt. Dabei entstehen Strömungsgeräusche.

Der Verdampfer 103 umfasst daher einen Rohrbereich 107 mit einem ersten Strömungsquerschnitt und einen Verengungsbereich 109 mit einem zweiten Strömungsquerschnitt, der kleiner als der erste Strömungsquerschnitt ist. Durch den Verengungsbereich 109 wird die Geometrie des Verdampfers geändert, um die Strömung des Kältemittels in der Art zu verändern, dass sich ein verbessertes Geräuschverhalten ergibt. Dazu wird der Innenquerschnitt des Verdampfers 103 einmal oder mehrfach verringert, so dass sich eine oder mehrere Kammern 1 1 1 ausbilden. Die Verengungsbereiche 109 können dabei derart angeordnet sein, dass die Abmessungen der Kammern, wie beispielsweise Länge, Breite oder Volumen, unterschiedlich sind. Das Prinzip der Geräuschverminderung des Einlassgeräusches besteht in einer Verringerung des Strömungsquerschnitts im Einlassrohr 105 beim Übergang von dem Rohrbereich 107 in den Verengungsbereich 109 und einer anschließenden Vergrößerung des Strömungsquerschnitts beim Übergang von dem Verengungsbereich 109 in den Rohrbereich 107. Das Verhältnis zwischen demStrömungsquerschnitt im Rohrbereich 107 und dem Strömungsquerschnitt im Verengungsbereich 109 ist beispielsweise größer als 5:1. Im Allgemeinen kann dieses Verhältnis in jedem der Verengungsbereiche 109 unterschiedlich sein.

Das Einlassrohr 105 weist vier unterschiedliche Querschnittsflächenauf. Am Einlasspunkt des Kältemittels am Kapillarrohr 1 13 ist die Querschnittsfläche Q1. An der Stelle, an der das Kapillarrohr 1 13 endet, ist die Querschnittsfläche des Einlassrohres Q2. In dem Verengungsbereich 109 ist die verringerte Querschnittsfläche Q3. In dem sich anschließenden Einlassrohr 105 ist die Querschnittsfläche Q4. Dabei kann die Querschnittsfläche Q4 unterschiedlich zur Querschnittsfläche Q2 sein.

Zwischen der Querschnittsfläche Q1 und Querschnittsfläche Q2 wächst die Querschnittsfläche von der Querschnittsfläche des Kapillarrohrs 1 13 bis zum Einlassrohr 105 an. Zwischen der Querschnittsfläche Q2 und Querschnittsfläche Q3 nimmt die Querschnittsfläche von der Querschnittsfläche des Einlassrohres 105, an der das Kapillar- rohr 1 13 endet, zur Querschnittsfläche des Verengungsbereiches 109 hin ab (in der Nähe des Endes des Kapillarrohrs 1 13, in der Nähe des Endes des Verdampferrohrs). Zwischen der Querschnittsfläche Q3 und Querschnittsfläche Q4 nimmt die Querschnittsfläche des Verengungsbereiches 109 zum Einlassrohr 105 hin zu. Der Verengungsbereich 109 ist in der Nähe des Endes des Kapillarrohrs 1 13 angeordnet. Beispielsweise liegt der Verengungsbereich 109 in einer Entfernung von weniger als 50 mm hinter dem Kapillarrohr 1 13. Vorzugsweise liegt der Verengungsbereich 109 in einer Entfernung von 10 mm hinter dem Kapillarrohr 1 13. Ein kleiner Abstand zwischen dem Kapillarrohr 1 13 und dem Verengungsbereich 109 ist für die Geräuscheigenschaften besonders günstig.

Fig. 3 zeigt eine schematische Querschnittsansicht des Einlassrohres 103 in einer weiteren Ausführungsform. In dieser Ausführungsform umfasst das Einlassrohr 103 drei Verengungsbereiche 109, so dass drei Kammern 1 1 1 gebildet werden, in die das Kältemittel strömt. Die Kammern weisen einen Rohrbereich 109 auf, der über eine vorgegebene Länge x1 einen konstanten Strömungsquerschnitt aufweist. Durch diese Ausführungsform lässt sich das Ge- räuschverhalten noch weiter verbessern. Die Form und Abmessungen der Verengungsbereiche 109 im Einlassrohr 105 können im Allgemeinen unterschiedlich zueinander sein. Ebenfalls können die Abstandeder Verengungsbereiche 109 zueinander unterschiedlich sein. Die Verengungsbereiche 109 können einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, die durch seitliches Zusammendrücken des Einassrohres 105 erzeugt worden sind. Dadurch lässt sich ein hoher Schalldruckpegel bei Einspritzvorgängen des Kältemittels verringern

Fig. 4 zeigt einen Anschlussbereich des Einlassrohres 105 für ein Kapillarrohr 1 13. Die Einlassstelle des Kältemittels am Anschlussbereich bildet den Übergang zwischen dem Hochdruckabschnitt und dem Niederdruckabschnitt des Kältemittelkreislaufs. An diesem Punkt tritt eine plötzliche Änderung des Strömungsquerschnitts vom Kapillarrohrs 1 13in das größere Einlassrohr 105 des Verdampfers 103 auf. Die Ausdehnung des Kältemittels an diesem Punkt wird von Einlassgeräuschen begleitet. Um das Geräuschverhalten zusätzlich zu verbessern, wird der Querschnitt des Anschlussbereichs des Einlassrohres 105 zunehmend vergrößert.

Beispielsweise weitet sich im Anschlussbereich das Einlassrohr 105 konisch oder treppen- förmig auf. Der Querschnitt des Einlassrohres 105 wird dadurch nach der Einspritzung des Kältemittels langsam vergrößert bis der eigentliche Strömungsquerschnitt des Einlassrohres 105 erreicht ist. Dadurch werden Strömungsgeräusche an der Einspritzstelle vom Drosselor- gan oder Kapillarrohr in den Verdampfer zusätzlich verringert.

Fig. 5 zeigt mehrere Verengungsbereiche 109. Im Teil a) ist ein rechteckiger Querschnitt gezeigt. Im Teil b) ist ein kreisförmiger Querschnitt gezeigt. Im Teil c) ist ein sternförmiger Querschnitt mit drei Ecken gezeigt. Im Teil d) ist ein rechteckiger Querschnitt mit vier Ecken gezeigt. In Teil e) ist ein Drosselteil zum Einsetzen in das Einlassrohr 105 gezeigt, das den Verengungsbereich 109 umfasst.

Fig. 6 zeigt nochmals mehrere Verengungsbereiche 109 in unterschiedlichen Ausführungsformen. Der Strömungsquerschnitt des Verengungsbereichs 109 kann unterschiedlich aus- gebildet sein. Beispielsweise kann der Strömungsquerschnitt eine rechteckige, kreisförmige oder sternförmige Form aufweisen.

Fig. 7 zeigt Diagramme der Geräuschentwicklung des Verdampfers 103 mit und ohne Verengungsbereich. Das Diagramm A) zeigt die Geräuschentwicklung des Verdampfers 103 beim Einlassen des Kältemittels, wenn im Einlassrohr 105kein Verengungsbereich 109 ge- bildet ist. In diesem Fall entsteht beim Einlassen des Kältemittels ein Rauschen, das im Diagramm durch eine Ellipse markiert ist.

Wird in dem Einlassrohr 105 mindestens eine Verengungsbereich 109 gebildet, die den Strömungsquerschnitt gegenüber dem übrigen Einlassrohr 105 verringert, nimmt das Rauschenbeim Einlassen des Kältemittels in den Verdampfer 103 ab. Der Verengungsbereich 109 reduziert die charakteristischen Einspritzgeräusche auf ein Minimum. Dies ist im Diagramm B) gezeigt.

Fig. 8A zeigt ein Verfahren zum Herstellen des Verdampfers 103 für das Kältegerät 100. Da- zu ist das Einlassrohr 105 mit eingesetztem Stützdorn 200 in Aufsicht und in Seitenansicht darstellt. In einem ersten Schritt wird ein Stützdorn 200, dessen Außenabmessungen die Form des Verengungsbereichs 109 definieren, in das Einlassrohr 105 eingeführt. In einem zweiten Schritt wird dann das Einlassrohr 105 entlang des Stützdorns 200, auf den durch den Stützdorn 200 vorgegebenen Strömungsquerschnitt zusammengepresst, um den Ver- engungsbereich 109 zu erzeugen. In einem dritten Schritt wird der Stützdorn 200 aus dem Einlassrohr 105 entfernt.

Fig. 8B zeigt den Verengungsbereich 109 in Querschnittsansicht mit eingesetztem Stützdorn 200. Der Stützdorn 200 kann im Querschnitt kreisförmig sein, so dass eine Prägung eines runden Strömungsquerschnitts im Verengungsbereich 109 erfolgt. Das Zusammenpressen erfolgt beispielsweise mit geformten Backenelementen 203 auf den runden Stützdorn 200, die eine halbkreisförmige Aussparung 205 umfassen. Dadurch werden links und rechts des Verengungsbereiches 109 Seitenflächen 1 15 erzeugt, die den Verengungsbereich 109 zusätzlich stabilisieren. Es entsteht ein runder Querschnitt, der beispielsweise einen Durch- messer von 1 ,7 mm aufweist. Daneben entsteht eine Sicke, die Festigkeit imVerengungsbereich 109 erhöht, so dass ein zusätzliches Versteifungsteil für das entfallen kann.

Im Allgemeinen können jedoch auch Stützdorne mit anderen Formen verwendet werden, so dass sich andere Strömungsquerschnitte im Verengungsbereich ergeben. Beispielsweise kann ein Stützdorn 200 mit einem rechteckigen oder quadratischen Profil verwendet werden, so dass sich ein rechteckiger oder quadratischer Strömungsquerschnitt ergibt, beispielsweise von 7 mm x 0,3 mm. In diesem Fall können gerundete, gerade Backenelementezur Prägung verwendet werden, die senkrecht zur Rohrachse aufgedrückt werden. ImBereich der Prägungen lässt sich das Einassrohr 105 sehr leicht biegen und knicken. Fig. 9zeigt das Einlassrohr 105 nach ausgeführtem Prägevorgang. In der Mitte des Einlassrohres 105 sind ein oder mehrereVerengungsbereiche 109 gebildet, die die Seitenflächen 1 15 aufweisen. Durch den Verdampfer 103 wird eine Verringerung von Einspritzrauschen im Kältegerät erreicht. Der Verdampfer 103 ist auf einfache Weise herstellbar. Die Anzahl an Verengungsbereichen 109 und deren Form ist variabel.

Fig. 10 zeigt einen weiteren Verengungsbereich 109 des Einlassrohres 105 in Querschnittsansicht. Der Verengungsbereich 109 wird dadurch erzeugt, dass eine Rohrwand 1 17 des Einlassrohres 105 durch ein Werkzeug radial an drei Positionen nach Innen umgeformt wird. Dadurch entstehen an der Außenseite des Verengungsbereiches 109 konkave Einwölbungen 1 19, die in Umfangsrichtung jeweils um 120° voneinander getrennt sind. Fig. 1 1 zeigt ein Werkzeug 207 zum Herstellen des Einlassrohres 105, mit dem Verengungsbereich 109. Das Werkzeug 207 umfasst drei Umformeinsätze 209-1 , 209-2, 209-3, die von dem Werkzeug 207 in radialer Richtung auf das Einlassrohr 105 gedrückt werden, um die konkaven Einwölbungen 1 19 zu erzeugen. Durch die seitliche Deformation desEinlassrohres 105 entsteht im Inneren des Einlassrohres 105 der Verengungsbereich 109. Jeder der Um- formeinsätze 209-1 , 209-2, 209-3 umfasst an der Spitze drei rollenförmige, kugelförmi- gejänglich-kugelförmige oder zeppelinformige Prägeabschnitte 21 1 , die beim Herstellen der Einwölbungen 1 19 auf die Rohrwand 1 17 drücken.

Dadurch lassen sich durch einmaliges Aufdrücken einesUmformeinsatzes 209-1 , 209-2, 209- 3 gleichzeitig drei Einwölbungen erzeugender Innenquerschnitt des Verengungsbereiches 109 wird durch den eingeschobenen Stützdorn 200definiert. Dadurch hat die Rohrtoleranz keinen Einfluss auf den Innendurchmesser des Verengungsbereiches 109. Der Stützdorn 200 wird nach dem Umformprozess aus dem geformten Einlassrohr herausgezogen. Durch das Werkzeug 207 wird eine Querschnittsveränderung anhand einer mechanischen Umformung erreicht, indem die Umformeinsätze 209-1 , 209-2, 209-3 auf Kraft, Druck oder Anschlag aufgedrückt werden. Die Prägeabschnitte 21 1 sind jeweils in einer Aussparung der Umformeinsätze 209-1 , 209-2, 209-3 eingesetzt. Die Umformeinsätze 209-1 , 209-2, 209-3 werden durch das Werkzeug 207 in radialer Richtung geführt. Im Allgemeinen ist die Anzahl der Umformeinsätze nicht auf drei beschränkt. In gleicher Weise können zwei oder vier Umformeinsätze verwendet werden. Durch die durch das Werkzeug 207 erzeugten Deformationen findet eine Geräuschoptimierung durch Deformationen amKältemittelrohr im Bereich der Einspritzstelle statt. Eine Prägung oder Form- gebung kann bei Bedarf einmal oder mehrmals hintereinander in Linie erfolgen. Die Prägung Kann direkt am oder im Einspritzbereich oder anderen Stellen des Einlassrohres 105 erfolgen.

Fig. 12 zeigt das Werkzeug 207 zum Herstellen des Einlassrohres 105 in Querschnittsansicht. Die Prägeabschnitte 21 1 der radial verschiebbaren Umformeinsätze 209-1 , 209-2, 209-3 sind durch Rollen 213gebildet, die ein im Querschnitt halbkreisförmiges Außenprofil aufweisen. Die Rollen 213 sind in den jeweiligen Umformeinsätzen 209-1 , 209-2, 209-3 drehbar gelagert. Durch die Rollen 213 wirdbei der Umformung eine entsprechende Einwölbung 1 19 erzeugt.

Fig. 13 zeigt einen Prägeabschnitt 21 1 , der durch eine Rolle 213 gebildet wird. Die Rolle 213 umfasst eine Öffnung 215, durch die ein Stift gesteckt wird, um die Rolle 213 an dem Umformeinsatz 209-1 , 209-2, 209-3 zu befestigen. Die Rolle 213 ist beispielsweise aus einem Hartmetall gebildet, um einen Werkzeugverschleiß beim Prägen gering zu halten.

Fig. 14zeigt einen L-förmigen Umformeinsatz 209 des Werkzeugs 207, der als Rollenhalter dient. Der Umformeinsatz 209 umfasst eine rechteckige Aussparung 217, die zum Einsetzen der Rollen 213 als Prägeabschnitt 21 1 dient. Die Rollen 213 werden durch Stifte an den jeweiligen Positionen der Öffnungen 219 befestigt. Der Umformeinsatz 209 dient als dreifa- ches Spannfutter und Schiene für die Rollen 213. Die Rollen 213 erzeugen als Prägeabschnitt 21 1 die entsprechenden Einwölbungen 1 19 in der Rohrwand1 17.

Fig. 15 zeigt Ansichten Einlassrohres 105, das mit dem Werkzeug 207 hergestellt ist.Maßgebend für die Steifigkeit und die akustischen Verbesserung ist die geometrische Form und Ausprägung des Werkzeuges 207. Durch die Umformung der Rollen 213 umfasstdas Einlassrohr 105 im Querschnitt kreisförmige Verengungsbereiche 109. Zwischen jeweils zwei Verengungsbereichen 109 entsteht eine Kammer 1 1 1.

Durch die geometrische Form des Einlassrohres 105 werdendie Steifigkeit und dasBiegemoment erhöht. Ein Abknickendes Einlassrohres 105 oder eineQuerschnittsveränderung des Verengungsbereiches 109 während des anschließenden Montagprozesseswird verhindert. Eine Geräuschentwicklung und eineAkustik wirdverringert. Durch das Werkzeug 207 werden eine akustische Verbesserung der Serienproduktion, eine Erhöhung der Steifigkeit bei einer Biegebeanspruchung und eine Prozesssicherheit beim Herstellen der Geometrie erzielt.

Durch das Verfahren zum Herstellen des Verdampfers wird die Rohroberfläche des Einlassrohres 105 nicht beschädigt oder verletzt. Dadurch wird eine Leckage im Formgebungspro- zess, beispielsweise durch Risse, ausgeschlossen. Alle in Verbindung mit einzelnen Ausführungsformen der Erfindung erläuterten und gezeigtenMerkmale können in unterschiedlicher Kombination in dem erfindungsgemäßen Gegenstand vorgesehen sein, um gleichzeitig deren vorteilhafte Wirkungen zu realisieren.

Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist durch die Ansprüche gegeben und wird durch die in der Beschreibung erläuterten oder den Figuren gezeigten Merkmale nicht beschränkt.

BEZUGSZEICHENLISTE

100 Kältegerät

103 Verdampfer

105 Einlassrohr

107 Rohrbereich

109 Verengungsbereich

1 1 1 Kammer

1 13 Kapillarrohr

1 15 Seitenfläche

1 17 Rohrwand

1 19 Einwölbung

200 Stützdorn

203 Backenelemente

205 Aussparung

207 Werkzeug

209 Umformeinsatz

211 Präge abschnitt

213 Rolle

215 Öffnung

217 Aussparung

219 Öffnung

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Kältegerät (100) mit einem Verdampfer (103) zum Verdampfen eines Kältemittels, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (103) ein Einlassrohr (105) zum Einlassen des Kältemittels umfasst, in dem ein Rohrbereich (107) mit einem ersten Strömungsquer- schnitt und ein Verengungsbereich (109) mit einem zweiten Strömungsquerschnitt gebildet ist, der kleiner als der erste Strömungsquerschnitt ist.

2. Kältegerät (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Verengungsbereich (109) durch zumindest eine konkave Einwolbung (1 19) einer Rohrwand (1 17) des Einlassrohres (105) gebildet ist.

3. Kältegerät (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Verengungsbereich (109) eine Kammer (1 1 1 ) im Einlassrohr (105) gebildet wird.

4. Kältegerät (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassrohr (105) mehrere Verengungsbereiche (109) umfasst.

5. Kältegerät (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Verengungsbereichen (109) ein Rohrbereich (107) angeordnet ist, der über eine vorgegebene Länge (x1 ) einen konstanten, ersten Strömungsquerschnitt aufweist.

6. Kältegerät (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verengungsbereich (109) einen kreisförmigen, rechteckigen oder stern- förmigen Querschnitt aufweist.

7. Kältegerät (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassrohr (105) einen konischen Anschlussbereich (1 1 1 ) für ein Kapillarrohr (1 13) umfasst.

8. Kältegerät (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Veren- gungsbereich(109) direkt nach dem Anschlussbereich (1 1 1 ) angeordnet ist.

9. Kältegerät (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dassVerengungsbereich (109) in einem Abstand von weniger als 50 mm nach einem Ende eines Kapillarrohres (1 13) angeordnet ist.

10. Kältegerät (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Verhältnis zwischen dem ersten Strömungsquerschnitt und dem zweiten

Strömungsquerschnitt größer als 5:1 ist.

1 1. Verfahren zum Herstellen eines Verdampfers (103) für ein Kältegerät (100), der ein Einlassrohr (105) zum Einlassen eines Kältemittels umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte umfasst:

Einführen eines Stützdorns (200), der das Profil eines zweiten Strömungsquerschnitts vorgibt, in das Einlassrohr (105) mit einem ersten Strömungsquerschnitt; Zusammenpressen des Einlassrohres (105), auf den durch den Stützdorn (200) vorgegebenen zweiten Strömungsquerschnitt, um einen Verengungsbereich (109) zu erzeugen; und

Entfernen des Stützdorns (200) aus dem Einlassrohr (105).

12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Zusammenpressendes Einlassrohres (105) mittels eines radial zur Mitte des Einlassrohres (105) verschiebbarenUmformeinsatzes (209) eines Werkzeuges (207 )durch geführt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass beim Zusammenpres- sen eine konkave Einwolbung (1 19) in einer Rohrwand (1 17) des Einlassrohrs (105) durch einen Prägeabschnitt (21 1 ) des Umformeinsatzes (209) erzeugt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dassder Prägeabschnitt (21 1 ) durch eine Rolle (213) gebildet wird, die an dem Umformeinsatz (209) drehbar gelagert ist.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dassbeim Zusammenpressen mehrere konkave Einwölbungen (1 19) durch mehrere Prägeabschnitte (21 1 )des Umformeinsatzes (209)gleichzeitig erzeugt werden.