EP2207962B1

EP2207962B1 - Kältemittelverdichter

Info

Publication number: EP2207962B1
Application number: EP20080804349
Authority: EP
Inventors: Herwig Kulmer
Original assignee: Secop Austria GmbH
Current assignee: Secop Austria GmbH
Priority date: 2007-10-05
Filing date: 2008-09-18
Publication date: 2015-04-29
Anticipated expiration: 2028-09-18
Also published as: US20100226805A1; WO2009047095A1; AT10136U1; EP2207962A1; CN101883923A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kältemittelverdichter, welcher ein hermetisch dichtes Verdichtergehäuse aufweist, in dessen Innerem eine ein Kältemittel verdichtende Kolben-Zylinder-Einheit arbeitet, die über ein Saugrohr Kältemittel von außerhalb des Verdichtergehäuses ansaugt und das Kältemittel unter Verdichtung über eine aus einem aus Kunststoff gefertigten Druckrohr und einem aus Metall gefertigten Anschlussrohr gebildete Druckstrecke in Richtung eines außerhalb des Verdichtergehäuses angeordneten Kondensators ausstößt, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Der Kältemaschinenprozess mit zeotropen Gasen als solcher ist seit langem bekannt. Das Kältemittel wird dabei durch Energieaufnahme aus dem zu kühlenden Raum im Verdampfer erhitzt und schließlich überhitzt, was zum Verdampfen führt und mittels einer Kolben-Zylinder-Einheit des Kältemittelverdichters auf ein höheres Druckniveäu verdichtet, wo es Wärme über einen Kondensator abgibt und über eine Drossel, in der eine Druckreduzierung und die Abkühlung des Kältemittels erfolgt, wieder zurück in den Verdampfer befördert wird.
Solche Kältemittelverdichter kommen vorwiegend in Kühlschränken oder -regalen zum Einsatz. Dementsprechend hoch ist die jährlich produzierte Stückzahl. Jede technische Verbesserung, die an einem Kältemittelverdichter vorgenommen wird und etwa die Produktionskosten verringert, birgt somit, auf die weltweit eingesetzten Kältemittelverdichter hochgerechnet, ein enormes Einsparungspotential.
Kältemittelverdichter sind aber auch Geräuschquellen, was während des Betriebs der Kältemittelverdichter mitunter störend sein kann. Die durch den Betrieb der Kolben-Zylinder-Einheit und dessen Antriebsmotor entstehenden Vibrationen belasten aber auch sämtliche Teile des Kältemittelverdichters, die diesen Vibrationen ausgesetzt sind.
Dabei zeigt sich, dass ein wesentlicher Teil der Schwingungsübertragung von der Kolben-Zylinder-Einheit auf das Verdichtergehäuse auf das Druckrohr zurückzuführen ist. Andererseits muss das Druckrohr über eine gewisse Beweglichkeit verfügen, um die von der Kolben-Zylinder-Einheit ausgeübten Vibrationen aufnehmen zu können.

STAND DER TECHNIK

Konventionelle Druckrohre werden aus metallischen Werkstoffen mit hohen Elastizitätsmodulen gefertigt. Um die Anforderungen hinsichtlich Schwingungsübertragung und Dauerfestigkeit zu erfüllen, werden die Druckrohre daher entsprechend lang ausgeführt und mehrfach gebogen im Inneren des Verdichtergehäuses angeordnet. Druckrohre dieser Art werden daher auch als Serpentinen bezeichnet.
Um die Schwingungsübertragung von der Kolben-Zylinder-Einheit auf das Verdichtergehäuse und die Geräuschentwicklung zu verringern, wurde es daher in der AT 007 698 U1 vorgeschlagen, das Druckrohr in seinem durch das Innere des Verdichtergehäuses führenden Abschnitt aus Kunststoff zu fertigen. Durch eine Ausführung des Druckröhrs aus Kunststoff kann des Weiteren eine Erwärmung des Inneren des Verdichtergehäuses durch das im Druckrohr befindliche, verdichtete Kältemittel verringert und der Wirkungsgrad des Kühlmittelverdichters gesteigert werden.
Bei derartigen Kunststoff-Druckrohren stellt sich die Frage nach einer geeigneten Anbindung des aus dem Inneren des Verdichtergehäuses hinausführenden Druckrohrs an ein zum Kondensator führendes metallisches Anschlussrohr. Eine Problemstellung ergibt sich hierbei aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des aus Metall, üblicherweise aus Kupfer oder Stahl gefertigten Anschlussrohrs und des aus Kunststoff gefertigten Druckrohrs, zumal im Inneren des Verdichtergehäuses Betriebstemperaturen von ca. 120°C erreicht werden und beim Auskühlen des Systems auf Raumtemperatur nach erfolgtem Ausschalten des Kältemittelverdichters die Gefahr von Undichtigkeiten zwischen dem Druckrohr und dem Anschlussrohr entsteht.
Während metallische Druck- und Anschlussrohre in konventioneller Weise miteinander verlötet, verschraubt oder geklebt werden, so wurden jene gemäß der AT 007 698 U1 z.B. mittels thermoplastischen Fügens miteinander verbunden.
Bei der Verbindung eines aus Kunststoff gefertigten Druckrohrs und eines aus Metall gefertigten Anschlussrohrs soll jedoch keine Querschnittsverminderung der von Druckrohr und Anschlussrohr gebildeten Druckstrecke in Flussrichtung des Kältemittels erfolgen, um den kontinuierlichen Fluss des aus der Kolben-Zylinder-Einheit austretenden Kältemittels nicht zu behindern. Aus diesem Grunde sollen Befestigüngsvarianten, bei denen das Druckrohr auf das Anschlussrohr aufgesteckt wird, vermieden werden.
Des Weiteren würde ein Aufstecken des (schlauch- bzw. serpentinenförmigen) Druckrohrs auf das Anschlussrohr keine zufriedenstellende automatisierte Montage ermöglichen.
Die DE 31 02 576 A1 offenbart eine Rohrverbindung, wobei ein erstes Rohr in einen erweiterten Endbereich eines zweiten Rohres einsteckbar ist. Bevor diese aus Aluminium gefertigten Rohre ineinander gesteckt werden, wird der Außenmantel des ersten Rohres mit zwei nebeneinander angeordneten, filmartigen Überzügen versehen, nämlich mit einer Silikongummischicht und einer Klebstoffschicht. Beide Überzüge weisen eine Schichtdicke zwischen 0,5 und 0,75 mm auf. Aufgrund dieser relativ geringen Schichtdicke ist eine derartige Rohrverbindung nicht zum Einsatz bei einer Druckrohranbindung gattungsgemäßer Kältemittelverdichter geeignet, da die Überzüge im Falle von Relativbewegungen zwischen dem Druckrohr und dem Anschlussrohr verschleißen könnten und somit im gegenständlichen Verbindungsbereich die Gefahr einer Leckage gegeben wäre.
Die WO 2007/011247 A offenbart einen Kältemittelverdichter mit einem aus Kunststoff gefertigten Druckrohr, dessen Endabschnitt mit einem in Richtung eines Kondensators führenden Anschlussrohr vercrimpt ist. Der Endabschnitt des Anschlussrohrs ist hierbei trichterförmig erweitert.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine zuverlässig abdichtende Anbindungsmöglichkeit für ein Druckrohr an ein aus Metall gefertigtes Anschlussrohr eines Kältemittelverdichters bereitzustellen. Insbesondere soll der kontinuierliche Fluss des aus der Kolben-Zylinder-Einheit austretenden Kältemittels nicht behindert werden.
Darüber hinaus soll eine zuverlässige automatisierte Montage der Druckrohranbindung ermöglicht werden.
Diese Aufgabe wird durch einen Kältemittelverdichter mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ein gattungsgemäßer Kältemittelverdichter weist ein hermetisch dichtes Verdichtergehäuse auf, in dessen Innerem eine ein Kältemittel verdichtende Kolben-Zylinder-Einheit arbeitet, die mit einem Saugrohr sowie einem Druckrohr verbunden ist, wobei über das Saugrohr ein Kältemittel zur Kolben-Zylinder-Einheit strömt, und das dort verdichtete Kältemittel entlang einer vom aus Kunststoff gefertigten Druckrohr und einem an das Druckrohr anschließenden, aus Metall gefertigten Anschlussrohr gebildeten Druckstrecke durch das Innere des Verdichtergehäuses und in weiterer Folge zum Äußeren des Verdichtergehäuses geführt wird. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass das Druckrohr mittels eines aus Kunststoff gefertigten, hülsenförmig ausgebildeten und zwischen dem Druckrohr und dem Anschlussrohr angeordneten Verbindungselementes mit dem aus Metall gefertigten Anschlussrohr abdichtend verbunden ist, wobei das Anschlussrohr einen dem Druckrohr zugewandten, zumindest abschnittsweise verengten Endabschnitt aufweist, welcher das innerhalb des Anschlussrohrs angeordnete Verbindungselement in seiner axialen Lage sichert.
Durch Vorsehung eines entsprechend der jeweiligen Geometrien von Druckrohr und Anschlussrohr adaptierbaren hülsenförmigen Kunststoff-Verbindungselementes zwischen dem Druckrohr und dem Anschlussrohr kann der unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizient des aus Kunststoff gefertigten Druckrohrs zu dem aus Metall gefertigten Anschlussrohr in idealer Weise kompensiert und Undichtheiten der Druckstrecke somit verhindert werden.
Die Ausgestaltung der Strömungsquerschnitte der von Druckrohr und Anschlussrohr gebildeten Druckstrecke kann nun in beliebiger Weise erfolgen, sodass Querschnittsverminderungen in Flussrichtung des Kältemittels, wie diese z.B. bei einem Aufstecken des Druckrohrs auf das Anschlussrohrs stattfinden würden, künftig vermeidbar sind. Der kontinuierliche Fluss des aus der Kolben-Zylinder-Einheit austretenden Kältemittels kann somit bewahrt werden.
Aus diesem Grunde ist es vorzugsweise vorgesehen, dass ein an den Endbereich des Druckrohrs anschließender, durch eine Verbindungselemente-Innenfläche eingegrenzter Öffnungsquerschnitt des Verbindungselementes größer oder gleich einem durch eine Druckrohr-Innenfläche eingegrenzten Strömungsquerschnitt des Druckrohrs ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsweise der erfindungsgemäßen Druckrohranbindung ist es vorgesehen, dass eine Außenseite des Druckrohrs, vom Verbindungselement abdichtend ummantelt ist, wobei das Verbindungselement eine abdichtende Verbindung zum Anschlussrohr besitzt. Auf diese Weise kann eine zuverlässig abdichtende und im automatisierten Verfahren zu montierende Druckstrecke hergestellt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die abdichtende Verbindung zwischen dem Verbindungselement und dem Anschlussrohr durch ein zwischen dem Verbindungselement und dem Anschlussrohr angeordnetes Dichtungselement hergestellt. Bei diesem Dichtungselement handelt es sich vorzugsweise um einen O-Ring, welcher in einer an eine Außenseite des Verbindungselementes vorgesehenen Nut gehalten ist. Auf diese Weise wird eine einfache und kostengünstige Abdichtung zwischen dem Verbindungselement und dem Anschlussrohr ermöglicht.
Selbstverständlich können zusätzlich oder alternativ zur Vorsehung des Dichtungselementes auch andere Abdichtmöglichkeiten zwischen dem Verbindungselement und dem Anschlussrohr vorgesehen sein, so etwa eine Abdichtung mittels Klebstoff oder durch Vorsehung einer Presspassung zwischen dem Verbindungselement und dem Anschlussrohr.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Innenfläche des Verbindungselementes abgestuft ausgeführt ist, wobei ein das Druckrohr ummantelnder erster Innenflächen-Abschnitt und ein an einen Endbereich des Druckrohrs, vorzugsweise an eine Stirnseite des Druckrohrs angrenzender, im Wesentlichen mit einer Innenfläche des Druckrohrs fluchtender oder außerhalb dieser liegender zweiter Innenflächen-Abschnitt des Verbindungselementes vorgesehen sind. Durch die gestufte Ausführung der Verbindungselemente-Innenfläche werden ein sicherer Halt und eine genaue Positionierung des Druckrohr-Endbereichs im Verbindungselement ermöglicht. Indem der auf die Stirnseite des Druckröhrs folgende zweite Innenflächen-Abschnitt des Verbindungselementes mit der Druckrohr-Innenfläche fluchtet oder (relativ zur Rohrachse betrachtet) außerhalb der Druckrohr-Innenfläche liegt, wird ein kontinuierlicher Fluss des aus der Kolben-Zylinder-Einheit austretenden Kältemittels begünstigt.
Um auch an der Übergangsstelle vom Druckrohr zum Verbindungselement eine zuverlässig abdichtende Druckstrecke zu ermöglichen, kann das Verbindungselement durch Kleben, Schweißen oder Umspritzen mit dem Druckrohr verbunden sein.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsweise ist das Verbindungselement mittels Laserschweißtechnik' am Druckrohr befestigt. Hierbei ist zumindest jener an das Druckrohr angrenzende Abschnitt des Verbindungselementes zumindest für Infrarot-Wellenlängen im Bereich zwischen 800 und 960 nm durchlässig. Indem also das Verbindungselement zumindest bereichsweise transluzent ausgeführt ist, kann ein dafür vorgesehenes Infrarot-Laserschweißgerät durch den Mantel des Verbindungselementes hindurchstrahlen und auf diese Weise eine geeignete Schweißtemperatur im Berührungsbereich zwischen der Druckrohr- Außenseite und der Verbindungselemente-Innenfläche erzielen. Eine derartige Verbindung des Druckrohrs mit dem Verbindungselement mittels Infrarot-Laserschweißtechnik besitzt eine höchst zuverlässige Dichtwirkung und ermöglicht eine ökonomische Fertigung.
In einer bevorzugten Ausführungsweise der Erfindung ist das Anschlussrohr mit dem Verbindungselement vercrimpt. Hierbei weist die Außenseite des Verbindungselementes eine zum Vercrimpen mit dem Anschlussrohr vorbereitete, komplementäre Geometrie, vorzugsweise in Form einer konkaven Ausnehmung auf. Nach erfolgtem Einführen des Verbindungselementes samt Druckrohr in das Anschlussrohrs wird das Anschlussrohr mit einem Crimpwerkzeug umgeformt, sodass sich ein Mantelabschnitt des Anschlussrohrs an die konkave Ausnehmung anschmiegt und solcherart eine axiale Fixierung des im Anschlussrohr gehaltenen Verbindungselementes bewirkt.
Das Verbindungselement ist in einer bevorzugten Ausführungsform aus einem elastomeren Kunststoff hergestellt. Aus einem Elastomer gefertigte Verbindungselemente können sich unter Zug-, Druck- oder Biegebeanspruchung elastisch verformen, sodass eine größere Robustheit der Druckstrecke gegenüber mechanisch oder thermisch bedingten Krafteinwirkungen erzielt wird.
Um die Stabilität der aus dem Verdichtergehäuse austretenden Druckstrecke zu erhöhen, ist das Anschlussrohr auf der Höhe eines in Montagelage im Anschlussrohr bzw. im Verbindungselement gehaltenen Endabschnitts des Druckrohrs an einer Wandung des Verdichtergehäuses befestigt, vorzugsweise verschweißt.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Im Anschluss erfolgt nun eine detaillierte Beschreibung der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen. Dabei zeigt:

Fig.1: eine perspektivische Darstellung eines Kältemittelverdichters mit einem Verdichtergehäuse und einem zuführenden Saugrohr sowie einer abführenden Druckstrecke
Fig.2: eine schematische Darstellung des Inneren des Kältemittelverdichters gemäß Fig.1, wobei zur besseren Übersichtlichkeit lediglich die für die Erfindung relevante Teile dargestellt sind Fig.3 eine erfindungsgemäße Anbindung eines Druckrohrs an ein Anschlussrohrs mittels eines Kunststsoff-Verbindungselementes in Detail-Schnittarisicht
Fig.4: eine alternative Ausführung der erfindungsgemäßen Druckrohranbindung in Detail-Schnittansicht
Fig.5: eine alternative Ausführung der erfindungsgemäßen Druckrohranbindung in Detail-Schnittansicht
Fig.6: eine alternative Ausführung der erfindungsgemäßen Druckrohranbindung mit einem vercrimpten Anschlussrohr in Detail-Schnittansicht
Fig.7: eine alternative Ausführung der erfindungsgemäßen Druckrohranbindung mit einem vercrimpten Anschlussrohr in Detail-Schnittansicht
Fig.8: eine alternative Ausführung der erfindungsgemäßen Druckrohranbindung mit einem vercrimpten Anschlussrohr in Detail-Schnittansicht

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Fig.1 zeigt einen Kältemittelverdichter in perspektivischer Ansicht mit einem Verdichtergehäuse 1 samt einem Saugrohr 2 und einer von einem Druckrohr 3 und einem Anschlussrohr 6 gebildeten Druckstrecke 3, 6.
Das Saugrohr 2 führt in das Innere 8 des Verdichtergehäuses 1 und führt ein von einem nicht dargestellten Verdampfer kommendes Kältemittel einer an einer Basisplatte 16 im Verdichtergehäuse 1 montierten Kolben-Zylinder-Einheit 4 zu, um das zuvor im Verdampfer expandierte Kältemittel wieder zu verdichten. Das verdichtete Kältemittel wird über die Druckstrecke 3, 6 wieder von der Kolben-Zylinder-Einheit 4 weggeführt bzw. aus dem Inneren 8 des Verdichtergehäuses 1 herausführt (siehe auch Fig.2).
In Fig.2 ist der durch das Innere des Verdichtergehäuses 1 führende Abschnitt der Druckstrecke 3, 6, nämlich das an die Kolben-Zylinder-Einheit 4 angeschlossene Druckrohr 3 dargestellt. Dieser Abschnitt wird auch als "Serpentine" bezeichnet. Der Endbereich 3c des Druckrohrs 3 ist zur Verbindung mit einem außerhalb des Verdichtergehäuses 1 angeordneten Anschlussrohr 6 vorgesehen, welches ebenfalls Teil der Druckstrecke 3, 6, ist, jedoch weiter von der Kolben-Zylinder-Einheit 4 entfernt ist als das Druckrohr 3.
Gemäß Fig.2 umfasst die Druckstrecke 3, 6. des Weiteren noch einem Druckschalldämpfer 18, welcher jedoch auch außerhalb des Verdichtergehäuses 1 angeordnet sein kann.
Um eine Erwärmung des Inneren des Verdichtergehäuses 1 durch das im Druckrohr 3 geführte Kältemittel zu verringern und um Vibrationen zu dämpfen, ist das Druckrohr 3 - wie bereits aus dem Stand der Technik bekannt - aus Kunststoff, z.B. einem thermoplastischen, duroplastischen oder elastomeren Kunststoff gefertigt.
Hingegen ist das an das Druckrohr 3 anzubindende Anschlussrohr 6 aus Metall gefertigt. Vorzugsweise besteht das Anschlussrohr 6 aus Kupfer, einer Kupferlegierung oder Stahl, es kann jedoch auch aus anderen metallischen Werkstoffen ausgeführt sein und allfällige Mantel- oder Innenbeschichtungen aufweisen.
Da der Werkstoff Kupfer einen etwa vierfach höheren Ausdehnungskoeffizienten als Kunststoff aufweist und sich im Inneren des Verdichtergehäuses 1 Betriebstemperaturen von bis zu 120°C ergeben, sind zur Gewährleistung der Dichtheit der Druckstrecke 3, 6 besondere Anforderungen an eine Verbindung des Druckrohrs 3 und des Anschlussrohrs 6 gestellt.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass das Druckrohr 3 mittels eines aus Kunststoff gefertigten, hülsenförmigen und zwischen dem Druckrohr 3 und dem Anschlussrohr 6 angeordneten Verbindungselementes 5 mit dem aus Metall gefertigten Anschlussrohr 6 verbunden ist.
Es sei angemerkt, dass sich das Druckrohr 3 nicht notwendigerweise innerhalb bzw. das Anschlussrohr 6 sich nicht notwendigerweise außerhalb des Verdichtergehäuses 1 befinden muss. Der Verbindungsbereich zwischen Druckrohr 3 und Anschlussrohr 6 bzw. die in den Figuren dargestellte erfindungsgemäße Anbindung mittels eines Verbindungselementes 5 kann in einem beliebigen Bereich der Druckstrecke 3, 6, also auch innerhalb oder außerhalb des Verdichtergehäuses 1 liegen.
Das erfindungsgemäße Verbindungselement 5 kann z.B. aus Polyamid (PA), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), syntaktisches Polysterol (SPS) oder Polytetrafluorethylen (PTFE) gefertigt sein. Vorzugsweise ist das Verbindungselement 5 aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt, um eine gute Verschweißbarkeit des Verbindungselementes 5 mit dem Druckrohr 3 zu ermöglichen. Ein im Anschlussrohr 6 eingepresstes oder eingeklebtes, aus thermoplastischem Kunststoff gefertigtes Verbindungselement 5 kann sich des Weiteren im Falle einer Erwärmung des Anschlussrohrs 6 mit diesem mitbewegen und insofern einen besseren Sitz des Verbindungselementes 5 im Anschlussrohr 6 ermöglichen.
Fig.3 zeigt eine erste Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Druckrohranbindung. Hierbei ragt das vom Äußeren 9 kommende bzw. zum Verdampfer führende Anschlussrohr 6 ein Stück weit in das Innere 8 des mit einer Durchgangsöffnung 17 versehenen Verdichtergehäuses 1 hinein und ist an einer Außenseite 6b mit dem Verdichtergehäuse 1 verbunden, z.B. verschweißt.
Erfindungsgemäß ist das Verbindungselement 5 des Weiteren in das Anschlussrohr 6 eingeschoben, vorzugsweise eingepresst und wird von diesem in seiner axialen Lage gesichert, indem das Anschlussrohr 6 einen dem Druckrohr 3 zugewandten, verengten Endabschnitt 6c aufweist, welcher eine Stirnseite 5c des innerhalb des Anschlussrohrs 6 angeordneten Verbindungselementes 5 zumindest an einem Punkt seines Umfanges umgreift bzw. gegen axiales Verschieben sichert. Gemäß Fig.3 ist der Endabschnitt 6c des Anschlussrohrs 6 in Richtung einer Außenseite 3b des Druckrohrs 3 umgebogen bzw. zusammengestaucht.
Die Außenseite 3b des Druckrohrs 3 ist von einer Innenfläche 5a des Verbindungselementes 5 abdichtend ummantelt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Innenfläche 5a, 5a' des Verbindungselementes 5 abgestuft ausgeführt, wobei ein das Druckrohr 3 ummantelnder erster Innenflächen-Abschnitt 5a und ein an den Endbereich 3c des Druckrohrs 3 bzw. an dessen Stirnseite ein angrenzender zweiter Innenflächen-Abschnitt 5a' des Verbindungselementes 5 vorgesehen sind.
Um den kontinuierlichen Fluss des aus der Kolben-Zylinder-Einheit austretenden, in Flussrichtung 15 vom Druckrohr 3 zum Anschlussrohr 6 strömenden Kältemittels nicht zu behindern, ist ein an den Endbereich 3c des Druckrohrs 3 anschließender, durch den zweiten Innenflächen-Abschnitt 5a' definierter Strömungsquerschnitt 11 des Verbindungselementes 5 größer oder gleich einem durch eine Innenfläche 3a des Druckrohrs 3 definierten Strömungsquerschnitt 10 des Druckrohrs 3 ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig.3 fluchtet der zweite Innenflächen-Abschnitt 5a' des Verbindungselementes 5 im Wesentlichen mit der Innenfläche 3a des Druckrohrs 3 bzw. liegt (relativ zur Mittelachse betrachtet) knapp außerhalb der Innenfläche 3a des Druckrohrs 3.
In Fig.3 ist gut ersichtlich, dass das in Flussrichtung 15 vom Druckrohr 3 zum Anschlussrohr 6 bzw. ins Äußere des Verdichtergehäuses 1 strömende Kältemittel ausschließlich in Rohrabschnitten 3, 5, 6 geführt wird, welche gegenüber dem jeweils vorangehenden Rohrabschnitt einen gleich großen oder größeren Strömungsquerschnitt 10, 11, 12 aufweisen. Da das Kältemittel also zuerst den vom Druckrohr 3 gebildeten Strömungsquerschnitt 10 durchfließt, dann den vom zweiten Innenflächen-Abschnitt 5a' des Verbindungselementes 5 gebildeten, gegenüber dem Strömungsquerschnitt 10 des Druckrohrs 3 geringfügig vergrößerten Strömungsquerschnitt 11, und schließlich den vom Anschlussrohr 6 gebildeten, gegenüber dem Strömungsquerschnitt 11 des Verbindungselementes 5 wiederum erweiterten Strömungsquerschnitt 12, muss das Kältemittel keine Engstelle passieren, sondern kann ungehindert in Flussrichtung 15 expandieren.
Das Verbindungselement 5 ist am Druckrohr 3 mittels abdichtender Verbindungstechnik angebracht, z.B. durch Kleben, Schweißen, Pressen oder Umspritzen.
In einer besonders bevorzugten Verbindungsweise wird das Verbindungselement 5 mittels Infrarot-Laserschweißtechnik am Druckrohr 3 befestigt. Hierbei ist zumindest jener an das Druckrohr 3 angrenzende Abschnitt des Verbindungselementes 5 transluzent ausgeführt bzw. zumindest für Infrarot-Wellenlängen im Bereich zwischen 800 und 960 nm durchlässig, um mit einem geeigneten Infrarot-Laserschweißgerät durch den Mantel des Druckrohrs 3 hindurchzustrahlen und eine Schweißtemperatur im Berührungsbereich zwischen der Außenseite 3b des Druckrohrs 3 und der Innenfläche 5a des Verbindungselementes 5 zu erzielen. Das Druckrohr 3 ist hingegen aus schwarzem oder dunklem Kunststoff gefertigt, um eine optimale Absorption der vom Infrarot-Laserschweißgerät abgestrahlten Energie zu ermöglichen.
Das mit dem Druckrohr 3 abdichtend verbundene Verbindungselement 5 weist auch eine abdichtende Verbindung zum Anschlussrohr 6 auf. Diese abdichtende Verbindung wird im dargestellten Ausführungsbeispiel durch ein zwischen dem Verbindungselement 5 und dem Anschlussrohr 6 angeordnetes Dichtungselement 7 hergestellt.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig.3 handelt es sich beim Dichtungselement 7 um einen O-Ring, welcher in einer an der Außenseite 5b des Verbindungselementes 5 vorgesehenen Nut 13 gehalten ist und dessen äußerer Durchmesser zumindest größer als der innere Durchmesser des Anschlussrohrs 6 bzw. die lichte Weite des Strömungsquerschnitts 12 ist.
Der O-Ring bzw. das Dichtungselement 7 weist in Fig.3 einen linsenförmigen Querschnitt auf. Alternativ dazu ist auch der Einsatz von runden, rechteckigen oder rhombischen O-Ringen 7 möglich (siehe Fig.4 und 5). Gemäß Fig.4 ist in die Nut 13 des Verbindungselementes 5 ein O-Ring 7 eingelegt, dessen Querschnitt eine im Wesentlichen quadratische Form aufweist, wobei die Seiten des Querschnittquadrats jeweils konkav ausgeführt sind, sodass sich durch den O-Ring 7 sowohl zur Innenfläche 6a des Anschlussrohrs 6 als auch zur Außenseite 5a des Verbindungselementes 5 jeweils zwei abdichtende Berührungslinien ergeben. Eine solche Ausgestaltung des Dichtungselementes 7 ermöglicht eine noch bessere Gewähr für die Dichtheit zwischen dem Anschlussrohr 6 und dem Verbindungselement 5.
Um eine abdichtende Verbindung des Verbindungselementes 5 zum Anschlussrohr 6 zu erzielen, könnte jedoch auch ein speziell ausgeführtes, beispielsweise aus einem Elastomer gefertigtes Verbindungselement 5 eingesetzt werden.
Es versteht sich, dass eine alternative oder zusätzliche Abdichtmöglichkeit zwischen dem Verbindungselement, 5 und dem Anschlussrohr 6 z.B. durch Auftragen eines Klebers auf die Verbindungselement-Außenseite 5b und/oder die Anschlussrohr-Innenfläche 6b oder durch Vorsehung einer Presspassung zwischen der Verbindungselement-Außenseite 5b und der Anschlussrohr-Innenfläche 6b möglich ist. Hierbei ist es insbesondere möglich, einen Formschluss durch ein Einhaken des Verbindungselementes 5 und des Anschlussrohrs 6 ineinander zu erzielen.
Fig.6 zeigt eine alternative Ausführungsweise der Erfindung, wobei das Anschlussrohr 6 mit dem Verbindungselement 5 vercrimpt ist. Hierbei weist die Außenseite 5b des Verbindungselementes 5 eine zum Vercrimpen mit dem Anschlussrohr 6 vorbereitete, komplementäre Geometrie in Form einer konkaven Ausnehmung 14 auf. Nach erfolgtem Einführen bzw. Einpressen des Verbindungselementes 5 samt Druckrohr 3 in das Anschlussrohr 6 wird das Anschlussrohr 6 mit einer geeigneten Vorrichtung zumindest an einem Punkt seines Umfangs vercrimpt, sodass sich ein Mantelabschnitt 6d des Anschlussrohrs 6 an die konkave Ausnehmung 14 anschmiegt und solcherart eine axiale Fixierung des im Anschlussrohr 6 gehaltenen Verbindungselementes 5 bewirkt.
Wie Fig.6 zeigt, sind die konkave Ausnehmung 14 des Verbindungselementes 5 bzw. der vercrimpte Mantelabschnitt 6d des Anschlussrohrs 6 in einer den Endbereich 3c des im Verbindungselement 5 gehaltenen Druckrohrs 3 umgebende Position angeordnet. Durch den beschriebenen Crimpvorgang wird der unter dem Mantelabschnitt 6d des Anschlussrohrs 6 befindliche Bereich des Verbindungselementes 5 noch stärker an das Druckrohr 3 gepresst und Dichtwirkung zwischen Verbindungselement 5 und Druckrohr 3 weiter erhöht. Eine solche Anordnung würde sich insbesondere bei Verbindungselementen 5 in Elastomerausführung als vorteilhaft erweisen, da auf die Vorsehung eines separaten Dichtungselementes 7 verzichtet werden könnte.
Aus Stabilitätsgründen ist das Anschlussrohr 6, so wie bereits in Fig.1 dargestellt, auf der Höhe des im Anschlussrohr 6 bzw. im Verbindungselement 5 gehaltenen Endabschnitts 3c des Druckrohrs 3 an der Wandung des Verdichtergehäuses 1 befestigt.
Auch im Falle einer vercrimpten Ausführungsweise der Druckstrecke 3, 6 können die Dichtungselemente 7 mit beliebiger Querschnittsgeometrie und in beliebiger Anzahl eingesetzt werden (siehe auch Fig.7 und 8) oder, wie bereits erwähnt, auch entfallen, da eine ausreichende Dichtwirkung zum Anschlussrohr 6 bereits von einem eine abdichtende Geometrie aufweisenden Verbindungselement 5 erzielt wird.

Claims

Kältemittelverdichter, welcher ein hermetisch dichtes Verdichtergehäuse (1) aufweist, in dessen Innerem (8) eine ein Kältemittel verdichtende Kolben-Zylinder-Einheit (4) arbeitet, die über ein Saugrohr (2) Kältemittel von außerhalb (9) des Verdichtergehäuses (1) ansaugt und das Kältemittel unter Verdichtung über eine aus einem aus Kunststoff gefertigten Druckrohr (3) und einem aus Metall gefertigten Anschlussrohr (6) gebildete Druckstrecke (3,6) in Richtung eines außerhalb (9) des Verdichtergehäuses angeordneten Kondensators ausstößt, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckrohr (3) mittels eines aus Kunststoff gefertigten, hülsenförmig ausgebildeten und zwischen dem Druckrohr (3) und dem Anschlussrohr (6) angeordneten Verbindungselementes (5) mit dem Anschlussrohr (6) abdichtend verbunden ist, wobei das Anschlussrohr (6) einen dem Druckrohr (3) zugewandten, zumindest abschnittsweise verengten Endabschnitt (6c) aufweist, welcher das innerhalb des Anschlussrohrs (6) angeordnete Verbindungselement (5) in seiner axialen Lage sichert.
Kältemittelverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine abdichtende Verbindung zwischen dem Verbindungselement (5) und dem Anschlussrohr (6) durch ein zwischen dem Verbindungselement (5) und dem Anschlussrohr (6) angeordnetes Dichtungselement (7) hergestellt wird.
Kältemittelverdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (7) ein O-Ring ist, welcher vorzugsweise in einer an einer Außenseite (5b) des Verbindungselementes (5) vorgesehenen Nut (13) gehalten ist.
Kältemittelverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein an einen Endbereich (3c) des Druckrohrs (3) anschließender, durch eine Innenfläche (5a, 5a') eingegrenzter Strömungsquerschnitt (11) des Verbindungselementes (5) größer oder gleich einem durch eine Innenfläche (3a) eingegrenzten Strömungsquerschnitt (10) des Druckrohrs (3) ist.
Kältemittelverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenseite (3b) des Druckröhrs (3) vom Verbindungselement (5) abdichtend ummantelt ist.
Kältemittelverdichter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche (5a, 5a') des Verbindungselementes (5) abgestuft ausgeführt ist, wobei ein das Druckrohr (3) ummantelnder erster Innenflächen-Abschnitt (5a) und ein an den Endbereich (3c) des Druckrohrs (3), vorzugsweise an eine Stirnseite des Druckrohrs (3) angrenzender, im Wesentlichen mit einer Innenfläche (3a) des Druckrohrs (3) fluchtender oder - relativ zur Rohrachse betrachtet - außerhalb der Druckrohr-Innenfläche (3a) liegender zweiter Innenflächen-Abschnitt (5a') des Verbindungselementes (5) vorgesehen sind.
Kältemittelverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (5) durch Kleben, Schweißen oder Umspritzen mit dem Druckrohr (3) verbunden ist.
Kältemittelverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (5) mittels Laserschweißen am Druckrohr (3) befestigt ist, wobei zumindest jener an das Druckrohr (3) angrenzende Abschnitt des Verbindungselementes (5) zumindest für Infrarot-Wellenlängen im Bereich zwischen 800 und 960 nm durchlässig ist.
Kältemittelverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (5) in das Anschlussrohr (6) eingepresst ist.
Kältemittelverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenseite (5b) des Verbindungselementes (5) eine zu einem Vercrimpen mit dem Anschlussrohr (6) vorbereitete, komplementäre Geometrie, vorzugsweise in Form einer konkaven Ausnehmung (14) aufweist.
Kältemittelverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement 5 aus einem elastomeren Kunststoff hergestellt ist.
Kältemittelverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussrohr (6) auf der Höhe des in Montagelage im Anschlussrohr (6) bzw. im Verbindungselement (5) gehaltenen Endabschnitts (3c) des Druckrohrs (3) an einer Wandung des Verdichtergehäuses (1) befestigt, vorzugsweise verschweißt ist.