EP2144019A1 - Wärmetauscherbaugruppe - Google Patents

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Publication number
EP2144019A1
EP2144019A1 EP08290669A EP08290669A EP2144019A1 EP 2144019 A1 EP2144019 A1 EP 2144019A1 EP 08290669 A EP08290669 A EP 08290669A EP 08290669 A EP08290669 A EP 08290669A EP 2144019 A1 EP2144019 A1 EP 2144019A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
collecting container
closure device
heat exchanger
exchanger assembly
assembly according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08290669A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Becker
Fabrice Grossnickel
Frédéric Desaute
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle Behr France Hambach SAS
Original Assignee
Behr France Hambach SARL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Behr France Hambach SARL filed Critical Behr France Hambach SARL
Priority to EP08290669A priority Critical patent/EP2144019A1/de
Publication of EP2144019A1 publication Critical patent/EP2144019A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/04—Condensers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/04—Details of condensers
    • F25B2339/044—Condensers with an integrated receiver
    • F25B2339/0441—Condensers with an integrated receiver containing a drier or a filter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—Component parts or details not otherwise provided for in this subclass
    • F25B2400/16—Receivers
    • F25B2400/162—Receivers characterised by the plug or stop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2220/00—Closure means, e.g. end caps on header boxes or plugs on conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0243—Header boxes having a circular cross-section

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger assembly, in particular a refrigerant condenser assembly for an automotive air conditioning system, comprising at least one cooling tube for passing a fluid to be cooled, in particular a refrigerant, a collecting container having an opening, which is in fluid communication with the at least one cooling tube, a closure device for closing the Opening of the collecting container, wherein the closure device is connected to the collecting container by means of a positive connection and a dryer arranged in the collecting container and / or in the closure device.
  • the invention further relates to an automotive air conditioning system.
  • z. B converted a vapor refrigerant in the liquid state and then the liquid refrigerant further "subcooled".
  • the refrigerant condenser assembly forms a structural unit within an automotive air conditioning system with an evaporator and a compressor.
  • a heat exchanger assembly is known.
  • Horizontally arranged cooling tubes are provided with cooling fins.
  • the cooling tubes are fluidly connected to each other by means of two vertically positioned manifolds.
  • a sump is fluidly connected to one of the two headers.
  • a dryer is arranged in the collection.
  • An opening at the lower end of the collecting container is closed by a closing device designed as a closure element.
  • the closure element is firmly bonded by means of a soldered connection to the collecting container.
  • the solder joint in the manufacture of the heat exchanger assembly is complicated and expensive. Furthermore, soldering problems can easily occur, which generally lead to leaks.
  • From the DE 100 39 260 B4 is a generic heat exchanger assembly known.
  • a collecting container is closed by a plug as a closure device.
  • a locking ring engages in an annular groove on the collecting container and thus positively connects the plug with the collecting container.
  • When assembling the heat exchanger group is for connecting the plug with the collecting container an additional, not part of the plug as a closure device belonging component, namely the locking ring, required, thereby creating an additional installation effort.
  • the object of the present invention is to improve in a heat exchanger assembly, the closure device for the collecting container to the effect that the above-mentioned disadvantages do not occur.
  • the installation of the closure device on the collecting container should be able to be carried out easily with a low production cost.
  • a heat exchanger assembly in particular a refrigerant condenser assembly for an automotive air conditioning system, comprising at least one cooling tube for passing a fluid to be cooled, in particular a refrigerant, a collecting container having an opening, which is in fluid communication with the at least one cooling tube, a closure device for closing the Opening of the collecting container, wherein the closure device is connected to the collecting container by means of a positive connection and arranged in the collecting container and / or in the closure device dryer, wherein the positive connection by means of a deformation of the collecting container and / or the closure device can be produced and / or canceled.
  • the connection between the closure device and the collecting container can thus be easily manufactured, because no expensive and time-consuming in the assembly screw connection is necessary.
  • the collecting container and / or the closure device can be designed in one or more parts. The deformation is thus carried out by that part or those parts which are part of the collecting container and / or the closure device.
  • the positive connection can be produced and / or canceled by means of a deformation of a jacket wall of the collecting container and / or by means of a deformation of a closure jacket wall of the closure device.
  • the jacket wall and / or closure jacket wall for example circular or rectangular in cross-section, is particularly suitable for producing the positive fit because generally the two components abut one another on the jacket wall of the collector and the closure jacket wall of the closure device.
  • the jacket wall and / or closure jacket wall can be formed in one or more parts. The deformation is thus carried out by that part or those parts of the jacket wall and / or closure jacket wall, which are part of the jacket wall and / or closure jacket wall.
  • the deformation is a bend, strain, compression, shear or torsion.
  • the closure device is provided with a recess, in particular an annular groove.
  • At least one bendable latching arm is formed on the collecting container with a latching nose for latching into the recess of the closure device.
  • a locking arm with a locking lug can be bent easily and the locking lug can easily engage in the annular groove for producing a positive connection.
  • the locking arm is part of the collection container.
  • the collecting container is provided with a recess, in particular an annular groove.
  • At least one bendable latching arm is formed on the closure device with a latching nose for latching into the recess of the collecting container.
  • the locking arm is part of the closure device.
  • the closure device has a cavity for receiving the dryer.
  • the collecting container as a tube with a cylindrical jacket wall and / or the closure device as Tube formed with a cylindrical VerInstitutmantelwandung.
  • the jacket wall of the collecting container and / or the closure jacket wall of the closure device thus enclose a cylindrical cavity.
  • the at least one, bendable latching arm is formed on the basis of at least one radial recess at one end of the jacket wall of the collecting container and / or at one end of the closure jacket wall of the closure device.
  • the bendable latching arm can thus be made particularly simple, because the end of the casing wall only needs to be cut.
  • a sealing ring is arranged between the closure device and the collecting container.
  • An elastic sealing ring, z. B. plastic, serves for fluid-tight sealing of the connection between the collecting container and closure device.
  • the sealing ring is arranged in an annular sealing groove on the collecting container and / or on the closure device.
  • the positive connection between the closure device and collecting container can only be produced.
  • the positive connection can thus not be repealed, d. H. it is a non-releasable positive connection or an inseparable connection between closure device and collecting container.
  • the collecting container and the closure device are connected to one another by means of a frictional connection.
  • An additional non-positive connection in addition to the positive connection, for example due to the force exerted by the locking arms on the outer wall forces, can additionally secure the connection.
  • the heat exchanger assembly expediently comprises at least one collecting pipe, in particular two collecting pipes, for fluidly connecting the cooling pipes to one another.
  • the collecting container is mechanically connected to a collecting pipe and / or the collecting container is in fluid communication with a collecting pipe.
  • the at least one collecting tube is vertically aligned.
  • the at least one cooling tube is aligned horizontally.
  • the heat exchanger assembly comprises an inlet and outlet opening arranged in the collecting container for the fluid connection of the collecting container to the at least one collecting tube and / or the at least one cooling tube.
  • the collecting container is fluidly connected in particular directly through an inlet and outlet opening with the one collecting tube.
  • the collecting container is preferably mechanically connected to the one collecting tube by means of connecting means arranged on the collecting container and / or on the closing device.
  • An automotive air conditioning system according to the invention comprises the above-described heat exchanger assembly.
  • FIG. 1 a designed as a refrigerant condenser assembly 2 heat exchanger assembly 1 is shown in a perspective view.
  • the inventive Kätteffenkondensatorbaueria 2 is part of an automotive air conditioning system with an evaporator and a compressor (not shown).
  • By horizontally disposed cooling tubes 3 flows to be condensed and cooled refrigerant ( Fig. 1 ).
  • the cooling tubes 3 open at their respective ends in a vertical manifold 4, that is, there are two manifolds 4 respectively at the ends of the cooling tubes 3.
  • Fig. 1 only one manifold 4 is shown.
  • the manifold 4 has cooling tube openings 21 (FIG. Fig. 2 ), through which the ends of the cooling tubes 3 protrude into the manifold 4.
  • Meander-shaped cooling fins 20 are arranged between the cooling tubes 3, which are in thermal communication with the cooling tubes 3 by means of heat conduction. This increases the area available for cooling the refrigerant.
  • the cooling tubes 3, the cooling fins 20 and the two manifolds 4 are generally made of metal, in particular aluminum.
  • a collecting container 5 is arranged ( Fig. 1 . 2 ).
  • the collecting container 5 is connected by means of an inlet opening 7 and an outlet opening 8 (FIG. Fig. 3 ) in fluid communication with the manifold 4 and thus also indirectly in fluid communication with the cooling tubes 3.
  • the sump 5 is not connected to the manifold 4 at the upper end 23.
  • At the lower end 22 of the collecting container 5 is mechanically connected to the manifold 4 ( Fig. 1 ).
  • the collecting container 5 may also be mechanically connected to the collecting tube 4 at the upper end 23 (not shown).
  • the collecting container 5 comprises a cylindrical jacket wall 15 which is closed at the upper end 23 by a cover wall 25 ( Fig. 1 . 3 ).
  • the closure device 9 has a cylindrical closure jacket wall 26, which is closed at the lower end 22 by a bottom wall 27.
  • the collecting container 5 and the closure device 9 thus each form tubes 14 and are each made of metal, for. As aluminum, and / or plastic.
  • the collecting container 5 and the closure device 9 enclose a cylindrical cavity 13 (FIG. Fig. 3 ).
  • a dryer 6 is arranged in the trapped by the closure device 9 cavity 13.
  • the dryer 6 is hygroscopic and can absorb water or moisture from the refrigerant.
  • annular groove 10 is formed ( Fig. 4 ).
  • One end 17 of the jacket wall 15 of the collecting container 5 is provided with radial recesses 16 (FIG. Fig. 1 . 5 ), so that this prank-like latching arms 11 result, which are part of the collecting container 5 ( Fig. 1 . 4, 5 ).
  • the radial recesses 16 are cut into the jacket wall 15 of the collecting container 5.
  • the dryer 6 is introduced into the cavity 13 of the closure device 9.
  • the upper end 30 of the closure device 9 is inserted into the opening 31 of the collecting container 5.
  • the inner diameter 28 of the collecting container 5 is slightly larger than the outer diameter 29 of the closure device 9 between the upper end 30 of the closure device 9 and the annular groove 10 (FIG. Fig. 4 ).
  • the ends of the latching arms 11 are bent by a tool, not shown, into the opening 31 of the collecting container 5 in the radial direction inwardly in the annular groove 10 to latching lugs 12 after insertion of the upper end 30 of the closure device 9.
  • the positive connection between the closure device 9 and the collecting container 5 is thus produced by means of a bending of the jacket wall 15 belonging to the collecting container 5 latching arms 11.
  • a sealing ring 18 arranged in a sealing groove 19 of the closure device 9 ensures a fluid-tight connection between the collecting container 5 and the closure device 9.
  • the latching lugs 12 and the latching arms 11 are designed such that the positive connection between the collecting container 5 and the closure device 9 is not detachable. d. H. the fit can only be produced, but not canceled.
  • the closure shell wall 26 can be made substantially shorter or the axial length of the closure wall 26 substantially corresponds to the distance between the upper end 30 of the closure device 9 and the annular groove 10, so that the dryer 6 in the cavity 13 of Collecting container 5 is arranged.
  • the inlet and outlet openings 7, 8 are arranged in the collecting container 5 for this purpose.
  • the refrigerant condenser assembly 2 has considerable advantages.
  • the in the sump 5 and / or in the Shutter 9 arranged dryer 6 is sensitive to heat.
  • a solder joint after the introduction of the dryer 6 in the collecting container 5 and / or the closure device 9 is not possible due to the necessary high temperatures during soldering.
  • In the production of the refrigerant condenser assembly 2 is thus a complex, additional assembly stage after the introduction of the dryer 6 in the closure device 9, z.
  • On a faulty for leaks solder connection between the closure device 9 and the collecting container 5 can be omitted.
  • a much more expensive and time-consuming in assembly screw between closure device 9 and 5 collection container is no longer needed.

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Abstract

Bei einer Wärmetauscherbaugruppe (1), insbesondere Kältemittelkondensatorbaugruppe (2) für eine Kraftfahrzeugklimaanlage, umfassend wenigstens ein Kühlrohr (3) zum Durchleiten eines zu kühlenden Fluids, insbesondere ein Kältemittel, einen Sammelbehälter (5) mit einer Öffnung, der in Fluidverbindung zu dem wenigstens einen Kühlrohr (3) steht, eine Verschlusseinrichtung (9) zum Verschließen des Sammelbehälters (5), wobei die Verschlusseinrichtung (9) mit dem Sammelbehälter (5) mittels eines Formschlusses verbunden ist und einen im Sammelbehälter (5) und/oder in der Verschlusseinrichtung (9) angeordneten Trockner (6), soll die Montage der Verschlusseinrichtung (9) am Sammelbehälter (5) einfach mit einem geringen Fertigungsaufwand ausgeführt werden können. Ferner soll die Gefahr von Undichtigkeiten möglichst gering sein. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Formschluss mittels einer Verformung des Sammelbehätters (5) und/oder der Verschlusseinrichtung (9) herstellbar und/oder aufhebbar ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wärmetauscherbaugruppe, insbesondere eine Kältemittelkondensatorbaugruppe für eine Kraftfahrzeugklimaanlage, umfassend wenigstens ein Kühlrohr zum Durchleiten eines zu kühlenden Fluids, insbesondere ein Kältemittel, einen Sammelbehälter mit einer Öffnung, der in Fluidverbindung zu dem wenigstens einen Kühlrohr steht, eine Verschlusseinrichtung zum Verschließen der Öffnung des Sammelbehälters, wobei die Verschlusseinrichtung mit dem Sammelbehälter mittels eines Formschlusses verbunden ist und einen im Sammelbehälter und/oder in der Verschlusseinrichtung angeordneten Trockner. Die Erfindung betrifft ferner eine Kraftfahrzeugklimaanlage.
  • In Wärmetauscherbaugruppen, insbesondere in Kältemittelkondensatorbaugruppen für eine Kraftfahrzeugklimaanlage, wird z. B. ein dampfförmiges Kältemittel in den flüssigen Aggregatzustand übergeführt und anschließend das flüssige Kältemittel weiter "unterkühlt". Die Kältemittelkondensatorbaugruppe bildet eine Baueinheit innerhalb einer Kraftfahrzeugklimaanlage mit einem Verdampfer und einen Verdichter.
  • Aus der DE 103 53 160 A1 ist eine Wärmetauscherbaugruppe bekannt. Horizontal angeordnete Kühlrohre sind mit Kühlrippen versehen. Die Kühlrohre sind mittels zweier, vertikal positionierter Sammelrohre miteinander fluidverbunden. Ein Sammelbehälter ist mit einem der beiden Sammelrohre fluidverbunden. Im Sammelbehälter ist ein Trockner angeordnet. Eine Öffnung am unteren Ende des Sammelbehälters ist mit einer als Verschlusselement ausgebildeten Verschlusseinrichtung verschlossen. Das Verschlusselement wird mittels einer Lötverbindung am Sammelbehälter stoffschlüssig befestigt. Nachteiligerweise ist die Lötverbindung bei der Fertigung der Wärmetauscherbaugruppe aufwendig und teuer. Ferner können leicht Lötprobleme auftreten, die im Allgemeinen zu Undichtigkeiten führen.
  • Aus der DE 103 29 297 A1 ist eine gattungsbildende Wärmetauscherbaugruppe bekannt. Zwei vertikal positionierte Sammelrohre sind durch horizontal angeordnete Kühlrohre mit Kühlrippen miteinander fluidverbunden. Ein Sammelbehälter mit einem Trockner ist mit einem der Sammelrohre fluidverbunden. Eine Öffnung ist am unteren Ende des Sammelbehälters mit einer als Stopfen ausgebildeten Verschlusseinrichtung verschlossen. Der Stopfen ist mittels einer Schraubverbindung befestigt, so dass ein Formschluss zwischen Sammelbehälter und Stopfen vorliegt. Die Schraubverbindung ist in der Herstellung teuer und bei der Montage zeitaufwendig.
  • Aus der DE 100 39 260 B4 ist eine gattungsbildende Wärmetauscherbaugruppe bekannt. Ein Sammelbehälter ist von einem Stopfen als Verschlusseinrichtung verschlossen. Ein Sicherungsring greift in eine Ringnut am Sammelbehälter ein und verbindet damit formschlüssig den Stopfen mit dem Sammelbehälter. Bei der Montage der Wärmetauschergruppe ist zum Verbinden des Stopfens mit dem Sammelbehälter ein zusätzliches, nicht zum Stopfen als Verschlusseinrichtung gehörendes Bauteil, nämlich der Sicherungsring, erforderlich, so dass dadurch ein zusätzlicher Montageaufwand entsteht.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, bei einer Wärmetauscherbaugruppe die Verschlusseinrichtung für den Sammelbehälter dahingehend zu verbessern, dass die oben genannten Nachteile nicht auftreten. Die Montage der Verschlusseinrichtung am Sammelbehälter soll einfach mit einem geringen Fertigungsaufwand ausgeführt werden können.
  • Ferner soll die Gefahr von Undichtigkeiten möglichst gering und die Wärmetauscherbaugruppe in der Herstellung preiswert sein.
  • Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Wärmetauscherbaugruppe, insbesondere Kältemittelkondensatorbaugruppe für eine Kraftfahrzeugklimaanlage, umfassend wenigstens ein Kühlrohr zum Durchleiten eines zu kühlenden Fluids, insbesondere ein Kältemittel, einen Sammelbehälter mit einer Öffnung, der in Fluidverbindung zu dem wenigstens einen Kühlrohr steht, eine Verschlusseinrichtung zum Verschließen der Öffnung des Sammelbehälters, wobei die Verschlusseinrichtung mit dem Sammelbehälter mittels eines Formschlusses verbunden ist und einen im Sammelbehälter und/oder in der Verschlusseinrichtung angeordneten Trockner, wobei der Formschluss mittels einer Verformung des Sammelbehälters und/oder der Verschlusseinrichtung herstellbar und/oder aufhebbar ist. Die Verbindung zwischen der Verschlusseinrichtung und dem Sammelbehälter kann damit einfach hergestellt werden, weil keine teure und bei der Montage zeitaufwendige Schraubverbindung notwendig ist. Ferner ist kein zusätzliches Bauteil, z. B. ein Sicherungsring, zur Herstellung des Formschlusses notwendig, so dass der Montageaufwand verringert und das Risiko eines Fehlers bei der Fertigung verkleinert wird. Der Sammelbehälter und/oder die Verschlusseinrichtung können ein- oder mehrteilig ausgebildet sein. Die Verformung wird somit von demjenigen Teil oder denjenigen Teilen ausgeführt, welche Bestandteil des Sammelbehälter und/oder der Verschlusseinrichtung sind.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist der Formschluss mittels einer Verformung einer Mantelwandung des Sammelbehälters und/oder mittels einer Verformung einer Verschlussmantelwandung der Verschlusseinrichtung herstellbar und/oder aufhebbar. Die Mantelwandung und/oder Verschlussmantelwandung, im Querschnitt beispielsweise kreisförmig oder rechteckig, ist zur Herstellung des Formschlusses besonders geeignet, weil im Allgemeinen an der Mantelwandung des Sammelbehälters und der Verschlussmantelwandung der Verschlusseinrichtung die beiden Bauteile aneinander stoßen. Die Mantelwandung und/oder Verschlussmantelwandung kann ein- oder mehrteilig ausgebildet sein. Die Verformung wird somit von demjenigen Teil oder denjenigen Teilen der Mantelwandung und/oder Verschlussmantelwandung ausgeführt, welche Bestandteil der Mantelwandung und/oder Verschlussmantelwandung sind.
  • Insbesondere ist die Verformung eine Biegung, Dehnung, Stauchung, Scherung oder Torsion.
  • In einer zusätzlichen Ausführungsform ist die Verschlusseinrichtung mit einer Aussparung, insbesondere einer Ringnut, versehen.
  • Zweckmäßig ist am Sammelbehälter wenigstens ein biegbarer Rastarm mit einer Rastnase zum Einrasten in die Aussparung der Verschlusseinrichtung ausgebildet. Ein Rastarm mit einer Rastnase kann besonders einfach verbogen werden und die Rastnase kann leicht in die Ringnut zur Herstellung eines Formschlusses eingreifen. Der Rastarm ist Bestandteil des Sammelbehälters.
  • In einer zusätzlichen Ausführungsform ist der Sammelbehälter mit einer Aussparung, insbesondere einer Ringnut, versehen.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist an der Verschlusseinrichtung wenigstens ein biegbarer Rastarm mit einer Rastnase zum Einrasten in die Aussparung des Sammelbehälters ausgebildet. Der Rastarm ist Bestandteil der Verschlusseinrichtung.
  • Vorzugsweise weist die Verschlusseinrichtung einen Hohlraum zur Aufnahme des Trockners auf.
  • In einer weiteren Ausführungsform sind der Sammelbehälter als Rohr mit einer zylindrischen Mantelwandung und/oder die Verschlusseinrichtung als Rohr mit einer zylindrischen Verschlussmantelwandung ausgebildet. Die Mantelwandung des Sammelbehälters und/oder die Verschlussmantelwandung der Verschlusseinrichtung schließen damit einen zylinderförmigen Hohlraum ein.
  • Insbesondere ist der wenigstens eine, biegbare Rastarm aufgrund wenigstens einer radialen Ausnehmung an einem Ende der Mantelwandung des Sammelbehälters und/oder an einem Ende der Verschlussmantelwandung der Verschlusseinrichtung ausgebildet. Der biegbare Rastarm kann damit besonders einfach hergestellt werden, weil das Ende der Mantelwandung lediglich eingeschnitten werden muss.
  • Vorzugsweise ist zwischen Verschlusseinrichtung und Sammelbehälter ein Dichtungsring angeordnet. Ein elastischer Dichtungsring, z. B. aus Kunststoff, dient zum fluiddichten Abdichten der Verbindung zwischen Sammelbehälter und Verschlusseinrichtung.
  • In einer zusätzlichen Ausführungsform ist der Dichtungsring in einer ringförmigen Dichtungsnut am Sammelbehälter und/oder an der Verschlusseinrichtung angeordnet.
  • In einer ergänzenden Ausgestaltung ist der Formschluss zwischen Verschlusseinrichtung und Sammelbehälter nur herstellbar. Der Formschluss kann somit nicht aufgehoben werden, d. h. es handelt sich um einen unlösbaren Formschluss bzw. um eine unlösbare Verbindung zwischen Verschlusseinrichtung und Sammelbehälter.
  • In einer weiteren Ausführungsform sind der Sammelbehälter und die Verschlusseinrichtung mittels eines Kraftschlusses miteinander verbunden. Eine zusätzliche kraftschlüssige Verbindung in Ergänzung zur formschlüssigen Verbindung, beispielsweise aufgrund der von den Rastarmen auf der Mantelwandung ausgeübten Kräfte, kann die Verbindung ergänzend absichern.
  • Zweckmäßig umfasst die Wärmetauscherbaugruppe wenigstens ein Sammelrohr, insbesondere zwei Sammelrohre, zum Fluidverbinden der Kühlrohre untereinander.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist der Sammelbehälter mechanisch mit einem Sammelrohr verbunden und/oder der Sammelbehälter steht in Fluidverbindung zu einem Sammelrohr.
  • Insbesondere ist das wenigstens eine Sammelrohr vertikal ausgerichtet.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist das wenigstens eine Kühlrohr horizontal ausgerichtet.
  • In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Wärmetauscherbaugruppe eine im Sammelbehälter angeordnete Eintritts- und Austrittsöffnung zur Fluidverbindung des Sammelbehälters mit dem wenigstens einen Sammelrohr und/oder dem wenigstens einen Kühlrohr. Der Sammelbehälter ist insbesondere unmittelbar durch ein Eintritts- und Austrittsöffnung mit dem einen Sammelrohr fluidverbunden. Vorzugsweise ist der Sammelbehälter mittels an dem Sammelbehälter und/oder an der Verschlusseinrichtung angeordneten Verbindungsmitteln mechanisch mit dem einen Sammelrohr verbunden.
  • Eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeugklimaanlage umfasst die oben beschriebene Wärmetauscherbaugruppe.
  • Im Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine perspektivische Teilansicht einer Kältemittelkondensatorbaugruppe,
    Fig. 2
    eine perspektivische Teilansicht der Kältemitelkondensatorbaugruppe gemäß Fig. 1 ohne Kühlrohre und Kühlrippen,
    Fig. 3
    einen Längsschnitt eines Sammelbehälters mit einer Verschlusseinrichtung gemäß Fig. 1 und 2,
    Fig. 4
    einen vergrößerten Längsschnitt des Sammelbehälters mit der Verschlusseinrichtung gemäß eines in Fig. 3 strichliert gekennzeichneten Ausschnitts und
    Fig. 5
    eine perspektivische vergrößerte Teilansicht des Sammelbehälters und der Verschlusseinrichtung an der Verbindungsstelle zwischen Sammelbehälter und Verschlusseinrichtung.
  • In Figur 1 ist eine als Kältemittelkondensatorbaugruppe 2 ausgebildete Wärmetauscherbaugruppe 1 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Die erfindungsgemäße Kättemittelkondensatorbaugruppe 2 ist Bestandteil einer Kraftfahrzeugklimaanlage mit einem Verdampfer und einem Verdichter (nicht dargestellt). Durch horizontal angeordnete Kühlrohre 3 strömt zu kondensierendes und zu kühlendes Kältemittel (Fig. 1). Die Kühlrohre 3 münden an ihren jeweiligen Enden in ein vertikales Sammelrohr 4, d. h. es sind zwei Sammelrohre 4 jeweils an den Enden der Kühlrohre 3 vorhanden. In Fig. 1 ist nur ein Sammelrohr 4 dargestellt. Das Sammelrohr 4 weist hierfür Kühlrohröffnungen 21 (Fig. 2) auf, durch welche die Enden der Kühlrohre 3 in das Sammelrohr 4 ragen. Zwischen den Kühlrohren 3 sind mäanderförmige Kühlrippen 20 angeordnet, welche mit den Kühlrohren 3 in thermischer Verbindung mittels Wärmeleitung stehen. Dadurch wird die Fläche vergrößert, welche zum Kühlen des Kältemittels zur Verfügung steht. Die Kühlrohre 3, die Kühlrippen 20 und die beiden Sammelrohre 4 bestehen im Allgemeinen aus Metall, insbesondere Aluminium.
  • An einem Sammelrohr 4 ist, ebenfalls vertikal ausgerichtet, ein Sammelbehälter 5 angeordnet (Fig. 1, 2). Der Sammelbehälter 5 steht mittels einer Eintrittsöffnung 7 und einer Austrittsöffnung 8 (Fig. 3) in Fluidverbindung mit dem Sammelrohr 4 und damit auch mittelbar in Fluidverbindung mit den Kühlrohren 3. Der Sammelbehälter 5 ist am oberen Ende 23 nicht mit dem Sammelrohr 4 verbunden. Am unteren Ende 22 ist der Sammelbehälter 5 mit dem Sammelrohr 4 mechanisch verbunden (Fig. 1). In einer weiteren Ausgestaltung kann der Sammelbehälter 5 auch am oberen Ende 23 mit dem Sammelrohr 4 mechanisch verbunden sein (nicht dargestellt). Der Sammelbehälter 5 umfasst eine zylinderförmige Mantelwandung 15 die am oberen Ende 23 von einer Deckwandung 25 verschlossen ist (Fig. 1, 3). Eine Öffnung 31 am unteren Ende 22 des Sammelbehälters 5 ist mittels einer Verschlusseinrichtung 9 verschlossen. Die Verschlusseinrichtung 9 weist eine zylinderförmige Verschlussmantelwandung 26 auf, welche am unteren Ende 22 von einer Bodenwandung 27 verschlossen ist. Der Sammelbehälter 5 und die Verschlusseinrichtung 9 bilden somit jeweils Rohre 14 und sind jeweils aus Metall, z. B. Aluminium, und/oder Kunststoff gefertigt.
  • Der Sammelbehälter 5 und die Verschlusseinrichtung 9 umschließen einen zylinderförmigen Hohlraum 13 (Fig. 3). In dem von der Verschlusseinrichtung 9 eingeschlossenen Hohlraum 13 ist ein Trockner 6 angeordnet. Der Trockner 6 ist hygroskopisch und kann Wasser bzw. Feuchtigkeit aus dem Kältemittel aufnehmen.
  • An der Verschlussmantelwandung 26 ist eine Ringnut 10 ausgebildet (Fig. 4). Ein Ende 17 der Mantelwandung 15 des Sammelbehälters 5 ist mit radialen Ausnehmungen 16 (Fig. 1, 5) versehen, so dass sich dadurch prankenartige Rastarme 11 ergeben, welcher Bestandteil des Sammelbehälters 5 sind (Fig. 1, 4, 5). Die radialen Ausnehmungen 16 werden in die Mantelwandung 15 des Sammelbehälters 5 eingeschnitten. Vor dem Verbinden der Verschlusseinrichtung 9 mit dem Sammelbehälter 5 wird der Trockner 6 in den Hohlraum 13 der Verschlusseinrichtung 9 eingeführt.
  • Zum formschlüssigen Verbinden der Verschlusseinrichtung 9 mit dem Sammelbehälter 5 wird das obere Ende 30 der Verschlusseinrichtung 9 in die Öffnung 31 des Sammelbehälters 5 eingeschoben. Der Innendurchmesser 28 des Sammelbehälters 5 ist geringfügig größer als der Außendurchmesser 29 der Verschlusseinrichtung 9 zwischen dem oberen Ende 30 der Verschlusseinrichtung 9 und der Ringnut 10 (Fig. 4). Zum Ausbilden der Rastnasen 12 werden mittels eines nicht dargestellten Werkzeuges die Enden der Rastarme 11 nach dem Einführen des oberen Endes 30 der Verschlusseinrichtung 9 in die Öffnung 31 des Sammelbehälters 5 in radialer Richtung nach innen in die Ringnut 10 zu Rastnasen 12 gebogen. Die formschlüssige Verbindung zwischen der Verschlusseinrichtung 9 und dem Sammelbehälter 5 wird somit mittels einer Biegung der zur Mantelwandung 15 des Sammelbehälters 5 gehörenden Rastarme 11 hergestellt.
  • Ein in einer Dichtungsnut 19 der Verschlusseinrichtung 9 angeordneter Dichtungsring 18 gewährleistet eine fluiddichte Verbindung zwischen dem Sammelbehälter 5 und der Verschlusseinrichtung 9. Die Rastnasen 12 und die Rastarme 11 sind dahingehend ausgebildet, dass der Formschluss zwischen dem Sammelbehälter 5 und der Verschlusseinrichtung 9 nicht lösbar ist, d. h. der Formschluss ist nur herstellbar, nicht jedoch wieder aufhebbar.
  • In einer weiteren, nicht dargestellten Ausgestaltung kann die Verschlussmantelwandung 26 wesentlich kürzer ausgeführt werden bzw. die axiale Länge der Verschlusswandung 26 entspricht im Wesentlichen dem Abstand zwischen dem oberen Ende 30 der Verschlusseinrichtung 9 und der Ringnut 10, so dass der Trockner 6 im Hohlraum 13 des Sammelbehälters 5 angeordnet ist. Die Eintritts- und Austrittsöffnungen 7, 8 sind hierzu im Sammelbehälter 5 angeordnet.
  • Insgesamt betrachtet weist die erfindungsgemäße Kältemittelkondensatorbaugruppe 2 erheblich Vorteile auf. Der im Sammelbehälter 5 und/oder in der Verschlusseinrichtung 9 angeordnete Trockner 6 ist wärmeempfindlich. Eine Lötverbindung nach dem Einbringen des Trockners 6 in den Sammelbehälter 5 und/oder die Verschlusseinrichtung 9 ist aufgrund der notwendigen hohen Temperaturen beim Löten nicht möglich. In der Fertigung der Kältemittelkondensatorbaugruppe 2 ist somit eine aufwendige, zusätzliche Montagestufe nach dem Einbringen des Trockners 6 in die Verschlusseinrichtung 9, z. B. das Laserschweißen der Bodenwandung 27 an die Verschlussmantelwandung 26, nicht mehr erforderlich. Auf eine für Undichtigkeiten störungsanfällige Lötverbindung zwischen der Verschlusseinrichtung 9 und dem Sammelbehälter 5 kann verzichtet werden. Eine wesentlich teurere und bei der Montage zeitaufwendigere Schraubverbindung zwischen Verschlusseinrichtung 9 und Sammelbehälter 5 wird nicht mehr benötigt.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Wärmetauscherbaugruppe
    2
    Kältemittelkondensatorbaugruppe
    3
    Kühlrohr
    4
    Sammelrohr
    5
    Sammelbehälter
    6
    Trockner
    7
    Eintrittsöffnung
    8
    Austrittsöffnung
    9
    Verschlusseinrichtung
    10
    Ringnut
    11
    Rastarm
    12
    Rastnase
    13
    Hohlraum
    14
    Rohr
    15
    Mantelwandung
    16
    Ausnehmung, radial
    17
    Ende der Mantelwandung des Sammelbehälters
    18
    Dichtungsring
    19
    Dichtungsnut
    20
    Kühlrippen
    21
    Kühlrohröffnung
    22
    Unteres Ende des Sammelbehälters
    23
    Oberes Ende des Sammelbehälters
    24
    Aussparung
    25
    Deckwandung
    26
    Verschlussmantelwandung
    27
    Bodenwandung
    28
    Innendurchmesser
    29
    Außendurchmesser
    30
    Oberes Ende des Verschlusseinrichtung
    31
    Öffnung des Sammelbehälters

Claims (15)

  1. Wärmetauscherbaugruppe (1), insbesondere Kältemittelkondensatorbaugruppe (2) für eine Kraftfahrzeugklimaanlage, umfassend
    - wenigstens ein Kühlrohr (3) zum Durchleiten eines zu kühlenden Fluids, insbesondere ein Kältemittel,
    - einen Sammelbehälter (5) mit einer Öffnung (31), der in Fluidverbindung zu dem wenigstens einen Kühlrohr (3) steht,
    - eine Verschlusseinrichtung (9) zum Verschließen der Öffnung (31) des Sammelbehälters (5), wobei die Verschlusseinrichtung (9) mit dem Sammelbehälter (5) mittels eines Formschlusses verbunden ist und
    - einen im Sammelbehälter (5) und/oder in der Verschlusseinrichtung (9) angeordneten Trockner (6),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Formschluss mittels einer Verformung des Sammelbehälters (5) und/oder der Verschlusseinrichtung (9) herstellbar und/oder aufhebbar ist.
  2. Wärmetauscherbaugruppe nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Formschluss mittels einer Verformung einer Mantelwandung (15) des Sammelbehälters (5) und/oder mittels einer Verformung einer Verschlussmantelwandung (26) der Verschlusseinrichtung (9) herstellbar und/oder aufhebbar ist.
  3. Wärmetauscherbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Verformung eine Biegung, Dehnung, Stauchung, Scherung oder Torsion ist.
  4. Wärmetauscherbaugruppe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Verschlusseinrichtung (9) mit einer Aussparung (24), insbesondere einer Ringnut (10), versehen ist.
  5. Wärmetauscherbaugruppe nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    am Sammelbehälter (5) wenigstens ein biegbarer Rastarm (11) mit einer Rastnase (12) zum Einrasten in die Aussparung (24) der Verschlusseinrichtung (9) ausgebildet ist.
  6. Wärmetauscherbaugruppe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Sammelbehälter (5) mit einer Aussparung (24), insbesondere einer Ringnut (10), versehen ist.
  7. Wärmetauscherbaugruppe nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    an der Verschlusseinrichtung (9) wenigstens ein biegbarer Rastarm (11) mit einer Rastnase (12) zum Einrasten in die Aussparung (24) des Sammelbehälters (5) ausgebildet ist.
  8. Wärmetauscherbaugruppe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Sammelbehälter (5) als Rohr (14) mit einer zylindrischen Mantelwandung (15) und/oder die Verschlusseinrichtung (9) als Rohr mit einer zylindrischen Verschlussmantelwandung (26) ausgebildet sind.
  9. Wärmetauscherbaugruppe nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der wenigstens eine biegbare Rastarm (11) aufgrund wenigstens einer radialen Ausnehmung (16) an einem Ende (17) der Mantelwandung (15) des Sammelbehälters (5) und/oder an einem Ende (30) der Verschlussmantelwandung (26) der Verschlusseinrichtung (9) ausgebildet ist.
  10. Wärmetauscherbaugruppe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    zwischen Verschlusseinrichtung (9) und Sammelbehälter (5) ein Dichtungsring (18) angeordnet ist.
  11. Wärmetauscherbaugruppe nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Dichtungsring (18) in einer ringförmigen Dichtungsnut (19) am Sammelbehälter (5) und/oder an der Verschlusseinrichtung (9) angeordnet ist.
  12. Wärmetauscherbaugruppe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Formschluss zwischen Verschlusseinrichtung (9) und Sammelbehälter (5) nur herstellbar ist.
  13. Wärmetauscherbaugruppe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Sammelbehälter (5) und die Verschlusseinrichtung (9) mittels eines Kraftschlusses miteinander verbunden sind.
  14. Wärmetauscherbaugruppe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Wärmetauscherbaugruppe (1) wenigstens ein Sammelrohr (4), insbesondere zwei Sammelrohre (4), zum Fluidverbinden der Kühlrohre (3) untereinander umfasst.
  15. Wärmetauscherbaugruppe nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Sammelbehälter (5) mechanisch mit einem Sammelrohr (4) verbunden ist und/oder der Sammelbehälter (5) in Fluidverbindung zu dem einen Sammelrohr (4) steht.
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