Kondensator für eine Klimaanlage, insbesondere von Kraftfahrzeugen

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen Kondensator für eine Klimaanlage, insbesondere von Kraftfahrzeugen mit einem aus Flachrohren und Wellrippen bestehenden, eine Stirnfläche (22) aufweisenden Netz (2), mit zwei Sammelrohren und einem neben einem (5) der Sammelrohre angeordneten Sammler (6) , der aus einem Rohr (7) und einem extrudierten Rohrprofilstück (8) zusammengesetzt ist und über in dem Rohrprofilstück (8) angeordnete Verbindungsöffnungen mit dem Sammelrohr (5) kommuniziert, wobei der Sammler (6) und das benachbarte Sammelrohr (5) parallel zueinander verlaufende Längsachsen M1, M2 aufweisen und wobei das Sammelrohr (5) und das Rohrprofilstück (8) im Bereich außerhalb der Verbindungsöffnungen verlötet sind.
Es wird vorgeschlagen, dass die Längsachsen M1, M2 von Sammelrohr (5) und Sammler (6) in einer Richtung senkrecht zur Stirnfläche (22) des Netzes (2) gegeneinander versetzt sind und dass das Rohrprofilstück (8) einen parallel zur Längsachse M2 des Sammlers (6) verlaufenden Ansatz (10) mit einer konkaven Auflagefläche (20) aufweist, die der Außenkontur des Sammelrohres (5) angepasst ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Kondensator für eine Klimaanlage, insbesondere von Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 - bekannt durch die DE-A 198 48 744.

[0002] Durch die DE-A 198 48 744 wurde ein gelöteter Kondensator für eine Klimaanlage von Kraftfahrzeugen bekannt, und zwar mit einem integrierten Sammler bzw. Sammelbehälter für die Speicherung und Trocknung von Kältemittel sowie für die Trennung von dampfförmiger und flüssiger Phase des Kältemittels. Der Kondensator weist ein Wärmeübertragernetz auf, welches aus Flachrohren und zwischen diesen angeordneten Wellrippen besteht. Die Flachrohre münden mit ihren Rohrenden in beiderseits des Netzes angeordnete Sammelrohre, welche Durchzüge zur Aufnahme der Rohrenden aufweisen. Ferner sind in den Sammelrohren Trennwände zur Umlenkung des Kältemittels vorgesehen. Die Sammelrohre sind einstückig ausgebildet und bestehen vorzugsweise aus einem geschweißten Rohr. Der Sammler ist ebenfalls rohrförmig ausgebildet, allerdings mit einem größeren Querschnitt und parallel zu einem der Sammelrohre angeordnet, mit welchem er über Verbindungsöffnungen in Kältemittelverbindung steht. Das Kältemittel durchströmt somit den Sammler, in welchem eine Trocknerpatrone angeordnet ist, und gelangt dann als flüssiges Kältemittel in die untersten Rohrreihen des Kondensators, d. h. die so genannte Unterkühlstrecke. Der Sammler ist aus zwei rohrförmigen Teilen zusammengesetzt, nämlich einem längeren, aus einem Halbzeug hergestellten Rohr, z. B. einem geschweißten Rohr, und einem kürzeren, extrudierten Rohrprofilstück, welches das längere Rohr aufnimmt. Beide Teile, das längere Rohr und das kürzere Rohrprofilstück, bilden zusammen mit stirnseitigen Verschlüssen den Sammelbehälter. Sammelrohr und Sammelbehälter sind durch Lötung miteinander verbunden, wobei vor der Lötung eine Heftschweißung zum Zwecke der Fixierung beider Teile erfolgt. Das Rohrprofilstück weist auf seiner Außenseite eine Längsrippe auf, die eine Längsrille bildet, die an den Außenumfang des Sammelrohres angepasst ist. Im Bereich der Längsrille sind die Verbindungsöffnungen angeordnet. Bei der Lötung wird das Sammelrohr mit der Längsrille verlötet, sodass die Verbindungsöffnungen nach außen abgedichtet sind. Diese Verbindung von Sammler mit einstückigem Sammelrohr ist nur bedingt verwendbar, d. h. wenn der Sammler - z. B. aufgrund der Einbauverhältnisse im Fahrzeug - bezüglich seiner Längsachse eine andere Position einnehmen muss. Darüber hinaus ist die bekannte Bauweise insbesondere bei zweiteilig ausgebildeten Sammelrohren nur sehr eingeschränkt anwendbar.

[0003] Zweiteilige Sammelrohre sind z. B. durch die DE-A 43 39 952 bekannt. Dabei besteht das Sammelrohr aus einem schalenförmigen. Bodenteil mit Durchzügen, welche Rohrenden von Flachrohren aufnehmen, und einem Deckelteil, welches über seine Längsseiten mit dem Bodenteil verbunden ist. Diese Bauweise hat u. a. den Vorteil, dass Trennwände, die zur Umlenkung des Kältemittels erforderlich sind, leichter montiert werden können. Dazu weist jede Trennwand einen Vorsprung oder ein Fahne auf, die durch einen entsprechenden Schlitz im Deckelteil hindurchgesteckt und anschließend dicht gelötet wird.

[0004] Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kondensator der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass auch bei beliebigen Positionen von Sammelrohr und Sammler eine dichte Verbindung zwischen beiden Teilen, insbesondere im Bereich der Verbindungsöffnungen sichergestellt ist.

[0005] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass bei einem gegenüber dem Sammelrohr stark versetzten Sammler am Rohrprofilstück ein Ansatz mit einer konkaven Auflagefläche vorgesehen ist, auf welcher das Sammelrohr mit seiner Außenkontur aufliegt. Die Verbindungskanäle zwischen Sammler und Sammelrohr verlaufen durch den Ansatz und münden in das Sammelrohr, welches in diesem Bereich entsprechende Öffnungen aufweist. Durch diesen angeformten Ansatz am Rohrprofilstück lässt sich auch bei umfangseitig stark versetzten Positionen des Sammlers gegenüber dem Sammelrohr noch eine dichte Verbindung im Bereich der Verbindungsöffnungen erzielen, weil dort eine entsprechend breite Auflagefläche zur Verlötung vorgesehen ist. Der Ansatz kann durch Extrudieren leicht hergestellt werden, und die Verbindungskanäle können problemlos von außen gebohrt werden. Damit ergeben sich neue Einsatzmöglichkeiten für einen Kondensator mit integriertem Sammler, d. h. dann, wenn die Einbauverhältnisse im Kraftfahrzeug eine andere Anordnung des Sammlers in Relation zum Kondensator erfordern.

[0006] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. So ist die erfindungsgemäße Bauweise insbesondere bei zweiteilig ausgebildeten Sammelrohren von Vorteil. Der am Rohrprofilstück angeformte Ansatz ist dabei so ausgebildet, dass er mit seiner Auflagefläche das Deckelteil des Sammelrohres umgreift.

[0007] Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verläuft die Längsachse des Verbindungskanals exzentrisch zum Mittelpunkt des Sammlers, d. h. etwa tangential zur Innenwand. Dadurch kann der Sammler quasi neben dem Sammelrohr angeordnet werden.

[0008] In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind Auflagefläche und Deckelteil kreisförmig ausgebildet; dies hat den Vorteil, dass das Deckelteil auf der Auflagefläche gedreht werden kann, wodurch Sammler und Sammelrohr eine andere Position zueinander einnehmen können.

[0009] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung durchgreifen Fahnen von Trennwänden sowohl Schlitze im Deckelteil als auch Schlitze im Ansatz. Dadurch wird der Vorteil einer Fixierung, in axialer Richtung und in Umfangsrichtung, bei der Montage des Sammelrohres auf dem Rohrprofilstück erreicht.

[0010] In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird das Sammelrohr mit dem Rohrprofilstück geheftet - dadurch wird eine hinreichende Fixierung von Sammelrohr und Sammler für den anschließenden Lötprozess erreicht.

[0011] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1

einen teilweise dargestellten Kondensator,

Fig. 1 a

Sammelrohr und Sammler des Kondensators gemäß Fig. 1 in einer Ansicht von oben,

Fig. 1 b

Sammelrohr und Sammler des Kondensators gemäß Fig. 1 ohne Netz in einer Ansicht von unten,

Fig. 2

zeigt einen Schnitt durch den Kondensator gemäß Fig. 1 entlang der Linie II-II,

Fig. 3

einen Schnitt durch den Kondensator gemäß Fig. 1 entlang der Linie III-III,

Fig. 4

eine Ansicht auf ein Rohrprofilstück des Kondensators und

Fig. 5

einen Schnitt durch das Rohrprofilstück gemäß Fig. 4 entlang der Linie V-V.

[0012] Fig. 1 zeigt einen Kondensator 1 mit einem teilweise dargestellten Wärmeübertragemetz 2 (im Folgenden kurz "Netz" genannt), welches aus Flachrohren 3 und Wellrippen 4 besteht. Die Flachrohre 3 münden in ein Sammelrohr 5, welches zweiteilig ausgebildet ist. Parallel zu dem Sammelrohr 5 ist ein Sammler 6 angeordnet, der aus einem Rohr 7 und einem Rohrprofilstück 8 zusammengesetzt ist. Sammelrohr 5 und Sammler 6 sind einerseits im Bereich des Rohrprofilstückes 8 durch Lötung miteinander verbunden und andererseits stirnseitig durch einen beide Teile übergreifenden Deckel 9.

[0013] Die Fig. 1 a zeigt das Sammelrohr 5 und den Sammler 6 in einer Ansicht von oben, wobei erkennbar ist, dass das Rohrprofilstück 8 einen Ansatz 10 aufweist, der das Sammelrohr 5 übergreift. Sammelrohr 5 und Ansatz 10 sind durch einen Schweißpunkt 11 (Heftschweißung) zur Fixierung miteinander verbunden. Das Sammelrohr 5 weist Schlitze 12 und das Rohrprofilstück 8 Schlitze 13 auf, durch die nicht dargestellte Trennwände gesteckt werden.

[0014] Fig. 1b zeigt den Sammler 6 und das Sammelrohr 5 von unten, d. h. ohne das Netz 2. Dadurch erkennt man eine Vielzahl von Durchzügen 14, die die Enden der (nicht dargestellten) Flachrohre 3 aufnehmen.

[0015] Fig. 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie II-II durch den Kondensator 1 gemäß Fig. 1. Man erkennt den kreisringförmigen Querschnitt des Rohres 7 und den etwas größeren Kreisquerschnitt des Rohrprofilstückes 8, welches in den Ansatz 10 übergeht. Das Sammelrohr 5 ist - wie bereits erwähnt - zweiteilig ausgebildet und weist einerseits ein schalenförmiges Bodenteil 15 auf, in welches ein schalenförmiges Deckelteil 16 eingesetzt ist. Der Querschnitt des Sammelrohres 5, bestehend aus Bodenteil 15 und Deckelteil 16, ist durch eine Trennwand 17 ausgefüllt, die eine Fahne 18 aufweist, welche durch den Schlitz 12 (vgl. Fig. 1 a) gesteckt ist. Die Fahnen 18 treten somit über den kreiszylinderförmigen Umfang des Deckelteils 16 hinaus. In Fig. 1 a sind unter (d. h. nicht sichtbar) den Schlitzen 13 im Rohrprofilstück 8 entsprechende Schlitze im Deckelteil 16 angeordnet, durch welche Fahnen 18 von Trennwänden 17 gesteckt sind. Die Fahnen 18 der Trennwände sind also auch durch die Schlitze 13 im Rohrprofilstück 18 gesteckt, wodurch eine Fixierung des Sammelrohres 5 bzw. des Deckelteils 16 gegen Verdrehen und in axialer Richtung erreicht wird. Damit wird eine exakte Ausrichtung und Positionierung des Sammelrohres 5 gegenüber dem Rohrprofilstück 8 erzielt. Danach erfolgt das bereits erwähnte Heften mittels des Schweißpunktes 11.

[0016] Fig. 3 zeigt einen Schnitt längs der Linie III-III durch den Kondensator 1 gemäß Fig. 1. Das Rohrprofilstück 8 weist einen kreisringförmigen Querschnitt 8a auf und geht in den Ansatz 10 über, in welchem ein Strömungskanal 19 mit einer Längsachse 19a angeordnet ist. Das Rohrstück 8 mit dem Ansatz 10 ist durch Extrusion aus einer Aluminiumstrangpresslegierung hergestellt, der Kanal 19 durch Bohren nach der Extrusion. Der Ansatz 10, der im Folgenden noch genauer beschrieben wird, weist eine konkave Auflagefläche 20 auf, die an die Außenkontur des Deckelteils 16 angepasst ist. Das Dekkelteil 16 weist im Bereich des Strömungskanals 19 eine etwa kreisförmige, gestanzte Durchtrittsöffnung 21 auf, sodass das Sammelrohr 5 mit dem Sammler 6 strömungsmäßig kommunizieren kann. Das Sammelrohr 5 weist einen Mittelpunkt M1 auf und der Sammler 6 einen Mittelpunkt M2, welche die Durchstoßpunkte der Längsachsen durch die Zeichenebene bilden. Durch den Mittelpunkt M1 verläuft eine Ebene E, die parallel zu einer Stirnfläche 22 des Netzes 2 verläuft. Durch die beiden Längsachsen M1, M2 des Sammelrohres 5 und des Sammlers 6 wird eine Ebene M aufgespannt, die mit der Ebene E einen Winkel α bildet. Dieser Winkel α bezeichnet die Position des Sammlers 6 in Relation zum Sammelrohr 5. Bei einem Winkel von α = 0 würde sich der Mittelpunkt M2 in der Ebene E befinden, d. h. der Sammler 6 wäre mit seiner Längsachse fluchtend in der Ebene E angeordnet. In dieser Position stellt die Befestigung von Sammler 6 und Sammelrohr 5 in der Regel kein Problem dar und kann mit bekannten Mitteln des Standes der Technik gelöst werden. Je größer jedoch der Winkel α wird, desto schwieriger wird die Befestigung des Sammlers - hier schafft die erfindungsgemäße Lösung mit dem Ansatz 10 Abhilfe.

[0017] Fig. 4 zeigt eine Ansicht auf das Rohrprofilstück 8 mit einem Schlitz 23 für eine nicht sichtbare, gestrichelt dargestellte Trennwand 24 und einem Schlitz 25 für eine nicht sichtbare, gestrichelt dargestellte Abschlusswand 26, durch die der Sammler 6 stirnseitig verschlossen ist. In der Zeichnung oberhalb der Trennwand 24 sind zwei Verbindungsöffnungen 27 und unterhalb der Trennwand 24 zwei Verbindungsöffnungen 28 angeordnet, welche in ihrer Ausbildung dem Strömungskanal 19 in Fig. 3 entsprechen. Die Schlitze 23, 25 entsprechen den Schlitzen 13 in Fig. 1a.

[0018] Fig. 5 zeigt einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 4. Der Kreisringquerschnitt 8a geht in den zwickelartig ausgebildeten Ansatz 10 über, der einerseits durch einen ebenen Bereich 10a und andererseits durch die konkave Anlagefläche 20 begrenzt ist. Vorzugsweise ist die Fläche 20 entsprechend der Kontur des Deckelteils 16 kreiszylinderförmig ausgebildet. Der Strömungskanal 27 verläuft etwa parallel zum Bereich 10 und läuft etwa tangential in den inneren Kreisquerschnitt ein. Die Verlötung mit der Außenfläche des Deckelteils 16 erfolgt über die Anlagefläche 20 außerhalb des Querschnitts des Strömungskanals 27.

BEZUGSZAHLEN

[0019] 

1

Kondensator

2

Netz

3

Flachrohr

4

Wellrippe

5

Sammelrohr

6

Sammler

7

Rohr

8

Rohrprofilstück

8a

Kreisringquerschnitt

9

Deckel

10

Ansatz

11

Schweißpunkt

12

Schlitz (für Trennwand) im Sammelrohr

13

Schlitz (für Trennwand) im Rohrprofilstück

14

Durchzüge

15

Bodenteil

16

Deckelteil

17

Trennwand

18

Fahne

19

Strömungskanal

19a

Kanalachse

20

Auflagefläche, konkav

21

Durchtrittsöffnung

22

Stirnfläche, Kondensator

23

Schlitz für Trennwand

24

Trennwand

25

Schlitz für Abschlusswand

26

Abschlusswand

27

Verbindungsöffnung, oberhalb

28

Verbindungsöffnung, unterhalb

Ansprüche

1. Kondensator (1) für eine Klimaanlage, insbesondere von Kraftfahrzeugen mit einem aus Rohren (3) und insbesondere Wellrippen (4) bestehenden, eine Stirnfläche (22) aufweisenden Netz (2), mit zwei Sammelrohren und einem neben einem (5) der Sammelrohre angeordneten Sammler (6) , der aus einem Rohr (7) und einem extrudierten Rohrprofilstück (8) zusammengesetzt ist und über in dem Rohrprofilstück (8) angeordnete Verbindungsöffnungen mit dem Sammelrohr (5) kommuniziert, wobei der Sammler (6) und das benachbarte Sammelrohr (5) parallel zueinander verlaufende Längsachsen M1, M2 aufweisen und wobei das Sammelrohr (5) und das Rohrprofilstück (8) im Bereich außerhalb der Verbindungsöffnungen verlötet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachsen M1, M2 von Sammelrohr (5) und Sammler (6) in einer Richtung senkrecht zur Stirnfläche (22) des Netzes (2) gegeneinander versetzt sind und dass das Rohrprofilstück (8) einen parallel zur Längsachse M2 des Sammlers (6) verlaufenden Ansatz (10) mit einer konkaven Auflagefläche (20) aufweist, die der Außenkontur des Sammelrohres (5) angepasst ist.

2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sammelrohr (5) zweiteilig ausgebildet ist und je ein schalenförmiges Deckelteil (16) und Bodenteil(15) aufweist, wobei das Deckelteil (16) auf der Auflagefläche (20) aufliegt und Durchtrittsöffnungen (21) aufweist, die an die Verbindungsöffnungen (19, 27, 28) im Rohrprofilstück (8) anschließen.

3. Kondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsöffnungen (27, 28) im Rohrprofilstück (8) als durch den Ansatz (10) verlaufende Kanäle (19) mit einer Kanallängsachse (19a) ausgebildet sind, die außerhalb der Mitte M2 des Sammlers (exzentrisch) verläuft.

4. Kondensator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der konkaven Auflagefläche (20) und des Dekkelteils (16) einen Kreisbogenabschnitt bildet.

5. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Sammelrohr (5) Trennwände (17, 24) mit Fahnen (18) angeordnet sind, dass im Sammelrohr (5) und im Ansatz (10) des Rohrprofilstückes (8) fluchtend angeordnete Schlitze (12, 13) vorgesehen sind und dass die Fahnen (18) durch die Schlitze (12, 13) gesteckt sind.

6. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittsöffnungen (21) im Deckelteil (16) aussermittig angeordnet und als Stanzlöcher ausgebildet sind.

7. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sammelrohr (5) mit dem Rohrprofilstück (8) durch eine Heftschweißung (11) vor dem Löten fixiert ist.

8. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Längsachsen M1, M2 von Sammelrohr (5) und Sammler (6) eine Ebene M aufgespannt wird, die mit einer Ebene E, die parallel zur Stirnfläche (22) des Netzes (2) verläuft, einen Winkel α bildet, der im Bereich von 0 < α ≤ 90 ° liegt, insbesondere im Bereich von 65° ≤ α ≤ 90°.

Zeichnung