WO2022214210A1 - Verfahren zum betrieb einer anlage zur vakuum-druck-befüllung und hydraulische schaltung zur durchführung des verfahrens - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Anlage zur Vakuum-Druck-Befüllung von Systemen mit gasförmigen verflüssigten Betriebsstoffen, wobei das zu befüllende System mit einem Zusatzstoff vorbefüllt ist, der während einer Durchführung von Nebenprozessen durch Strömungswirkungen teilweise aus dem Befüllprozess entzogen und nachfolgend dem zu befüllenden System wieder zudosiert wird sowie eine hydraulische Schaltung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens. Aufgabe der Erfindung ist es, eine diesbezügliche technische Lösung zu schaffen, die insbesondere für eine Befüllung eines Fahrzeugklimasystems mit Kältemittel im Fertigungsprozess an Montagelinien der Automobilindustrie geeignet ist. Diese Aufgabe wird durch eine Kombination von verfahrens -und vorrichtungstechnischen Ausgestaltungen gelöst, die durch spezifische Leitungsführung in Wirkverbindung mit Ventilen und der baulichen Integration eines Abscheiders in den Strömungsweg eine richtungsabhängige Beeinflussung der Volumenströme ermöglichen, so dass ein aus dem Volumenstrom abgeschiedener Zusatzstoff nach dem Abschluss der Nebenprozesse erneut in den Hauptprozess zudosiert werden kann.
Description
Verfahren zum Betrieb einer Anlage zur Vakuum-Druck-Befüllung und hydraulische Schaltung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Anlage zur Vakuum-Druck-Befüllung von Systemen mit gasförmigen verflüssigten Betriebsstoffen, wobei das zu befüllende System mit einem Zusatzstoff vorbefüllt ist, der während einer Durchführung von Nebenprozessen durch Strömungswirkungen teilweise aus dem Befüllprozess entzogen und nachfolgend dem zu befüllenden System wieder zudosiert wird sowie eine hydraulische Schaltung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.
Für verschiedenartige technische Anwendungen müssen Flüssigkeiten und/oder Gase einer gerätetechnischen Anordnung zugeführt werden. Dabei werden zunehmend mit Vakuum unterstützte Druckbefüllungen realisiert. Ein diesbezüglich typisches Einsatzgebiet der Vakuum-Druck-Befüllung ist die Automobilindustrie. Die neuen Fahrzeuge müssen an den Montagelinien der Hersteller mit den zum Betrieb notwendigen flüssigen und gasförmigen Betriebsstoffen befüllt werden. Diese Betriebsstoffe werden in weitgehend automatisierten Prozessen ausgehend von einer Befüllanlage über Verbindungsleitungen und Befülladapter in die jeweils zu befüllenden Kreisläufe und Behälter der Fahrzeuge eingespeist.
Dabei werden die zu befüllenden Fahrzeugsysteme entweder mit Medien befüllt, die bei Umgebungstemperatur flüssig sind (z.B. Bremssysteme, Motorkühlsysteme, Getriebe, flüssige Kraftstoffe usw.) oder mit Medien, die bei Umgebungstemperatur gasförmig sind (z.B. Kältemittel für Klimasysteme). Die Befüllung wird unterteilt in Prozessschritte, die zur Vorbereitung (z.B. Evakuierung) bzw. Prüfung (z.B. Drucklecktest) sowie zur eigentlichen Befüllung notwendig sind. Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung werden die Prozessschritte zur Vorbereitung, Prüfung und dergleichen als Nebenprozess bezeichnet und der Prozessschritt des Einfüllens der Betriebsstoffe in die Behälter und Kreisläufe der Fahrzeuge wird als Hauptprozess bezeichnet.
Die üblicherweise in Fahrzeugen installierten Klimaanlagen werden mit gasförmigen Medien als Betriebsstoff befüllt. Dabei erfolgt die Befüllung der Systeme in höheren Drucklagen als bei Systemen, für die flüssige Medien als Betriebsstoff verwendet werden und die einen im Betriebszustand drucklosen Ausgleichsbehälter aufweisen. Demzufolge werden die vor einer Befüllung notwendigen Prüfungen innerhalb des Nebenprozesses teilweise ebenfalls in höheren Drucklagen durchgeführt.
Während der Prozessschritte im Nebenprozess entstehen in Abhängigkeit des jeweils aktuellen Betriebszustandes unterschiedliche Strömungsrichtungen, entweder in Richtung zum Fahrzeug oder in entgegengesetzter Richtung weg vom Fahrzeug. Da die Systeme üblicherweise vorgefüllt sind, kann Öl, welches sich im Kältemittelkreislauf des Fahrzeuges befindet, während des Nebenprozesses aus dem Kreislauf herausgerissen werden. Somit können sich funktionelle Probleme ergeben. Um dies zu vermeiden, muss die dem Kreislauf entzogene Teilmenge an Öl dem Kreislauf wieder zudosiert werden.
Das Auffangen und erneute Zudosieren von herausgerissenem Öl kann beispielsweise mit getrennten Abscheide- und Zudosierprozessen erfolgen. Das Öl wird dabei abgeschieden und gewogen. Die gewogene Menge wird dann aus einem Behältnis als Frischöl zudosiert. Das herausgerissene Öl sollte dann entsorgt werden. Ebenso ist ein direktes Zudosieren aus einer mit einem Verdichter betriebenen Rücksaugeinheit möglich. Dabei wird jedoch nicht das zuvor herausgerissene Öl verwendet. Ein Lösungsansatz für eine Ausführung mit direktem Zudosieren des unmittelbar zuvor herausgerissenen Öls ist bisher nicht bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine technische Lösung für eine Anlage zur Vakuum-Druck- Befüllung von Baugruppen mit gasförmigen verflüssigten Betriebsstoffen zu schaffen, mit der Betriebsstoffe, die in einem Nebenprozess vor der Befüllung aus einem zu befüllenden System mitgerissen worden sind, aus dem Fluidstrom abgeschieden und dem zu befüllenden System wieder zudosiert werden können.
Die Aufgabe wird verfahrenstechnisch gelöst, indem zunächst eine Leitung ausgehend von einem Mindestfüllstand eines Abscheiders zur Aufnahme von Zusatzstoff bis zu einem Ventil an einer Hochdruckseite eines Befüllwerkzeuges mit dem im System verwendeten Zusatzstoff luftfrei vorgefüllt wird.
Das Verfahren kann sowohl mit einem vorgeschalteten Drucktest als auch ohne Drucktest durchgeführt werden. Für einen Drucktest wird zunächst zum Druckaufbau über eine Leitung und deren einen separaten Leitungsabschnitt mit einem geöffneten Ventil ein Prüfmedium mit Druck in das System eingebracht, wobei weitere Ventile in einem anderen separaten Leitungsabschnitt der Leitung sowie ein Ventil in einer weiteren Leitung geschlossen sind. Beim Abschluss des Drucktests bleibt zum Druckabbau das Ventil in der weiteren Leitung weiterhin geschlossen und zusätzlich wird das Ventil in dem einen separaten Leitungsabschnitt geschlossen. Hingegen werden in dem anderen separaten Leitungsabschnitt die Ventile geöffnet, wobei durch die Wirkung der somit auftretenden Strömung eine Menge an Zusatzstoff mitgerissen und im Abscheider aufgefangen wird. Der
somit im Abscheider temporär gelagerte Zusatzstoff kann in einer Ausgestaltung auch mit einem Gas (z.B. N2) beaufschlagt werden. Dies ist für stark hygroskopische Betriebsmittel vorteilhaft, die somit wirksam vor einer Kontamination geschützt werden können. Die Mengenänderung zwischen der vorab erfolgten Teilfüllung des Abscheiders und der jetzt zusätzlichen Teilfüllung wird durch ein Messsystem im Abscheider ausgewertet.
Für ein nachfolgendes Evakuieren des Systems werden das Ventil in der Leitung und das Ventil im separaten Leitungsabschnitt geschlossen. Hingegen werden in dem anderen separaten Leitungsabschnitt die Ventile geöffnet, wobei durch die Wirkung der somit auftretenden Strömung eine Menge an Zusatzstoff mitgerissen und im Abscheider aufgefangen wird. Bei Durchführung des Verfahrens ohne vorgeschalteten Drucktest wird zum Evakuieren des Systems ein Ventil in einer Leitung geschlossen, während in einem Leitungsabschnitt zwei Ventile geöffnet werden. Durch die Wirkung der somit auftretenden Strömung wird auch bei dieser Variante eine Menge an Zusatzstoff mitgerissen und im Abscheider aufgefangen. Auch hier kann der im Abscheider temporär gelagerte Zusatzstoff mit einem Gas (z.B. N2) beaufschlagt werden und die Mengenänderung wird ebenfalls durch ein Messsystem im Abscheider ausgewertet.
Anschließend wird der dem System zunächst entrissene und im Abscheider erfasste Zusatzstoff dem System wieder zudosiert, indem die in den separaten Leitungsabschnitten angeordneten Ventile (bzw. das in dem einen Leitungsabschnitt angeordnete Ventil) geschlossen werden (wird), während das Ventil in der Leitung und ein im weiteren Strömungsverlauf dieser Leitung an der Hochdruckseite des Befüllwerkzeuges angeordnetes Ventil geöffnet werden.
Vorrichtungstechnisch wird die Aufgabe gelöst, indem die Anlage eine zur Durchführung von Nebenprozessen mit einem Befüllwerkzeug in Wirkverbindung bringbare Leitung aufweist, der anlagenspezifisch eine Druckquelle und/oder eine Vakuumquelle zuschaltbar sind und die ausgehend von einem ersten Teilungspunkt über einen Teilabschnitt ihrer Länge in zwei separate Leitungsabschnitte aufgeteilt ist. Der eine separate Leitungsabschnitt führt ausgehend vom ersten Teilungspunkt über einen Abscheider zu einem zweiten Teilungspunkt und weist im Abschnitt zwischen dem ersten Teilungspunkt und dem Abscheider ein erstes Ventil sowie im Abschnitt zwischen dem Abscheider und dem zweiten Teilungspunkt ein zweites Ventil auf. Diese Ventile sind gegenüber dem Abscheider jeweils absperrbar ausgestaltet sind. Der andere separate Leitungsabschnitt führt ausgehend vom ersten Teilungspunkt zum zweiten Teilungspunkt und weist ein Ventil auf. Die Leitung ist ausgehend vom zweiten Teilungspunkt wieder als eine einheitliche Leitung ausgestaltet. Weiterhin zweigt
vom Abscheider eine weitere Leitung ab, die ein Ventil aufweist und mit dem Befüllwerkzeug in Wirkverbindung bringbar ist.
Sofern die hydraulische Schaltung nicht für einen vorgeschalteten Drucktest verwendet werden soll, ist keine Aufteilung der Leitung in zwei separate Leitungsabschnitte notwendig. Dann ist es ausreichend, dass die eine Leitung mit einem Leitungsabschnitt über einen Abscheider führt und vor dem Abscheider ein erstes Ventil sowie nach dem Abscheider ein zweites Ventil aufweist. Auch bei dieser Variante sind die beiden Ventile gegenüber dem Abscheider jeweils absperrbar ausgestaltet. Weiterhin zweigt vom Abscheider ebenfalls eine weitere Leitung ab, die ein Ventil aufweist und mit dem Befüllwerkzeug in Wirkverbindung bringbar ist.
Weitere vorteilhafte Verfahrens- und vorrichtungstechnische Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen und werden in einem Ausführungsbeispiel beschrieben.
Durch die Auftrennung in mehrere separate Leitungsabschnitte kann in Wirkverbindung mit insgesamt vier Ventilen und der baulichen Integration eines Abscheiders im Strömungsweg eine richtungsabhängige Beeinflussung der Volumenströme realisiert werden. Demzufolge kann der aus dem Volumenstrom abgeschiedene Betriebsstoff (z.B. Öl) nach dem Abschluss der Nebenprozesse erneut in den Hauptprozess zudosiert werden.
Die erfindungsgemäße technische Lösung ist für verschiedenartige Anwendungen geeignet, bei denen bei Umgebungstemperatur gasförmige Medien mittels Druckbeaufschlagung im flüssigen Zustand als Betriebsstoff in Gehäuse, Kreisläufe, Ausgleichbehälter und ähnliche Baugruppen befüllt werden. Unabhängig vom konkreten Einsatzgebiet wird ein während eines Befüll- und/oder Prüfprozesses aus dem zu befüllenden System durch den Prozessablauf entfernter Zusatzsoff aufgefangen und dem Prozess wieder zugeführt. Da dieser Zusatzsoff noch neu und unbenutzt ist, kann er direkt wiederverwendet und muss nicht entsorgt werden.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Wie oben dargelegt, kann die erfindungsgemäße technische Lösung sowohl mit einem vorgeschalteten Drucktest als auch ohne einen derartigen Drucktest durchgeführt werden. Für das Ausführungsbeispiel wird eine Variante mit vorgeschaltetem Drucktest beschrieben:
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäß ausgeführte hydraulische Schaltung für eine Anlage zur Vakuum-Druck-Befüllung von Baugruppen mit gasförmigen verflüssigten Betriebsstoffen dargestellt, hier beispielsweise für eine Befüllung eines Fahrzeugklimasystems mit Kältemittel
im Fertigungsprozess an Montagelinien der Automobilindustrie. Derartige Klimasysteme weisen üblicherweise eine Unterteilung in eine Hochdruckseite (HPS - high pressure side) und eine Niederdruckseite (LPS - low pressure side) auf, die in der Zeichnung mit „HPS“ und „LPS“ stilisiert dargestellt sind.
Über eine mit “K“ bezeichnete Leitung wird der Hochdruckseite HPS das im Hauptprozess in das Klimasystem zu befüllende Kältemittel zugeführt. Das Befüllwerkzeug 1 , vorzugsweise ein Befülladapter, umfasst verschiedene Baugruppen, die hier lediglich beispielhaft innerhalb eines strichpunktierten Rahmens stilisiert dargestellt sind.
Über eine mit “L“ bezeichnete Leitung werden die in Nebenprozessen für einen Drucktest, für das Evakuieren und dergleichen benötigten Medien (z.B. Stickstoff) zugeführt. Hierfür sind der Leitung L anlagenspezifisch sowohl eine Druckquelle (für Prüfmedium / Prüfgas) als auch eine Vakuumquelle (Vakuumpumpe für Evakuieren) zuschaltbar. Die Leitung L ist ausgehend von einem ersten Teilungspunkt „T“ über einen Teilabschnitt ihrer Länge in zwei separate Leitungsabschnitte „L1“ und „L2“ aufgeteilt.
Der erste separate Leitungsabschnitt L1 führt ausgehend vom ersten Teilungspunkt T über einen Abscheider „A“ zu einem zweiten Teilungspunkt „Z“. Der zweite separate Leitungsabschnitt L2 führt ausgehend vom ersten Teilungspunkt T ebenfalls zum zweiten Teilungspunkt Z. Ausgehend vom Teilungspunkt Z ist die abschnittsweise in zwei separate Leitungsabschnitte L1 und L2 aufgeteilte Leitung wieder als eine einheitliche Leitung L ausgestaltet.
Der Leitungsabschnitt L1 ist im Verlauf zwischen dem ersten Teilungspunkt T und dem Abscheider A mit einem Ventil V2 und im weiteren Verlauf zwischen dem Abscheider A und dem zweiten Teilungspunkt Z mit einem Ventil V3 ausgestattet. Diese Ventile V2 und V3 sind gegenüber dem Abscheider A jeweils absperrbar ausgeführt. Der Leitungsabschnitt L2 weist ein Ventil V4 auf. Die in Abhängigkeit vom konkreten Betriebszustand auftretenden Strömungsrichtungen in den separaten Leitungsabschnitten L1 und L2 sind mit Pfeilen stilisiert dargestellt.
Vom Abscheider A, der vorzugsweise eine Einrichtung zur Füllstandüberwachung aufweist, zweigt eine dritte Leitung „L3“ ab. Diese Leitung L3 weist ein Ventil V1 auf und kann mit dem Befüllwerkzeug 1 in Wirkverbindung gebracht werden. Weiterhin kann diese weitere Leitung L3 auch mindestens ein (nicht dargestelltes) Filterelement aufweisen.
Mit einer derartig ausgeführten hydraulischen Schaltung können bei einer Vakuum-Druck- Befüllung von Baugruppen mit gasförmigen verflüssigten Betriebsstoffen die nachfolgend beschriebenen Verfahrensschritte realisiert werden, wobei - wie bereits dargelegt - eine bevorzugte Anwendung für Montagelinien der Automobilindustrie beschrieben wird:
Für einen funktionssicheren Betrieb eines Fahrzeugklimasystems ist neben dem Kältemittel als dem eigentlichen Betriebsstoff zumeist auch ein Klimakompressoröl (nachfolgend als „Öl“ bezeichnet) notwendig. Dieses Öl kann entweder während der erstmaligen Befüllung des Klimasystems im Fertigungsprozess an der Montagelinie zusätzlich eingefüllt oder bereits vorab vom Hersteller der Komponenten des Klimasystems vorbefüllt werden. In der Praxis wird ganz überwiegend die zweite Variante mit einer Vorbefüllung realisiert. Dabei muss sichergestellt werden, dass die vorbefüllte Ölmenge innerhalb einer zumeist festgelegten Toleranzgrenze während der Befüllung mit Kältemittel an der Montagelinie auch tatsächlich im Klimasystem verbleibt.
Die vorliegende technische Lösung ist für ein zu befüllendes Klimasystem mit einem schon im System vorgefüllten Zusatzstoff (z.B. Klimakompressoröl) konzipiert. Dabei ist das zu befüllende System so gebaut, das eine relevante Menge an Zusatzstoff (Öl) während des Befüllprozesses entzogen wird. Voraussetzung für die Anwendung der nachfolgend beschriebenen Verfahrensschritte ist, dass der Abscheider A und die Leitung L3 von einem Mindestfüllstand „MIN“ des Abscheiders A bis zum Ventil V an der Hochdruckseite HPS im Befüllwerkzeug 1 mit dem im System verwendeten Zusatzstoff (Öl) luftfrei vorgefüllt sind oder dass eine solche Vorfüllung durch prozesstechnische Ausgestaltungen erfolgt.
Im Fertigungsprozess an einer Montagelinie müssen neben der eigentlichen Befüllung mit Kältemittel zumindest ein Drucktest und ein Evakuieren als Nebenprozesse durchgeführt werden.
Für einen Drucktest ist zunächst ein Druckaufbau notwendig. Hierfür wird über die Leitung L und den separaten Leitungsabschnitt L2 mit dem Ventil V4 ein Prüfmedium (vorzugsweise Prüfgas) mit Druck in das Klimasystem eingebracht. Die Ventile V2 und V3 im anderen separaten Leitungsabschnitt L1 sowie das Ventil V1 in der Leitung 3 sind geschlossen. In Abhängigkeit vom konstruktiven Aufbau des zu befüllenden Systems wird das Prüfmedium entweder über die Hochdruckseite HPS und die Niederdruckseite LPS oder nur über HPS oder nur über LPS eingebracht. Dabei wird stets eine Strömungsrichtung zum bzw. in das System realisiert.
Nachfolgend kann prinzipiell eine Druckleckmessung durchgeführt werden. Dies ist jedoch nicht relevant, weil aufgrund der geschlossenen Ventile V2 und V3 keine Strömungen bzw. Druckdifferenzen im anderen separaten Leitungsabschnitt L1 auftreten können.
Für den Abschluss des Drucktests ist ein Druckabbau notwendig. Dabei soll der für den Drucktest in das Klimasystem eingebrachte Druck wegen der angestrebten kurzen Prozesszeiten möglichst schnell wieder aus dem System entweichen. Das Ventil V1 in der Leitung L3 ist weiterhin geschlossen. Außerdem ist jetzt das Ventil V4 im separaten Leitungsabschnitt L2 geschlossen. Für den Druckabbau wird der separate Leitungsabschnitt L1 mit dem Ventil V3, dem Abscheider A und dem Ventil V2 verwendet. Demzufolge wird eine Strömungsrichtung vom bzw. aus dem System zur Befüllanlage realisiert. Durch die Wirkung dieser Strömung wird in Abhängigkeit vom konkreten Aufbau des zu befüllenden Systems eine unbekannte Menge “x“ an Öl (bzw. des im zu befüllenden System bereits vorhandenen Zusatzstoffes) mitgerissen. Die Menge “x“ wird im Abscheider A aufgefangen. Die Mengenänderung zwischen der vorab erfolgten Teilfüllung des Abscheiders A und der zusätzlichen Teilfüllung wird durch ein Messsystem im Abscheider A ausgewertet.
Für ein Evakuieren des Klimasystems wird ein ähnlicher Verfahrensablauf wie beim oben erläuterten Druckabbau realisiert. Das Ventil V1 in der Leitung L3 und das Ventil V4 im separaten Leitungsabschnitt L2 sind geschlossen. Somit wird das Evakuieren ebenfalls über den separaten Leitungsabschnitt L1 mit dem Ventil V3, dem Abscheider A und dem Ventil V2 realisiert. Aufgrund der im Produktionsprozess geforderten kurzen Prozesszeiten kann die Evakuierung mit leistungsstarken Pumpen (in der Zeichnung nicht dargestellt) unterstützt werden, die eine entsprechend starke Strömung erzeugen und damit weiterhin den Zusatzstoff (Öl) mitreißen, der im Abscheider A aufgefangen wird.
Nachfolgend kann prinzipiell eine Leckagemessung durchgeführt werden. Dies ist jedoch (ebenso wie beim Drucktest) nicht relevant, weil aufgrund der geschlossenen Ventile V1 und V4 keine Strömungen bzw. Druckdifferenzen im separaten Leitungsabschnitt L2 und der Leitung L3 auftreten können.
Nach den oben erläuterten Verfahrensschritten aus den Nebenprozessen wird das Verfahren im eigentlichen Hauptprozess weitergeführt, indem der aus dem Klimasystem zunächst entrissene Zusatzstoff (Öl) dem System wieder zudosiert wird. Dabei wird die abgeschiedene Menge nicht nur mengenmäßig, sondern auch hinsichtlich des „Materials“ identisch wieder zugeführt. Dies ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber anderen technischen Lösungen, bei denen die abgeschiedene Ölmenge durch neues Öl ersetzt wird.
Hierbei sind die in den separaten Leitungsabschnitten L1 und L2 angeordneten Ventile V3 und V4 geschlossen. In das jetzt evakuierte System wird die vorher aus dem Prozess abgeschiedene und im Abscheider A aufgefangene Menge “x“ an Zusatzstoff (Öl) über die Leitung L3 mit dem Ventil V1 und ein an der Hochdruckseite HPS angeordnetes Ventil V wieder in das System eingefüllt. Die konkret einzufüllende Menge entspricht der über das im Abscheider A angebrachte Messsystem ermittelten Differenzmenge zwischen dem Füllstand im Abscheider vor dem Prozessbeginn und dem aktuellem Füllstand im Abscheider.
Das Einfüllen dieser Differenzmenge kann vorzugsweise durch eine Beaufschlagung des Abscheiders A mit dem vorhandenen Prüfmedium (Prüfgas) über das im separaten Leitungsabschnitt L1 angeordnete Ventil V2 erfolgen, das normalerweise über eine ausreichend hohe Drucklage verfügt.
Alternativ kann das Einfüllen der Differenzmenge über eine zwischen dem Abscheider A und dem Ventil V1 angebrachte Pumpe erfolgen, die in der Zeichnung nicht näher dargestellt ist.
Durch das Messsystem im Abscheider A wird sichergestellt, dass die Leitung L3 immer ausreichend mit Zusatzstoff (Öl) gefüllt ist und dass das Prüfmedium (Prüfgas) nicht in die Befüllseite des Befüllwerkzeuges 1 einströmen kann. Bei der Ausgestaltung mit einer Pumpe zwischen dem Abscheider A und dem Ventil V1 wird über das Messsystem im Abscheider A ein Leerlaufen der Leitung L3 verhindert.
Nachdem der Zusatzstoff (Öl) wieder vollständig in das System zudosiert worden ist, muss der Druck auf den Abscheider A in Vorbereitung für einen neuen Prozess abgebaut werden. Dies kann beispielsweise in gleichartiger Weise erfolgen wie beim oben erläuterten Druckabbau beim Abschluss des Drucktests.
Mit der vorgeschlagenen hydraulischen Schaltung kann der beschriebene Verfahrensablauf in Abhängigkeit der jeweils konkreten Einsatzbedingungen weiter ausgestaltet werden, ohne dass diesbezügliche Varianten hier vollständig beschrieben werden.
Sofern beispielsweise der Druck in der Leitung L3 durch die Höhe des Druckes über das Ventil V2 im separaten Leitungsabschnitt L1 auf den Abscheider A entsprechend hoch eingestellt oder mit der alternativ vorgesehenen Pumpe ein entsprechend hoher Druck erzeugt wird, kann zur Einsparung von Prozesszeit auf den separaten Verfahrensschritt zum Zudosieren verzichtet werden. Stattdessen kann der Zusatzsoff (Öl) dann während des Füllens mit dem
Kältemittel als Betriebsstoff parallel mit eingefüllt werden. Hierfür muss allerdings der Druck in der Leitung L3 den Befülldruck des zu befüllenden Kältemittels in der Leitung K übersteigen.
Bezugszeichenliste
1 Befüllwerkzeug A Abscheider
K Leitung für Medien im Hauptprozess L Leitung für Medien im Nebenprozess L1 erster separater Leitungsabschnitt L2 zweiter separater Leitungsabschnitt L3 Leitung vom Abscheider zum Befüllwerkzeug
V Ventil am Befüllwerkzeug
VI Ventil in Leitung L3
V2 Ventil in Leitung L1
V3 Ventil in Leitung L1
V4 Ventil in Leitung L2
T erster Teilungspunkt Z zweiter Teilungspunkt HPS Hochdruckseite Fahrzeug LPS Niederdruckseite Fahrzeug
Claims
1. Verfahren zum Betrieb einer Anlage zur Vakuum-Druck-Befüllung von Systemen mit gasförmigen verflüssigten Betriebsstoffen, wobei das zu befüllende System mit einem Zusatzstoff vorbefüllt ist, der während einer Durchführung von Nebenprozessen durch Strömungswirkungen teilweise aus dem Befüllprozess entzogen und nachfolgend dem zu befüllenden System wieder zudosiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst eine Leitung (L3) ausgehend von einem Mindestfüllstand (MIN) eines Abscheiders (A) zur Aufnahme von Zusatzstoff bis zu einem Ventil (V) an einer Hochdruckseite (HPS) eines Befüllwerkzeuges (1) mit dem im System verwendeten Zusatzstoff luftfrei vorgefüllt wird, dass für einen Drucktest zunächst zum Druckaufbau über eine Leitung (L) und deren einen separaten Leitungsabschnitt (L2) mit einem geöffneten Ventil (V4) ein Prüfmedium mit Druck in das System eingebracht wird, wobei weitere Ventile (V2, V3) in einem anderen separaten Leitungsabschnitt (L1) der Leitung (1) sowie ein Ventil (V1) in der weiteren Leitung (L3) geschlossen sind und dass für einen Abschluss des Drucktests zum Druckabbau das Ventil (V1) in der weiteren Leitung (L3) weiterhin geschlossen bleibt und zusätzlich das Ventil (V4) in dem einen separaten Leitungsabschnitt (L2) geschlossen wird, während in dem anderen separaten Leitungsabschnitt (L1) die Ventile (V3, V2) geöffnet werden, wobei durch die Wirkung der somit auftretenden Strömung eine Menge an Zusatzstoff mitgerissen und im Abscheider (A) aufgefangen wird und wobei die Mengenänderung zwischen der vorab erfolgten Teilfüllung des Abscheiders (A) und der jetzt zusätzlichen Teilfüllung durch ein Messsystem im Abscheider (A) ausgewertet wird, dass für ein Evakuieren des Systems das Ventil (V1) in der Leitung (L3) und das Ventil (V4) im separaten Leitungsabschnitt (L2) geschlossen werden, während in dem anderen separaten Leitungsabschnitt (L1 ) die Ventile (V3, V2) geöffnet werden, wobei durch die Wirkung der somit auftretenden Strömung eine Menge an Zusatzstoff mitgerissen und im Abscheider (A) aufgefangen wird und wobei die Mengenänderung zwischen der vorab erfolgten Teilfüllung des Abscheiders (A) und der jetzt zusätzlichen Teilfüllung durch ein Messsystem im Abscheider (A) ausgewertet wird und dass anschließend der dem System zunächst entrissene und im Abscheider (A) erfasste Zusatzstoff dem System wieder zudosiert wird, indem die in den separaten Leitungsabschnitten (L1 , L2) angeordneten Ventile (V3, V4) geschlossen werden, während das Ventil (V1) in der Leitung (L3) und ein im weiteren Strömungsverlauf dieser Leitung (L3) an der Hochdruckseite (HPS) des Befüllwerkzeuges (1) angeordnetes Ventil (V) geöffnet werden.
2. Verfahren zum Betrieb einer Anlage zur Vakuum-Druck-Befüllung von Systemen mit gasförmigen verflüssigten Betriebsstoffen, wobei das zu befüllende System mit einem Zusatzstoff vorbefüllt ist, der während einer Durchführung von Nebenprozessen durch Strömungswirkungen teilweise aus dem Befüllprozess entzogen und nachfolgend dem zu befüllenden System wieder zudosiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst eine Leitung (L3) ausgehend von einem Mindestfüllstand (MIN) eines Abscheiders (A) zur Aufnahme von Zusatzstoff bis zu einem Ventil (V) an einer Hochdruckseite (HPS) eines Befüllwerkzeuges (1) mit dem im System verwendeten Zusatzstoff luftfrei vorgefüllt wird, dass für ein Evakuieren des Systems ein Ventil (V1) in der Leitung (L3) geschlossen wird, während in einem Leitungsabschnitt (L1) Ventile (V3, V2) geöffnet werden, wobei durch die Wirkung der somit auftretenden Strömung eine Menge an Zusatzstoff mitgerissen und im Abscheider (A) aufgefangen wird und wobei die Mengenänderung zwischen der vorab erfolgten Teilfüllung des Abscheiders (A) und der jetzt zusätzlichen Teilfüllung durch ein Messsystem im Abscheider (A) ausgewertet wird und dass anschließend der dem System zunächst entrissene und im Abscheider (A) erfasste Zusatzstoff dem System wieder zudosiert wird, indem das im Leitungsabschnitt (L1) angeordnete Ventil (V3) geschlossen wird, während das Ventil (V1) in der Leitung (L3) und ein im weiteren Strömungsverlauf dieser Leitung (L3) an der Hochdruckseite (HPS) des Befüllwerkzeuges (1) angeordnetes Ventil (V) geöffnet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfmedium über die Hochdruckseite (HPS) und die Niederdruckseite (LPS) oder nur über die Hochdruckseite (HPS) oder nur über die Niederdruckseite (LPS) des Befüllwerkzeuges (1) in das System eingebracht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der im Abscheider (A) temporär gelagerte Zusatzstoff mit einem Gas beaufschlagt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der im Abscheider (A) temporär gelagerte Zusatzstoff mit N2 beaufschlagt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wieder in das System einzufüllende Menge an Zusatzstoff der Differenzmenge entspricht, die mit dem im Abscheider (A) angebrachten Messsystem zwischen dem Füllstand
im Abscheider (A) vor dem Prozessbeginn und dem aktuellem Füllstand im Abscheider (A) ermittelt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einfüllen der in das System einzufüllenden Differenzmenge an Zusatzstoff durch eine Beaufschlagung des Abscheiders (A) mit dem Prüfmedium über das im separaten Leitungsabschnitt (L1) angeordnete Ventil (V2) erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einfüllen der in das System einzufüllenden Differenzmenge an Zusatzstoff durch eine zwischen dem Abscheider (A) und dem Ventil (V1) in der Leitung (L3) angeordnete Pumpe erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in der Leitung (L3) durch die Höhe des Druckes über das Ventil (V2) im separaten Leitungsabschnitt (L1) auf den Abscheider (A) höher eingestellt wird als der Befülldruck für das befüllende Kältemittel in der Leitung (K).
10. Verfahren nach mindesten einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur Vakuum-Druck-Befüllung von Fahrzeugklimasystemen mit gasförmigen verflüssigten Betriebsstoffen im Fertigungsprozess an Montagelinien der Automobilindustrie eingesetzt wird.
11. Hydraulische Schaltung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 zum Betrieb einer Anlage zur Vakuum-Druck-Befüllung von Systemen mit gasförmigen verflüssigten Betriebsstoffen, wobei das zu befüllende System mit einem Zusatzstoff vorbefüllt ist, der während einer Durchführung von Nebenprozessen durch Strömungswirkungen teilweise aus dem Befüllprozess entzogen und nachfolgend dem zu befüllenden System wieder zudosiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Schaltung eine zur Durchführung von Neben prozessen mit einem Befüllwerkzeug (1) in Wirkverbindung bringbare Leitung (L) aufweist, der anlagenspezifisch eine Druckquelle und/oder eine Vakuumquelle zuschaltbar sind und die ausgehend von einem ersten Teilungspunkt (T) über einen Teilabschnitt ihrer Länge in zwei separate Leitungsabschnitte (L1 , L2) aufgeteilt ist, wobei der eine separate Leitungsabschnitt (L1) ausgehend vom ersten Teilungspunkt (T) über einen Abscheider (A) zu einem zweiten Teilungspunkt (Z) führt und im Abschnitt zwischen dem ersten Teilungspunkt (T) und dem Abscheider (A) ein erstes Ventil (V2) sowie im Abschnitt
zwischen dem Abscheider (A) und dem zweiten Teilungspunkt (Z) ein zweites Ventil (V3) aufweist, wobei die Ventile (V2) und (V3) gegenüber dem Abscheider (A) jeweils absperrbar ausgestaltet sind, wobei der andere separate Leitungsabschnitt (L2) ausgehend vom ersten Teilungspunkt (T) zum zweiten Teilungspunkt (Z) führt und ein Ventil (V4) aufweist, wobei die Leitung (L) ausgehend vom zweiten Teilungspunkt (Z) wieder als eine einheitliche Leitung (L) ausgestaltet ist und wobei vom Abscheider (A) eine weitere Leitung (L3) abzweigt, die ein Ventil (V1) aufweist und mit dem Befüllwerkzeug (1) in Wirkverbindung bringbar ist.
12. Hydraulische Schaltung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 2 zum Betrieb einer Anlage zur Vakuum-Druck-Befüllung von Systemen mit gasförmigen verflüssigten Betriebsstoffen, wobei das zu befüllende System mit einem Zusatzstoff vorbefüllt ist, der während einer Durchführung von Nebenprozessen durch Strömungswirkungen teilweise aus dem Befüllprozess entzogen und nachfolgend dem zu befüllenden System wieder zudosiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Schaltung eine zur Durchführung von Nebenprozessen mit einem Befüllwerkzeug (1) in Wirkverbindung bringbare Leitung (L) aufweist, der anlagenspezifisch eine Druckquelle und/oder eine Vakuumquelle zuschaltbar sind, wobei die Leitung (L) mit einem Leitungsabschnitt (L1) über einen Abscheider (A) führt und vor dem Abscheider (A) ein erstes Ventil (V2) sowie nach dem Abscheider (A) ein zweites Ventil (V3) aufweist, wobei die Ventile (V2) und (V3) gegenüber dem Abscheider (A) jeweils absperrbar ausgestaltet sind und wobei vom Abscheider (A) eine weitere Leitung (L3) abzweigt, die ein Ventil (V1) aufweist und mit dem Befüllwerkzeug (1) in Wirkverbindung bringbar ist.
13. Hydraulische Schaltung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Abscheider (A) mit einer Einrichtung zur Füllstandüberwachung ausgestattet ist.
14. Hydraulische Schaltung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Leitung (L3) im Abschnitt zwischen dem Abscheider (A) und dem Ventil (V1) eine Pumpe aufweist.
15. Hydraulische Schaltung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Leitung (L3) mindestens ein Filterelement aufweist.
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