WO2024083708A1 - Refrigerant assembly for a motor vehicle - Google Patents

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WO2024083708A1
WO2024083708A1 PCT/EP2023/078610 EP2023078610W WO2024083708A1 WO 2024083708 A1 WO2024083708 A1 WO 2024083708A1 EP 2023078610 W EP2023078610 W EP 2023078610W WO 2024083708 A1 WO2024083708 A1 WO 2024083708A1
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drive
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PCT/EP2023/078610
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Frederik OLLANKETO
Guido Koch
Frank Lippke
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Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg
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Abstract

The invention relates to a refrigerant assembly (2) for a motor vehicle, having an electric refrigerant drive (4) and at least one other component (6, 8), wherein the refrigerant drive (4) has a drive housing (18) with at least one refrigerant opening (22, 24), and the component (6, 8) is joined directly to the refrigerant opening (22, 24).

Description

Beschreibung Description
Kältemittelbaugruppe für ein Kraftfahrzeug Refrigerant assembly for a motor vehicle
Die Erfindung betrifft eine Kältemittelbaugruppe für ein Kraftfahrzeug, aufweisend einen elektrischen Kaltem ittelantrieb, insbesondere einen Kältemittelverdichter, und mindestens eine weitere Komponente. The invention relates to a refrigerant assembly for a motor vehicle, comprising an electric refrigerant drive, in particular a refrigerant compressor, and at least one further component.
Bei Kraftfahrzeugen sind regelmäßig Klimaanlagen eingebaut, die mit Hilfe einer einen Kältemittelkreislauf bildenden Anlage den Fahrzeuginnenraum klimatisieren. Derartige Anlagen weisen grundsätzlich einen Kreislauf auf, in dem ein Kältemittel geführt ist. Das Kältemittel, beispielsweise R-744 (Kohlenstoffdioxid, CO2) oder R- 134a (1 ,1 ,1 ,2-Tetrafluorethan), wird an einem Verdampfer erwärmt und mittels eines (Kältemittel-) Verdichters oder Kompressors verdichtet, wobei das Kältemittel anschließend über einen Wärmetauscher die aufgenommene Wärme wieder abgibt, bevor es über eine Drossel erneut zum Verdampfer geführt wird. Air conditioning systems are regularly installed in motor vehicles, which use a system that forms a refrigerant circuit to air-condition the vehicle interior. Such systems generally have a circuit in which a refrigerant is fed. The refrigerant, for example R-744 (carbon dioxide, CO2) or R-134a (1,1,1,2-tetrafluoroethane), is heated in an evaporator and compressed by a (refrigerant) compressor, with the refrigerant then releasing the heat it has absorbed via a heat exchanger before being fed back to the evaporator via a throttle.
Als Kältemittelverdichter wird häufig eine sogenannte Scrollmaschine eingesetzt, um ein Kältemittel zu verdichten. Der Aufbau und die Funktionsweise einer solchen Scrollmaschine, eingesetzt als Verdichter für das Kältemittel einer Kraftfahrzeugklimaanlage, ist beispielsweise in DE 102012 104 045 A1 beschrieben. A so-called scroll machine is often used as a refrigerant compressor to compress a refrigerant. The structure and function of such a scroll machine, used as a compressor for the refrigerant in a motor vehicle air conditioning system, is described, for example, in DE 102012 104 045 A1.
Die unterschiedlichen Komponenten im Kältemittelkreislauf eines Klima- und/oder Wärmepumpensystems werden üblicherweise über (Rohr-)Leitungen miteinander verbunden. Aufgrund der Vielzahl von Komponenten und Schnittstellen ist die Montage des Kältemittelkreislaufs vergleichsweise aufwendig. Weiterhin stellt jede zusätzliche Schnittstelle ein Risiko für Leckagestellen des Kältemittels dar. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders geeignete Kältemittelbaugruppe für ein Kraftfahrzeug anzugeben. Insbesondere soll die Anzahl der Schnittstellen - und somit das Leckagerisiko - in einem Kältemittelkreislauf reduziert werden The different components in the refrigerant circuit of an air conditioning and/or heat pump system are usually connected to one another via pipes. Due to the large number of components and interfaces, the assembly of the refrigerant circuit is comparatively complex. Furthermore, each additional interface represents a risk of refrigerant leaks. The invention is based on the object of specifying a particularly suitable refrigerant assembly for a motor vehicle. In particular, the number of interfaces - and thus the risk of leakage - in a refrigerant circuit should be reduced
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. The object is achieved according to the invention with the features of claim 1. Advantageous embodiments and further developments are the subject of the subclaims.
Das Grundprinzip der Erfindung besteht darin, dass Komponenten eines Kältemittelkreislaufs eines Kraftfahrzeugs, welche typischerweise über Rohrleitungen oder sonstige zusätzliche Bauteile miteinander verbunden werden, direkt aneinander montiert werden. The basic principle of the invention is that components of a refrigerant circuit of a motor vehicle, which are typically connected to each other via pipes or other additional components, are mounted directly on each other.
Die erfindungsgemäße Kältemittelbaugruppe ist für ein Kraftfahrzeug vorgesehen sowie dafür geeignet und eingerichtet. Die Kältemittelbaugruppe weist einen elektrischen Kältemittelantrieb, insbesondere einen Kältemittelverdichter, vorzugsweise einen Scrollverdichter, und mindestens eine weitere Komponente auf. Bei der Komponente handelt es sich insbesondere um eine Kältemittelkreislaufkomponente, beispielsweise um eine Wärmepumpenkomponente oder um ein Sensorelement. Der Kältemittelantrieb weist hierbei ein Antriebsgehäuse mit mindestens einer Kältemittelöffnung auf, wobei die Komponente unmittelbar oder direkt, also ohne dazwischengeschaltete (Rohr-)Leitung, mit der Kältemittelöffnung beziehungsweise dem Antriebsgehäuse gefügt oder fügbar ist. Mit anderen Worten ist die Kältemittelöffnung als ein hochintegrierter Anschluss für die Komponente ausgeführt. Dadurch ist eine besonders geeignete Kältemittelbaugruppe realisiert. The refrigerant assembly according to the invention is intended for a motor vehicle and is suitable and configured for it. The refrigerant assembly has an electric refrigerant drive, in particular a refrigerant compressor, preferably a scroll compressor, and at least one further component. The component is in particular a refrigerant circuit component, for example a heat pump component or a sensor element. The refrigerant drive has a drive housing with at least one refrigerant opening, wherein the component is or can be joined directly to the refrigerant opening or the drive housing immediately or directly, i.e. without an intermediate (pipe) line. In other words, the refrigerant opening is designed as a highly integrated connection for the component. This creates a particularly suitable refrigerant assembly.
Das Antriebsgehäuse ist insbesondere als ein Aluminiumdruckgussteil ausgeführt, Die Kältemittelöffnung ist hierbei insbesondere ein Kältemitteleinlass, durch welchen Kältemittel in das Antriebsgehäuse eintreten kann, oder ein Kältemittelauslass, durch welchen Kältemittel aus dem Antriebsgehäuse austreten kann. Bei einem Kältemittelverdichter ist der Kältemitteleinlass insbesondere die Saugseite (Niederdruckseite) und der Kältemittelauslass die Ausstoßseite (Hochdruckseite). Durch die unmittelbare Kopplung der Komponente an den Kältemittelantrieb wird die Anzahl der notwendigen Verbindungen im Kältemittelkreislauf reduziert. Somit gibt es weniger Einzelteile und weniger Dichtverbindungen, wodurch die Herstellungskosten, der Montageaufwand, und das Leckagerisiko gesenkt werden. Weiterhin wird das Baugewicht der Kältemittelbaugruppe sowie deren Bauraumbedarf vorteilhaft reduziert. The drive housing is designed in particular as an aluminum die-cast part. The refrigerant opening is in particular a refrigerant inlet through which refrigerant can enter the drive housing, or a refrigerant outlet through which refrigerant can exit the drive housing. In a refrigerant compressor, the refrigerant inlet is in particular the suction side (low pressure side) and the refrigerant outlet is the discharge side (high pressure side). By directly coupling the component to the refrigerant drive, the number of necessary connections in the refrigerant circuit is reduced. This means there are fewer individual parts and fewer sealed connections, which reduces manufacturing costs, assembly effort and the risk of leakage. Furthermore, the structural weight of the refrigerant assembly and its installation space requirements are advantageously reduced.
In einer Ausführung ist die direkt an den Kältemittelantrieb angeschlossene Komponente als ein Kältemittelsensor, insbesondere als ein Druck- und/oder Temperatursensor zur Erfassung des Kältemitteldrucks beziehungsweise der Kältemitteltemperatur, ausgeführt. In one embodiment, the component directly connected to the refrigerant drive is designed as a refrigerant sensor, in particular as a pressure and/or temperature sensor for detecting the refrigerant pressure or the refrigerant temperature.
Die Konjunktion „und/oder“ ist hier und im Folgenden derart zu verstehen, dass die mittels dieser Konjunktion verknüpften Merkmale sowohl gemeinsam als auch als Alternativen zueinander ausgebildet sein können. The conjunction “and/or” is to be understood here and in the following in such a way that the features linked by means of this conjunction can be formed both together and as alternatives to one another.
Die Kältemittelöffnung ist hierbei vorzugsweise der Kältemitteleinlass (Niederdruckseite, Saugdruckseite). Dies bedeutet, dass ein Druck- und/oder Temperatursensor direkt in den Kältemitteleintrittsbereich des Kältemittelantriebs montiert ist. Dadurch ist eine Zustandserkennung (Druck und/oder Temperatur) des Kältemittels direkt am Eintritt des Kältemittelantriebs bereitgestellt, wodurch eine verbesserte Regelung und/oder Steuerung des Kältemittelantriebsbetriebs ermöglicht ist. The refrigerant opening is preferably the refrigerant inlet (low pressure side, suction pressure side). This means that a pressure and/or temperature sensor is mounted directly in the refrigerant inlet area of the refrigerant drive. This provides status detection (pressure and/or temperature) of the refrigerant directly at the inlet of the refrigerant drive, enabling improved regulation and/or control of the refrigerant drive operation.
In einer denkbaren Ausführungsform ist eine Schnittstelle zur Aufnahme des Kältemittelsensors quer zu der Kältemittelöffnung in das Antriebsgehäuse eingebracht. Der Kältemittelsensor ist somit im Wesentlichen quer zur Strömungsrichtung des Kältemittels angeordnet. In one conceivable embodiment, an interface for receiving the refrigerant sensor is introduced into the drive housing transversely to the refrigerant opening. The refrigerant sensor is thus arranged essentially transversely to the flow direction of the refrigerant.
In einer geeigneten Weiterbildung weist die Schnittstelle eine Gewindebohrung auf, in welche ein Außengewinde des Kältemittelsensors kraftschlüssig eingedreht ist. Dadurch ist eine einfache und zuverlässige Montage des Kältemittelsensors gewährleistet. Alternativ könnte der Kältemittelsensor auch in die Schnittstelle eingelötet oder eingeschweißt sein, was sowohl die Halte- als auch die Dichtfunktion in einem abdecken würde. Der Kältemittelsensor wäre im Servicefall hierbei jedoch nicht austauschbar. In a suitable further development, the interface has a threaded hole into which an external thread of the refrigerant sensor is screwed in a force-locking manner. This ensures simple and reliable installation of the refrigerant sensor. Alternatively, the refrigerant sensor could also be screwed into the interface soldered or welded in, which would cover both the holding and the sealing function in one. However, the refrigerant sensor would not be replaceable in the event of servicing.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung weist die Schnittstelle eine an das Antriebsgehäuse angeformte Dichtfläche auf, an welcher ein Dichtelement des Kältemittelsensors dichtend anliegt. Dies bedeutet, dass sich in dem Aluminium-Druckgussgehäuse des Kältemittelantriebs eine mechanisch bearbeitete Schnittstelle mit Gewinde und Dichtfläche befindet, welche den Kältemittelsensor aufnimmt. In a practical embodiment, the interface has a sealing surface formed on the drive housing, against which a sealing element of the refrigerant sensor rests in a sealing manner. This means that in the aluminum die-cast housing of the refrigerant drive there is a mechanically machined interface with a thread and sealing surface, which accommodates the refrigerant sensor.
Das Dichtelement ist vorzugsweise als ein O-Ring zur Sicherstellung der Dichtigkeit ausgeführt. Alternativ könnte die Dichtwirkung, abhängig vom gewählten Kältemittelsensor und dessen Design, auch über andere Dichtungsformen realisiert werden, beispielsweise mittels einer Gummi-Metall-Dichtung, einer reinen Metalldichtung, oder mittels axialer Dichtscheiben. The sealing element is preferably designed as an O-ring to ensure tightness. Alternatively, depending on the selected refrigerant sensor and its design, the sealing effect could also be achieved using other types of seals, for example using a rubber-metal seal, a pure metal seal, or using axial sealing disks.
In einer zusätzlichen oder alternativen Ausführung ist eine Wärmetauscherbaugruppe als Komponente direkt mit dem Kältemittelantrieb gefügt. Die Wärmetauscherbaugruppe ist hierbei zur Führung von Kältemittel vorgesehen und eingerichtet, wobei eine fluidtechnische Verbindung zwischen der Kältemittelöffnung und der Wärmetauscherbaugruppe realisiert ist. Durch die direkte fluidtechnische Verbindung zwischen der Kältemittelöffnung und der Wärmetauscherbaugruppe treten weniger Druckverluste des Kältemittels auf, da keine potentiell querschnittsverengenden und Kältemittelum lenkenden Rohrleitungen vorhanden sind. Dadurch wird die Leistungsfähigkeit des Kältemittelantriebs verbessert. In an additional or alternative embodiment, a heat exchanger assembly is joined as a component directly to the refrigerant drive. The heat exchanger assembly is designed and set up to guide refrigerant, with a fluidic connection being created between the refrigerant opening and the heat exchanger assembly. The direct fluidic connection between the refrigerant opening and the heat exchanger assembly results in less pressure loss of the refrigerant, as there are no pipes that could potentially narrow the cross-section or divert the refrigerant. This improves the performance of the refrigerant drive.
Die beispielsweise als Wärmetauscher/Block-Lötbaugruppe ausgeführte Wärmetauscherbaugruppe weist hierbei mehreren Grundplatten, zwei Plattenwärmetau- schern ("Chiller" und "interner Wärmetauscher"), mehrerer aufgelöteter Aluminiumblöcke, Sensoren, Ventilen und Dichtungen auf. Der oder die Aluminiumblöcke sind hierbei auf den Grundplatten eines oder mehrerer Plattenwärmetauscher aufgelötet. Sowohl der Aluminiumblock als auch die Platte und der/die Wärmetauscher selbst enthalten Bohrungen, Öffnungen und sonstige innere Hohlräume, durch welche das Kältemittel strömt. The heat exchanger assembly, designed as a heat exchanger/block soldering assembly, for example, has several base plates, two plate heat exchangers ("chiller" and "internal heat exchanger"), several soldered aluminum blocks, sensors, valves and seals. The aluminum block(s) are soldered onto the base plates of one or more plate heat exchangers. Both the aluminum block and the plate and the Heat exchangers themselves contain holes, openings and other internal cavities through which the refrigerant flows.
Vorzugsweise bildet der an den Wärmetauscher angelötete Aluminiumblock die Schnittstelle zur direkten Montage an der Kältemittelöffnung, insbesondere am Kältemitteleintritt. Preferably, the aluminum block soldered to the heat exchanger forms the interface for direct mounting on the refrigerant opening, in particular at the refrigerant inlet.
In einer denkbaren Ausgestaltung weist die Wärmetauscherbaugruppe, insbesondere der Aluminiumblock, einen emporstehenden Stutzen auf, welcher in eine korrespondierende Aufnahme der Kältemittelöffnung dichtend eingesteckt ist. In a conceivable embodiment, the heat exchanger assembly, in particular the aluminum block, has an upstanding nozzle which is sealingly inserted into a corresponding receptacle of the refrigerant opening.
Dadurch ist eine besonders einfache und aufwandreduzierte Steckmontage ermöglicht. Die Wärmetauscherbaugruppe beziehungsweise der Aluminiumblock weist somit einen "väterlichen" Stutzen auf, welcher vorzugsweise eine O-Ring- Dichtung zur Abdichtung trägt. Der Stutzen taucht in die "mütterliche" Gegenkontur der Aufnahme am Antriebsgehäuse ein. Der Stutzen (und die Gegenschnittstelle bzw. Aufnahme am Antriebsgehäuse) kann hierbei auch eine Geometrie für eine axiale Dichtungsform aufweisen. This enables particularly simple and effort-reduced plug-in assembly. The heat exchanger assembly or the aluminum block thus has a "father" nozzle, which preferably has an O-ring seal for sealing. The nozzle dips into the "mother" counter contour of the mount on the drive housing. The nozzle (and the counter interface or mount on the drive housing) can also have a geometry for an axial seal shape.
In einer geeigneten Weiterbildung ist benachbart zu der Kältemittelöffnung eine Durchgangsbohrung in das Antriebsgehäuse eingebracht, wobei ein Schraubenelement in der Durchgangsbohrung einsitzt, welches in eine Gewindebohrung der Wärmetauscherbaugruppe eingedreht ist, und somit die Wärmetauscherbaugruppe kraftschlüssig an dem Antriebsgehäuse fixiert. Beispielsweise ist der Aluminiumblock mit einer M8-Gewindesacklochbohrung versehen. Nahe der mütterlichen Gegenkontur oder Aufnahme ist die Durchgangsbohrung für ein als M8- Schraube ausgeführtes Schraubenelement vorgesehen, welches den Aluminiumblock an dem Antriebsgehäuse fixiert. In a suitable development, a through hole is made in the drive housing adjacent to the coolant opening, with a screw element sitting in the through hole, which is screwed into a threaded hole in the heat exchanger assembly, and thus the heat exchanger assembly is fixed to the drive housing in a force-fitting manner. For example, the aluminum block is provided with an M8 threaded blind hole. Close to the mating mating contour or receptacle, the through hole is provided for a screw element designed as an M8 screw, which fixes the aluminum block to the drive housing.
Alternativ können auch andere Schraubengrößen und -anzahlen für das Schraubenelement vorgesehen werden, zum Beispiel zwei M6-Schrauben anstatt einer M8-Schraube. Alternativ ist es weiterhin möglich die Fügerichtung umzukehren, also die Gewindebohrung in das Antriebsgehäuse einzubringen und die Durchführöffnung im Aluminiumblock der Wärmetauscherbaugruppe. In einer möglichen Ausführung ist ein Fügepin in einen der beiden Fügepartner (Wärmebaugruppe, Antriebsgehäuse) eingepresst, wobei eine entsprechende (Aufnahme-)Bohrung im Gegenstück vorgesehen ist. Beispielsweise weist das Antriebsgehäuse einen emporstehenden Fügepin auf, welcher mit ausreichend Fügespiel in eine Aufnahmebohrung der Wärmetauscherbaugruppe eingreift. Der Fügepin und die Aufnahmebohrung ermöglichen eine Vor- oder Grobpositionierung bei der Montage. Alternatively, other screw sizes and numbers can be provided for the screw element, for example two M6 screws instead of one M8 screw. Alternatively, it is also possible to reverse the joining direction, i.e. to insert the threaded hole into the drive housing and the through-opening in the aluminum block of the heat exchanger assembly. In one possible design, a joining pin is pressed into one of the two joining partners (heat assembly, drive housing), with a corresponding (receiving) hole provided in the counterpart. For example, the drive housing has a protruding joining pin which engages with sufficient joining play in a receiving hole in the heat exchanger assembly. The joining pin and the receiving hole enable pre-positioning or rough positioning during assembly.
Unter einem „Formschluss“ oder einer „formschlüssigen Verbindung“ zwischen wenigstens zwei miteinander verbundenen Teilen wird hier und im Folgenden insbesondere verstanden, dass der Zusammenhalt der miteinander verbundenen Teile zumindest in einer Richtung durch ein unmittelbares Ineinandergreifen von Konturen der Teile selbst oder durch ein mittelbares Ineinandergreifen über ein zusätzliches Verbindungsteil erfolgt. Das „Sperren“ einer gegenseitigen Bewegung in dieser Richtung erfolgt also formbedingt. A "positive connection" or a "positive connection" between at least two interconnected parts is understood here and below in particular to mean that the interconnected parts are held together at least in one direction by a direct interlocking of contours of the parts themselves or by an indirect interlocking via an additional connecting part. The "blocking" of mutual movement in this direction is therefore due to the shape.
Unter einem „Kraftschluss“ oder einer „kraftschlüssigen Verbindung“ zwischen wenigstens zwei miteinander verbundenen Teilen wird hier und im Folgenden insbesondere verstanden, dass die miteinander verbundenen Teile aufgrund einer zwischen ihnen wirkenden Reibkraft gegen ein Abgleiten aneinander gehindert sind. Fehlt eine diese Reibkraft hervorrufende „Verbindungskraft“ (dies bedeutet diejenige Kraft, welche die Teile gegeneinander drückt, beispielsweise eine Schraubenkraft oder die Gewichtskraft selbst), kann die kraftschlüssige Verbindung nicht aufrecht erhalten und somit gelöst werden. A "frictional connection" or a "force-locking connection" between at least two interconnected parts is understood here and below to mean in particular that the interconnected parts are prevented from sliding off one another due to a frictional force acting between them. If there is no "connecting force" causing this frictional force (this means the force that presses the parts against one another, for example a screw force or the weight itself), the force-locking connection cannot be maintained and can therefore be broken.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in vereinfachten Darstellungen: An embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to a drawing. In simplified representations:
Fig. 1 in Seitenansicht eine Kältemittelbaugruppe mit einem Kältemittelantrieb und mit einem Kältemittelsensor sowie mit einer Wärmetauscherbaugruppe, Fig. 1 shows a side view of a refrigerant assembly with a refrigerant drive and a refrigerant sensor as well as a heat exchanger assembly,
Fig. 2 in Frontansicht die Kältemittelbaugruppe, Fig. 3 in Draufsicht die Kältemittelbaugruppe, Fig. 2 front view of the refrigerant assembly, Fig. 3 top view of the refrigerant assembly,
Fig. 4a in Schnittansicht entlang der Schnittlinie IV-IV gemäß Fig. 3 ausschnittsweise den Kältemittelantrieb und die Wärmetauscherbaugruppe in einem teilweise auseinandergenommenen Zustand, Fig. 4a in sectional view along the section line IV-IV according to Fig. 3, a detail of the refrigerant drive and the heat exchanger assembly in a partially disassembled state,
Fig. 4b in Schnittansicht entlang der Schnittlinie IV-IV gemäß Fig. 3 ausschnittsweise den Kältemittelantrieb und die Wärmetauscherbaugruppe in einem Montagezustand, Fig. 4b in sectional view along the section line IV-IV according to Fig. 3, a detail of the refrigerant drive and the heat exchanger assembly in an assembled state,
Fig. 5a in Schnittansicht entlang der Schnittlinie V-V gemäß Fig. 2 ausschnittsweise den Kältemittelantrieb und den Kältemittelsensor in einem teilweise auseinandergenommenen Zustand, und Fig. 5a shows a sectional view along the section line V-V according to Fig. 2 showing a detail of the refrigerant drive and the refrigerant sensor in a partially disassembled state, and
Fig. 5b in Schnittansicht entlang der Schnittlinie V-V gemäß Fig. 2 ausschnittsweise den Kältemittelantrieb und den Kältemittelsensor in einem Montagezustand. Fig. 5b in sectional view along the section line V-V according to Fig. 2, a detail of the refrigerant drive and the refrigerant sensor in an assembled state.
Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Corresponding parts and sizes are always provided with the same reference symbols in all figures.
Die Fig. 1 bis Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Kältemittelbaugruppe 2 in unterschiedlichen Perspektiven. Die Kältemittelbaugruppe 2 weist einen Kältemittelantrieb 4, nachfolgend auch als Kältemittel- oder Scrollverdichter bezeichnet, und zwei damit gefügte Komponenten 6, 8 auf. Die Komponente 6 ist hierbei als ein Kältemittelsensor, insbesondere als ein Druck- und Temperatursensor, und die Komponente 8 als eine Wärmetauscherbaugruppe ausgeführt. Fig. 1 to Fig. 3 show a refrigerant assembly 2 according to the invention in different perspectives. The refrigerant assembly 2 has a refrigerant drive 4, also referred to below as a refrigerant or scroll compressor, and two components 6, 8 joined to it. The component 6 is designed as a refrigerant sensor, in particular as a pressure and temperature sensor, and the component 8 as a heat exchanger assembly.
Die Wärmetauscherbaugruppe 8 ist insbesondere Wärmetauscher/Block-Lötbau- gruppe mit mehreren Grundplatten, zwei Plattenwärmetauschern, mehrerer aufgelöteter Aluminiumblöcke, Sensoren, Ventilen und Dichtungen. In den Figuren sind vereinfacht lediglich eine Grundplatte 10, ein Aluminiumblock 12 mit einem Stutzen 14 (Fig. 4a, Fig. 4b), und ein (Platten-)Wärmetauscher 16 dargestellt. Der Aluminiumblock 12 ist mittels einer Lötverbindung stoffschlüssig an die Grundplatte 10 des Wärmetauschers 16 gefügt. Der Scrollverdichter 4 weist ein Antriebs- oder Verdichtergehäuse 18 auf. Das Verdichtergehäuse 18 ist als ein Aluminium-Druckgrussteil ausgeführt. Das beispielsweise zylinderförmige Verdichtergehäuse 18 weist einen Elektronikbereich 20 in Form eines einstückig, also einteilig oder monolithisch, angeformten Elektronikfachs auf, in welchem eine nicht näher gezeigte Elektronik aufgenommen ist. Das Verdichtergehäuse 18 weist in den gegenüberliegenden Stirnseitenbereichen jeweils eine Kältemittelöffnung 22, 24 als (Kältemittel-)Einlass 22 (Kältem itteleintritt, Zulauf) und als (Kältemittel-)Auslass 24 auf, mittels welchen der Scrollverdichter 4 an einen Kältemittelkreislauf angeschlossen ist. The heat exchanger assembly 8 is in particular a heat exchanger/block soldering assembly with several base plates, two plate heat exchangers, several soldered aluminum blocks, sensors, valves and seals. In the figures, only a base plate 10, an aluminum block 12 with a nozzle 14 (Fig. 4a, Fig. 4b), and a (plate) heat exchanger 16 are shown in simplified form. The aluminum block 12 is joined to the base plate 10 of the heat exchanger 16 by means of a soldered connection. The scroll compressor 4 has a drive or compressor housing 18. The compressor housing 18 is designed as a die-cast aluminum part. The compressor housing 18, which is cylindrical for example, has an electronics area 20 in the form of a one-piece, i.e. one-piece or monolithic, molded electronics compartment in which electronics (not shown in detail) are accommodated. The compressor housing 18 has a refrigerant opening 22, 24 in the opposite end areas as a (refrigerant) inlet 22 (refrigerant inlet, inlet) and as a (refrigerant) outlet 24, by means of which the scroll compressor 4 is connected to a refrigerant circuit.
Der Einlass 22 ist benachbart zum Elektronikbereich 20 des Verdichtergehäuses 18 angeformt, so dass mittels des einströmenden Kältemittels eine Kühlung oder Temperierung der Elektronik ermöglicht ist. Der Auslass 24 ist an einem Boden eines Verdichtergehäuses 18 angeformt. Im angeschlossenen Zustand bildet der Einlass 22 die Niederdruck- oder Saugseite (Sauggasseite) und der Auslass 24 die Hochdruck- oder Pumpseite (Pumpenseite) des Scrollverdichters 4. The inlet 22 is formed adjacent to the electronics area 20 of the compressor housing 18, so that the electronics can be cooled or tempered by means of the inflowing coolant. The outlet 24 is formed on a base of a compressor housing 18. When connected, the inlet 22 forms the low-pressure or suction side (suction gas side) and the outlet 24 forms the high-pressure or pump side (pump side) of the scroll compressor 4.
Erfindungsgemäß sind der Kältemittelsensor 6 und die Wärmetauscherbaugruppe 8 ohne dazwischen geschaltete Rohrleitungen direkt mit dem Kältemittelantrieb 4 gefügt. According to the invention, the refrigerant sensor 6 and the heat exchanger assembly 8 are joined directly to the refrigerant drive 4 without any pipes in between.
Nachfolgend ist anhand der Figuren 4a und 4b eine Montage der Wärmetauscherbaugruppe 8 an dem Kältem ittelantrieb 4 näher erläutert. Die Fig. 4a und Fig. 4 zeigen ausschnittsweise eine direkte fluidtechnische Verbindung zwischen dem Einlass 22 und einem integrierten Kältemittelkanal 26, welcher in den Aluminiumblock 12 eingebracht ist. The following describes the assembly of the heat exchanger assembly 8 on the refrigerant drive 4 in more detail with reference to Figures 4a and 4b. Figures 4a and 4 show a detail of a direct fluidic connection between the inlet 22 and an integrated refrigerant channel 26, which is introduced into the aluminum block 12.
Der Aluminiumblock 12 beziehungsweise der Stutzen 14 bilden hierbei einen Adapter der Wärmetauscherbaugruppe 8 zum Anschluss an den Einlass 22. Der Einlass 22 weist hierbei eine zum Stutzen 14 korrespondierende Aufnahme 28 auf, in welche der Stutzen 14 dichtend eingesteckt wird. Beispielsweise ist ein nicht näher gezeigter O-Ring zur insbesondere radialen Abdichtung auf den Stutzen 14 aufgesetzt. Um ein ungewünschtes Herausgleiten des Stutzens 14 aus der Aufnahme 28 zu verhindern, ist der Aluminiumblock 12 mittels einer Schraubverbindung form- und/oder kraftschlüssig mit dem Verdichtergehäuse 18 gefügt. The aluminum block 12 or the nozzle 14 form an adapter of the heat exchanger assembly 8 for connection to the inlet 22. The inlet 22 has a receptacle 28 corresponding to the nozzle 14, into which the nozzle 14 is inserted in a sealing manner. For example, an O-ring (not shown in detail) is placed on the nozzle 14 for radial sealing in particular. In order to prevent the nozzle 14 from accidentally slipping out of the receptacle 28, the aluminum block 12 is joined to the compressor housing 18 in a form-fitting and/or force-fitting manner by means of a screw connection.
Wie insbesondere in der Fig. 4a ersichtlich, ist eine Durchgangsbohrung 30 benachbart zu dem Einlass 22 in das Verdichtergehäuse 18 eingebracht. Die Durchgangsbohrung 30 ist fluchtend mit einer Gewindebohrung 32, insbesondere einer Gewindesacklochbohrung, des Aluminiumblocks 12 angeordnet. Zur Fixierung des Aluminiumblocks 12 ist ein Schraubenelement 34, beispielsweise eine M8- Schraube, über die Durchgangsbohrung 30 in die Gewindebohrung 32 eingedreht. Durch die benachbarte Anordnung zu der Aufnahme 28 beziehungsweise dem Stutzen 14 ist ein ausreichender und betriebssicherer Dichtdruck mittels der Schraubbefestigung ermöglicht. As can be seen in particular in Fig. 4a, a through hole 30 is made in the compressor housing 18 adjacent to the inlet 22. The through hole 30 is arranged in alignment with a threaded hole 32, in particular a threaded blind hole, of the aluminum block 12. To fix the aluminum block 12, a screw element 34, for example an M8 screw, is screwed into the threaded hole 32 via the through hole 30. The adjacent arrangement to the receptacle 28 or the nozzle 14 enables a sufficient and reliable sealing pressure by means of the screw fastening.
Nachfolgend ist anhand der Figuren 5a und 5b eine Montage das Kältemittelsensors 6 an dem Kältemittelantrieb 4 näher erläutert. Die Fig. 5a und die Fig. 5b zeigen hierbei ausschnittsweise eine Schnittstelle zur direkten Montage des Kältemittelsensors 6. The following describes the installation of the refrigerant sensor 6 on the refrigerant drive 4 in more detail using Figures 5a and 5b. Figures 5a and 5b show a detail of an interface for the direct installation of the refrigerant sensor 6.
Wie in den Darstellungen der Fig. 5a und Fig. 5b vergleichsweise deutlich ersichtlich ist, weist die Schnittstelle eine Aufnahme 36 auf, welche als Gewindebohrung quer zu dem Einlass 22 bzw. eines damit mündenden Kältemittelkanals 38 des Verdichtergehäuses 18 orientiert ist. Die Aufnahme 36 mündet hierbei in den Einlass 22 bzw. den Kältemittelkanal 38. As can be seen comparatively clearly in the illustrations in Fig. 5a and Fig. 5b, the interface has a receptacle 36 which is oriented as a threaded bore transversely to the inlet 22 or a refrigerant channel 38 of the compressor housing 18 which opens into it. The receptacle 36 opens into the inlet 22 or the refrigerant channel 38.
Der Kältemittelsensor 6 weist stirnseitig ein Außengewinde 40 auf, welches zur Montage form- und/oder kraftschlüssig in das Gewinde der Aufnahme 36 eingedreht ist. Zur Abdichtung ist ein emporstehender Rand als Dichtfläche 42 an das Verdichtergehäuse 18 angeformt, welche eine außenseitige Öffnung der Aufnahme 36 umgibt. Der Kältemittelsensor 6 weist hierbei ein Dichtelement 44 in Form eines O-Rings auf, welches beim Eindrehen des Außengewindes 40 in die Aufnahme 36 in dichtende Anlage mit der Dichtfläche 42 gebracht wird. Die beanspruchte Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus im Rahmen der offenbarten Ansprüche abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der beanspruchten Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den verschiedenen Ausführungsbeispielen beschriebenen Einzelmerkmale im Rahmen der offenbarten Ansprüche auch auf andere Weise kombinierbar, ohne den Gegenstand der beanspruchten Erfindung zu verlassen. The refrigerant sensor 6 has an external thread 40 on the front side, which is screwed into the thread of the receptacle 36 in a form-fitting and/or force-fitting manner for assembly. For sealing, a raised edge is formed as a sealing surface 42 on the compressor housing 18, which surrounds an external opening of the receptacle 36. The refrigerant sensor 6 has a sealing element 44 in the form of an O-ring, which is brought into sealing contact with the sealing surface 42 when the external thread 40 is screwed into the receptacle 36. The claimed invention is not limited to the embodiments described above. Rather, other variants of the invention can also be derived from this by the person skilled in the art within the scope of the disclosed claims without departing from the subject matter of the claimed invention. In particular, all individual features described in connection with the various embodiments can also be combined in other ways within the scope of the disclosed claims without departing from the subject matter of the claimed invention.
So ist in einer nicht näher gezeigten Ausführungsform beispielsweise ein Fügepin in das Verdichtergehäuse 18 oder den Aluminiumblock 12 eingesteckt, wobei eine entsprechende (Aufnahme-)Bohrung im jeweils anderen Bauteil 12, 18 vorgesehen ist. For example, in an embodiment not shown in detail, a joining pin is inserted into the compressor housing 18 or the aluminum block 12, wherein a corresponding (receiving) bore is provided in the other component 12, 18.
Bezugszeichenliste List of reference symbols
2 Kältemittelbaugruppe 2 Refrigerant assembly
4 Kaltem ittelantriebZ-verdichter, Scrollverdichter4 Cold medium drive Z-compressor, scroll compressor
6 Komponente, Kältemittelsensor 6 Component, refrigerant sensor
8 Komponente, Wärmetauscherbaugruppe 8 Component, heat exchanger assembly
10 Grundplatte 10 Base plate
12 Aluminiumblock 12 Aluminium block
14 Stutzen 14 nozzles
16 Wärmetauscher 16 heat exchangers
18 Antriebsgehäuse, Verdichtergehäuse 18 Drive housing, compressor housing
20 Elektronikbereich 20 Electronics area
22 Kältemittelöffnung, Einlass 22 Refrigerant opening, inlet
24 Kältemittelöffnung, Auslass 24 Refrigerant opening, outlet
26 Kältemittelkanal 26 Refrigerant channel
28 Aufnahme 28 Recording
30 Durchgangsbohrung 30 through hole
32 Gewindebohrung 32 threaded hole
34 Schraubenelement 34 Screw element
36 Aufnahme, Gewindebohrung 36 Mounting, threaded hole
38 Kältemittelkanal 38 Refrigerant channel
40 Außengewinde 40 external thread
42 Dichtfläche 42 Sealing surface
44 Dichtelement 44 Sealing element

Claims

Ansprüche Kältemittelbaugruppe (2) für ein Kraftfahrzeug, aufweisend einen elektrischen Kältemittelantrieb (4) und mindestens eine weitere Komponente (6, 8), wobei der Kältemittelantrieb (4) ein Antriebsgehäuse (18) mit mindestens einer Kältemittelöffnung (22, 24) aufweist, und wobei die Komponente (6, 8) unmittelbar mit der Kältemittelöffnung (22, 24) gefügt oder fügbar ist. Kältemittelbaugruppe (2) nach Anspruch 1 , wobei die Komponente (6) ein Kältemittelsensor ist, dadurch gekennzeichnet, dass quer zu der Kältemittelöffnung (22) eine Schnittstelle zur Aufnahme das Kältemittelsensors (6) in das Antriebsgehäuse (18) eingebracht ist. Kältemittelbaugruppe (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle eine Gewindebohrung (36) aufweist, in welche ein Außengewinde (40) des Kältemittelsensors (6) eingedreht ist. Kältemittelbaugruppe (2) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle eine an das Antriebsgehäuse (18) angeformte Dichtfläche (42) aufweist, an welcher ein Dichtelement (44) des Kältemittelsensors (6) dichtend anliegt. Kältemittelbaugruppe (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (44) ein O-Ring ist. Kältemittelbaugruppe (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Komponente (8) eine Wärmetauscherbaugruppe ist, und wobei die Wärmetauscherbaugruppe (8) zur Führung von Kältemittel vorgesehen und eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine fluidtechnische Verbindung zwischen der Kältemittelöffnung (22) und der Wärmetauscherbaugruppe (8) realisiert ist. Kältemittelbaugruppe (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherbaugruppe (8) einen Aluminiumblock (12) als Schnittstelle zur Kältemittelöffnung (22) aufweist. Kältemittelbaugruppe (2) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauscherbaugruppe (8) einen emporstehenden Stutzen (14) aufweist, welcher in eine Aufnahme (28) der Kältemittelöffnung (22) dichtend eingesteckt ist. Kältemittelbaugruppe (2) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zu der Kältemittelöffnung (22) eine Durchgangsbohrung (30) in das Antriebsgehäuse (18) eingebracht ist, wobei ein Schraubenelement (34) in der Durchgangsbohrung (30) einsitzt, welches zur kraftschlüssigen Fixierung der Wärmetauscherbaugruppe (8) in eine Gewindebohrung (32) eingedreht ist. Kältemittelbaugruppe (2) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsgehäuse (18) einen emporstehenden Fügepin aufweist, welcher in eine Aufnahmebohrung der Wärmetauscherbaugruppe (8) eingreift. Claims Refrigerant assembly (2) for a motor vehicle, having an electric refrigerant drive (4) and at least one further component (6, 8), wherein the refrigerant drive (4) has a drive housing (18) with at least one refrigerant opening (22, 24), and wherein the component (6, 8) is joined or can be joined directly to the refrigerant opening (22, 24). Refrigerant assembly (2) according to claim 1, wherein the component (6) is a refrigerant sensor, characterized in that an interface for receiving the refrigerant sensor (6) is introduced into the drive housing (18) transversely to the refrigerant opening (22). Refrigerant assembly (2) according to claim 2, characterized in that the interface has a threaded bore (36) into which an external thread (40) of the refrigerant sensor (6) is screwed. Refrigerant assembly (2) according to claim 2 or 3, characterized in that the interface has a sealing surface (42) formed on the drive housing (18), against which a sealing element (44) of the refrigerant sensor (6) rests in a sealing manner. Refrigerant assembly (2) according to claim 4, characterized in that the sealing element (44) is an O-ring. Refrigerant assembly (2) according to one of claims 1 to 5, wherein the component (8) is a heat exchanger assembly, and wherein the heat exchanger assembly (8) is provided and set up to guide refrigerant, characterized in that a fluidic connection is realized between the refrigerant opening (22) and the heat exchanger assembly (8). Refrigerant assembly (2) according to claim 6, characterized in that the heat exchanger assembly (8) has an aluminum block (12) as an interface to the refrigerant opening (22). Refrigerant assembly (2) according to claim 6 or 7, characterized in that the heat exchanger assembly (8) has an upstanding nozzle (14) which is sealingly inserted into a receptacle (28) of the refrigerant opening (22). Refrigerant assembly (2) according to one of claims 6 to 8, characterized in that a through-bore (30) is made in the drive housing (18) adjacent to the refrigerant opening (22), a screw element (34) being seated in the through-bore (30) which is screwed into a threaded bore (32) for the force-fitting fixation of the heat exchanger assembly (8). Refrigerant assembly (2) according to one of claims 6 to 9, characterized in that the drive housing (18) has an upstanding joining pin which engages in a receiving bore of the heat exchanger assembly (8).
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