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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Kondensator für eine
Klimaanlage, insbesondere eine Kraftfahrzeugklimaanlage, umfassend
einen Sammler und ein Sammelrohr, das an dem Sammler befestigt und über
Strömungskanäle strömungstechnisch mit
diesem verbunden ist.
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Kondensatoren
der zuvor genannten Art sind im Stand der Technik in verschiedensten
Ausgestaltungen bekannt. Beispielsweise offenbart die
EP 1 533 580 A1 einen Kondensator
für die Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, der einen Rippen-Rohr-Block mit
auf beiden Seiten angeordneten Sammelrohren aufweist. Ferner weist
der Kondensator einen Sammler auf, der über Strömungskanäle
mit einem der Sammelrohre verbunden ist und eine Filtervorrichtung,
eine Abdichtung und einen Trockner für das Kältemittel
aufnimmt. Der Sammler besteht aus einem rohrförmigen Hauptkörper,
von dem radial auswärts Befestigungsstutzen vorstehen,
die einteilig mit dem Hauptkörper ausgebildet sind. Die
Befestigungsstutzen dienen zur Befestigung des Sammelrohrs an dem
Sammler, wobei in einigen der Befestigungsstutzen Durchgangsbohrungen
vorgesehen sind, die das Sammelrohr und den Sammler strömungstechnisch
miteinander verbindende Strömungskanäle bilden.
Zum Befestigen des Sammelrohrs an dem Sammler wird das Sammelrohr
an den Befestigungsstutzen des Sammlers positioniert und anschließend
stoffschlüssig mit diesen verbunden. Ein Nachteil des in
der
EP 1 533 580 A1 beschriebenen
Kondensators besteht darin, dass die Fertigung des Sammlers aufgrund
der einteilig mit diesem ausgebildeten Befestigungsstutzern sehr
aufwendig und teuer ist. Dieser Nachteil kommt insbesondere dann zum
Tragen, wenn der Kondensator in Massenfertigung hergestellt wird.
Ferner ist die Positionierung der Strömungskanäle
nach der Herstellung des Sammlers nicht mehr variabel. Sollen verschiedene Kondensatoren
montiert werden sollen, die sich in Bezug auf die Positionen ihrer
Strömungskanäle voneinander unterscheiden, so
müssen für jedes Modell gesonderte Sammler gefertigt
werden. Dies führt zu hohen Herstellungs- und Lagerkosten.
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Die
Druckschriften
DE
197 05 720 A1 und
DE
101 64 668 A1 offenbaren Kondensatoren, bei denen der Sammler
einteilig mit einer Sammelrohrhälfte als extrudiertes Profil
ausgebildet ist. Zur Erzeugung einer fluidtechnischen Verbindung
zwischen dem Sammler und dem Sammelrohr werden als Strömungskanäle
entsprechende Bohrungen in das extrudierte Profil eingebracht. Ein
Vorteil derart aufgebauter Kondensatoren besteht darin, dass die
Positionen der Strömungskanäle erst nach dem Extrudieren
des Profils festgelegt werden. Entsprechend können identische
Profile für verschiedene Kondensatoren verwendet werden,
die sich in Bezug auf die Positionen ihrer Strömungskanäle
voneinander unterscheiden. Nachteilig sind hingegen die sehr hohen Fertigungskosten
des Profils.
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Ein
weiterer Kondensator für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage
ist in der
DE 103
53 160 A1 offenbart. Der Kondensator umfasst ein Sammelrohr
und einen Sammler, der an dem Sammelrohr befestigt und über
Strömungskanäle strömungstechnisch mit diesem
verbunden ist. Der Sammler umfasst einen rohrförmigen Hauptkörper
sowie ein Profilendstück, in dem ein freies Ende des rohrförmigen
Hauptkörpers aufgenommen ist. Das Profilendstück
weist auf der dem Sammelrohr im bestimmungsgemäß angeordneten
Zustand zugewandten Seite Durchgangsbohrungen auf, in welche von
dem Sammelrohr vorstehende Durchzüge zur Ausbildung der
Strömungskanäle eingesetzt werden. Bei dieser
Ausbildung des Kondensators ist von Nachteil, dass die Fertigung des
Endprofilstückes aufwendig und teuer ist. Zudem müssen
zuerst der rohrförmige Hauptkörper und das Profilendstück
stoffschlüssig miteinander verbunden werden, bevor das
Sammelrohr in einem sich anschließenden Fügeschritt
stoffschlüssig an den Sammler befestigt werden kann. Dies
macht die Montage zeitaufwendig und kostenintensiv. Ähnliches
gilt für die in den Druckschriften
DE 198 48 744 A1 und
DE 103 53 160 A1 beschriebenen
Kondensatoren für Kraftfahrzeug-Klimaanlagen, deren Sammler
ebenfalls Profilendstücke aufweisen, in denen die Strömungskanäle
ausgebildet sind.
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Eine
weitere Ausgestaltung eines Kondensators für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage
ist in der Druckschrift
DE
103 38 527 A1 offenbart. Auch dieser Kondensator umfasst
ein Sammelrohr und einen Sammler, der an dem Sammelrohr befestigt
und über Strömungskanäle strömungstechnisch
mit diesem verbunden ist. Gemäß einer Ausführungsform
sind die Strömungskanäle als separate Hülsen
mit im Wesentlichen kreisrundem Querschnitt ausgebildet, die in
korrespondierende Überströmöffnungen
greifen, die im Sammler und im Sammelrohr vorgesehen sind. Jede
Hülse weist an ihrer Außenseite etwa mittig einen
umfänglich umlaufenden Vorsprung auf, der dazu dient, die
Einstecktiefe der jeweiligen Enden der Hülse in die zugeordneten Überströmöffnungen
zu definieren. Zur Montage des Kondensators werden die Hülsen
jeweils mit einem ihrer Enden in die zugehörigen Überströmöffnungen
des Sammlers gesteckt. Daraufhin werden jeweils anderen Enden der Hülsen,
die nunmehr von dem Sammler vorstehenden, in die zugehörigen Überströmöffnungen
des Sammelrohrs eingeführt, woraufhin das Sammelrohr und
der Sammler stoffschlüssig mit den Hülsen verbunden
werden. Ein wesentlicher Nachteil bei dieser Anordnung besteht darin,
dass die Enden der Hülsen zur Erzielung einer stabilen
Positionierung der Hülsen an dem Sammler und Sammelrohr
weit in den Innenraum des Sammlers und des Sammelrohrs vorstehen
müssen. Insbesondere in Bezug auf den Sammler können
sich durch die in den Innenraum desselben vorstehenden Enden der
Hülsen Probleme beim Einsetzen der Einbauten des Sammlers
ergeben, wie beispielsweise beim Anordnen einer Filtervorrichtung,
einer Abdichtung, eines Trockners oder dergleichen.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, einen Kondensator für eine Klimaanlage, insbesondere
für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage zu schaffen, der einen
einfachen und kostengünstigen Aufbau aufweist und sich
zudem problemlos montieren lässt.
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Diese
Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung
durch einen Kondensator nach Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen
Ansprüche beziehen sich auf individuelle Ausgestaltungen
der vorliegenden Erfindung.
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Der
Kondensator gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst
einen Sammler und ein Sammelrohr, das an dem Sammler befestigt und über
Strömungskanäle strömungstechnisch mit
diesem verbunden ist. Erfindungsgemäß ist zum
Befestigen des Sammlers an dem Sammelrohr wenigstens ein Befestigungselement
vorgesehen, das zwischen dem Sammelrohr und dem Sammler angeordnet
ist. Das Befestigungselement umfasst eine Sammelrohrauflagefläche,
die an den ihr gegenüberliegenden Außenoberflächenbereich
des Sammelrohrs formangepasst ist und an diesem anliegt. Ferner
umfasst das Befestigungselement zumindest einen Strömungskanal,
der sich durch die Sammelrohrauflagefläche erstreckt und
fluidtechnisch mit je einer Überströmöffnung
des Sammlers und des Sammelrohrs verbunden ist. Mithin wird also
zumindest ein Strömungskanal des Kondensators durch das
Befestigungselement gebildet. Bevorzugt werden allerdings zwei Befestigungselemente
verwendet, deren Strömungskanäle dann einen Zulauf
und einen Ablauf bilden. Aufgrund der Tatsache, dass sich der Strömungskanal des
Befestigungselementes durch die Sammelrohrauflagefläche
der Befestigungselemente erstreckt, wird eine sehr kompakte Bauform
der Befestigungselemente ermöglicht.
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Der
Strömungskanal jedes Befestigungselementes wird bevorzugt
durch einen ringförmigen Vorsprung gebildet, dessen freies
Ende in eine im Sammelrohr ausgebildete Überströmöffnung
greift. Das in die Überströmöffnung des
Sammlers greifende freie Ende des ringförmigen Vorsprungs
ist bevorzugt derart ausgebildet, dass es nicht in den Innenraum
des Sammlers vorsteht. Besonders vorteilhaft ist das freie Ende
entsprechend dem Innendurchmesser des Sammelrohrs konkav ausgebildet,
so dass dieses im Wesentlichen bündig mit der Innenwandung
des Sammlers abschließt.
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Ferner
kann der Kondensator wenigstens ein Stützelement umfassen,
das zwischen dem Sammler und dem Sammelrohr angeordnet ist und eine
Sammelrohrauflagefläche aufweist, die an den ihr gegenüberliegenden
Außenoberflächenbereich des Sammelrohrs formangepasst
ist und an diesem anliegt. Mithin unterscheidet sich das Stützelement
im wesentlichen nur dahingehend von den Befestigungselementen, dass
dieses keinen Strömungskanal aufweist. Ein solches Stützelement
kommt dann zum Einsatz, wenn die Befestigungselemente nicht ausreichen,
um das Sam melrohr sicher an dem Sammler zu fixieren.
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An
der Außenfläche des Sammlers sind vorteilhaft
Klemmschienen zur klemmenden Aufnahme der Befestigungselemente und/oder
des wenigstens einen Stützelementes vorgesehen, wobei die Klemmschienen
bevorzugt parallel zueinander angeordnet sind. Diese Klemmschienen
dienen dazu, die Befestigungs- bzw. Stützelemente an dem
Sammler vorzumontieren, bevor sie beispielsweise stoffschlüssig
miteinander verbunden werden. Die Befestigungs- und/oder Stützelemente
weisen bevorzugt Standfüße auf, die derart ausgebildet
sind, dass sie klemmend mit den Klemmschienen in Eingriff gebracht
werden können. Die Standfüße und die Klemmschienen
sind dabei vorteilhaft derart ausgebildet, dass die Befestigungs-
und/oder Stützelemente zur Erzeugung des Klemmeingriffs
von oben auf die Klemmschienen aufsteckbar sind. Auf diese Weise
lässt sich die Positionierung der Befestigungs- und/oder
Stützelemente an den Klemmschienen sehr gut automatisieren.
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Um
die Vorpositionierung bzw. Vorfixierung der Befestigungs- und/oder
Stützelemente an den Klemmschienen noch besser realisieren
zu können, sind an der Außenfläche des
Sammlers entlang der Klemmschienen bevorzugt Aufnahmenuten zur Aufnahme
der Standfüße vorgesehen.
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Ferner
weist der Sammler zwischen den Aufnahmenuten bevorzugt eine eben
ausgebildete Fläche auf, um eine größere
Kontaktfläche zwischen den Strömungskanälen
der Befestigungselemente und den zugeordneten Überströmöffnungen
des Sammlers erzielen zu können.
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Die
Befestigungs- und/oder Stützelemente sind mit dem Sammler
und/oder dem Sammelrohr bevorzugt stoffschlüssig verbunden,
insbesondere verschweißt oder verlötet. Hierzu
sind die Befestigungs- und/oder Stützelemente und/oder
der Sammler und/oder das Sammelrohr vorteilhaft zumindest teilweise
mit einem Lotmaterial beschichtet. Entsprechend brauchen die Befestigungs-
und/oder Stützelemente bei der Montage des Kondensators
lediglich an dem Sammler positioniert zu werden, woraufhin das Sammelrohr
auf die Auflageflächen der Befestigungselemente aufgelegt
werden kann. Daraufhin wird diese Anordnung einer Wärmebehandlung
unterzogen. Während dieser Wärmebehandlung wird das
Lotmaterial, mit denen die Befestigungs- und/oder Stützelemente
beschichtet sind, zur Erzeugung einer stoffschlüssigen
Verbindung aufgeschmolzen. Auf diese Weise ergibt sich eine sehr
einfache, schnelle und somit preiswerte Montage.
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Der
Sammler weist bevorzugt Befestigungsklammern auf, die einteilig
mit diesem ausgebildet sind. Mithilfe dieser Befestigungsklammern
kann der Sammler und somit der Kondensator beispielsweise an einem
Kraftfahrzeug befestigt werden.
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Der
Sammler und/oder das Sammelrohr und/oder die Befestigungs- und/oder
Stützelemente sind vorteilhaft aus Aluminium hergestellt,
da Aluminium ein sehr stabiles Material mit geringem Eigengewicht
ist, das sich sehr gut verarbeiten lässt.
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Der
Aufbau des erfindungsgemäßen Kondensators zeichnet
sich insbesondere dadurch aus, dass der Sammler, das Sammelrohr,
die Befestigungselemente sowie die Stützelemente einfach
und preiswert hergestellt und montiert werden können. Zudem
können die Positionen der Strömungskanäle problemlos
variiert werden. Hierzu müssen lediglich die Überlauföffnungen
am Sammler und am Sammelrohr versetzt werden, also die entsprechenden Durchgangslöcher
an anderen Positionen gebohrt bzw. gestanzt werden. Im Gegensatz
zu denjenigen Sammlern, die zur Ausbildung der Strömungskanäle Profilendstücke
verwenden, können die Strömungskanäle
beispielsweise auch mittig am Sammler angeordnet werden, wenn dies
gewünscht ist.
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Nachfolgend
wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung genauer beschrieben.
Darin ist:
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1 eine
perspektivische Explosionsansicht eines Sammlers eines Kondensators
gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
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2 eine
perspektivische Ansicht des in 1 dargestellten
Sammlers im montierten Zustand;
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3 eine
perspektivische Ansicht eines ersten Befestigungsele mentes des in
den 1 und 2 dargestellten Sammlers;
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4 eine
Vorderansicht des in 3 dargestellten Befestigungselementes;
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5 eine
Seitenansicht des in 3 dargestellten Befestigungselementes;
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6 eine
Draufsicht des in 3 dargestellten Befestigungselementes;
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7 eine
perspektivische Ansicht eines Stützelementes des in den 1 und 2 dargestellten
Sammlers;
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8 eine
Vorderansicht des in 7 dargestellten Stützelementes;
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9 eine
Seitenansicht des in 7 dargestellten Stützelementes;
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10 eine
Draufsicht des in 7 dargestellten Stützelementes
und
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11 eine
Schnittansicht des in den 1 und 2 dargestellten
Sammlers entlang der Linie XI in 2, an dem
ein Sammelrohr befestigt ist.
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Gleiche
Bezugsziffern beziehen sich nachfolgend auf gleiche Bauteile.
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Die 1 bis 11 zeigen
Teilansichten eines Kondensators 10 gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Kondensator 10 umfasst
einen Sammler 12 und ein Sammelrohr 14, das an
dem Sammler 12 befestigt und strömungstechnisch
mit diesem verbunden ist. Sowohl der Sammler 12 als auch
das Sammelrohr 14 sind aus Aluminium hergestellt.
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Der
Sammler 12 umfasst ein im wesentlichen rohrförmiges
Sammlergehäuse 16, das sich in einer Längsrichtung
L erstreckt. An dem Sammlergehäuse 16 sind zwei
Befestigungsklammern 18 angeformt, die nach außen
von dem Sammlergehäuse 16 vorstehen. Die Befestigungsklammern 18 weisen
jeweils eine längliche Durchgangsöffnung 20 auf,
durch die Befestigungsmittel eingesetzt werden können,
um den Sammler 12 beispielsweise an der Karosserie eines
Kraftfahrzeugs zu befestigen.
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Entlang
einer den Befestigungsklammern 18 gegenüberliegenden
Oberseite 22 des Sammlergehäuses 16,
die zur Aufnahme des Sammelrohrs 14 dient, erstrecken sich
parallel zueinander zwei nach oben vorstehende Klemmschienen 24.
Ferner sind Aufnahmenuten 26 an der Oberseite 22 des
Hauptkörpers 16 vorgesehen, die sich zwischen
den Klemmschienen 24 und parallel zu diesen erstrecken.
In die sich zwischen den Aufnahmenuten 26 erstreckende
ebene Fläche 27 sind zwei Überströmöffnungen 28 gebohrt
oder gestanzt, die als Zu- und Ablauföffnung für
das in dem Kondensator 10 strömende Kühlmittel
dienen. Korrespondierende Überströmöffnungen 29 sind
am Sammelrohr 14 ausgebildet. Ein freies Ende des Sammlergehäuses 16 ist
mit einem Deckel 31 fluiddicht verschlossen.
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Zur
Befestigung des Sammelrohrs 14 am Sammler 12 umfasst
der Kondensator 10 zwei den Überströmöffnungen 28 und 29 zugeordnete
und baugleich ausgebildete Befestigungselemente 32. Die
Befestigungselemente 32 sind aus einem Aluminiumblech hergestellt
und mit einem Lotmaterial beschichtet. Sie umfassen jeweils eine
dem Sammelrohr 14 zugewandte Sammelrohrauflagefläche 34, die
an den ihr gegenüberliegenden Außenoberflächenbereich
des Sammelrohrs 14 formangepasst ist und entsprechend bündig
am Sammelrohr 14 anliegt. Mit anderen Worten sind die Sammelrohrauflageflächen 34 der
Befestigungselemente 32 konkav ausgebildet und mit einer
dem Außendurchmesser des gegenüberliegenden Außenoberflächenbereiches
des Sammelrohrs 14 entsprechenden Rundung versehen, so
dass im montierten Zustand ein Flächenkontakt zwischen
den Befestigungselementen 32 und dem Sammelrohr 14 erzeugt
wird. Ausgehend von der Sammelrohrauflagefläche 34 jedes
Befestigungselementes 32 erstreckt sich abwärts
ein ringförmig ausgebildeter Vorsprung 38, der
einen Strömungskanal 40 zur Erzeugung der fluidtechnischen Verbindung
zwischen dem Sammler 12 und dem Sammelrohr 14 bildet,
wie es nachfolgend noch näher beschrieben ist. Zur Fixierung
der Befestigungselemente 32 an den Klemmschienen 24 des
Sammlers 12 umfasst jedes Befestigungselement 32 Standfüße 42,
die sich ausgehend von der Sammelrohrauflagefläche 34 abwärts
erstrecken. Der Abstand zwischen den Standfüßen 42 ist
derart gewählt, dass die Befestigungselemente 32 vorbei
an den Klemmschienen 24 in die Aufnahmenu ten 26 eingesetzt
werden können. Sind die Befestigungselemente 32 in
die Aufnahmenuten 26 eingesetzt, so kann von außen
Druck auf die Klemmschienen 24 ausgeübt werden,
so dass die Befestigungselemente 32 unter teilweiser Verformung
der Klemmschienen 24 klemmend an dem Sammlergehäuse 16 gehalten sind.
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Zur
Befestigung des Sammelrohrs 14 am Sammler 12 umfasst
der Kondensator 10 zudem ein Stützelement 44,
das aus einem Aluminiumblech hergestellt und mit einem Lotmaterial
beschichtet ist. Das Stützelement 44 umfasst eine
dem Sammelrohr 14 zugewandte Sammelrohrauflagefläche 46,
die an den ihr gegenüberliegenden Außenoberflächenbereich
des Sammelrohrs 14 formangepasst ist und entsprechend bündig
am Sammelrohr 14 anliegt. Mithin ist die Sammelrohrauflagefläche 46 des
Stützelementes 44 konkav ausgebildet und mit einer
dem Außendurchmesser des gegenüberliegenden Außenoberflächenbereiches
des Sammelrohrs 14 entsprechenden Rundung versehen, so
dass im montierten Zustand ein Flächenkontakt zwischen
dem Stützelement 44 und dem Sammelrohr 14 erzeugt
wird. Ferner umfasst das Stützelement 44 vier
Stützfüße 48, die zur Fixierung
des Stützelementes 44 an den Klemmschienen 24 des
Sammlers 12 dienen. Mithin umfasst das Stützelement 44 im
wesentlichen den gleichen Aufbau wie die Befestigungselemente 30, wobei
das Stützelement 44 im Gegensatz zu den Befestigungselementen 32 keinen
Strömungskanal definiert.
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Zur
Montage des in 11 dargestellten Kondensators 10 werden
zunächst die mit einem Lotmaterial beschichteten Befestigungselemente 32 zwischen
den Klemmschienen 24 derart eingesetzt, dass ihre Vorsprünge 38 in
die zugehörigen Überströmöffnungen 28 des
Sammlers 12 eingeführt und ihre Standfüße 42 in
die Aufnahmenuten 26 des Sammlers 12 eingesetzt
werden. Daraufhin wird auch das Stützelement 44 von
oben derart zwischen den Klemmschienen 26 eingesetzt, dass
seine Standfüße 48 in den Aufnahmenuten 26 aufgenommen
werden. Nunmehr kann das Sammelrohr 14 derart an den Sammelrohrauflageflächen 34 der
Befestigungselemente 32 und an der Sammelrohrauflagefläche 46 des
Stützelementes 44 angeordnet werden, dass seine Überströmöffnungen 29 mit
den Überströmöffungen 28 des
Sammlers 12 fluchten. Die so erzielte Anordnung wird daraufhin
einem Ofen zugeführt, in dem das Lotmaterial, mit dem die
Befestigungselemente 32 und das Stützelement 44 beschichtet sind,
aufgeschmolzen wird. Entsprechend werden das Sammelrohr 14,
die Befestigungselemente 32, das Stützelement 44 und
das Sammelrohr 14 des Kondensators 10 löttechnisch
miteinander verbunden.
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Der
in den 1 bis 11 dargestellte Kondensator 10 zeichnet
sich insbesondere dadurch aus, dass der Sammler 12 und
das Sammelrohr 14 einfach und preiswert hergestellt werden
können. Insbesondere kostenintensive spanabhebende Nachbearbeitungsschritte
können auf ein Minimum reduziert werden. Auch die Befestigungs-
und Stützelemente lassen sich sehr preiswert herstellen,
wobei die Herstellung dieser Elemente aufgrund der geringen Baugröße
sehr wenig Material erfordert. Ferner lässt sich der Kondensator 10 in
wenigen Schritten kostengünstig montieren.
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Es
sollte klar sein, dass die zuvor beschriebene Ausführungsform
nur als Beispiel dient und in keiner Weise einschränkend
ist. Vielmehr sind Modifikationen und Änderungen möglich,
ohne den Schutzbereich der vorliegenden Anmeldung zu verlassen,
der durch die beiliegenden Ansprüche definiert ist.
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- 10
- Kondensator
- 12
- Sammler
- 14
- Sammelrohr
- 16
- Sammlergehäuse
- 18
- Befestigungsklammern
- 20
- Durchgangsöffnung
- 22
- Oberseite
- 24
- Klemmschienen
- 26
- Aufnahmenuten
- 27
- ebene
Fläche
- 28
- Überströmöffnungen
- 29
- Überströmöffnungen
- 31
- Deckel
- 32
- Befestigungselemente
- 34
- Sammelrohrauflagefläche
- 38
- Vorsprung
- 40
- Strömungskanal
- 42
- Standfüße
- 46
- Stützelement
- 48
- Sammelrohrauflagefläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1533580
A1 [0002, 0002]
- - DE 19705720 A1 [0003]
- - DE 10164668 A1 [0003]
- - DE 10353160 A1 [0004, 0004]
- - DE 19848744 A1 [0004]
- - DE 10338527 A1 [0005]