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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Sammlerpatrone, insbesondere eine Sammlerpatrone für einen Kondensator für einen Kraftfahrzeugkältemittelkreislauf, die ein Speichervolumen für das den Kondensator durchströmende Kältemittel, sowie insbesondere Mittel zur Entfeuchtung und/oder Filterung des Kältemittels aufweist, und seitlich an dem Kondensator in einen dort angebrachten Flansch einsteckbar ist.
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Stand der Technik
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Kondensatoren von Klimaanlagen, beispielsweise Kraftfahrzeugklimaanlagen, werden von einem Kältemittel durchströmt, welches nach der Abkühlung in dem Kondensator dann in flüssiger Phase einem Expansionsorgan, beispielsweise einem Expansionsventil, zugeführt wird. Der Klimaanlagenkreislauf erfordert zur Abscheidung von Kältemittel für die leckagebehafteten Bauteile und Verbindungen des Kreislaufs eine Sammlerpatrone, die ein Trocknungsmittel enthält und als Reservoir für ein Kältemittel dient. Die Sammlerpatrone wird darüber hinaus auch dazu verwendet, den Kondensationsvorgang des Kreislaufs vollständig darin abschließen zu können. Die Sammlerpatrone ist üblicherweise zwischen dem Austritt des Kondensators und dem Eintritt eines Expansionsorgans angeordnet. Die Sammlerpatrone kann dabei in den Kondensator integriert sein. Kondensatoren mit einem integrierten Sammler mit darin enthaltenem Trocknungsmittel sind beispielsweise aus
DE 103 06 192 A1 ,
DE 103 38 526 A1 und
DE 198 48 744 A1 bekannt. Eine andere Möglichkeit ist die externe Anbringung der Sammelpatrone an den Kondensator. Eine direkte Anbringung der Sammlerpatrone an den Kondensator hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, da so Kosten und zusätzliche Teile reduziert bzw. minimiert werden, was besonders wirtschaftlich ist.
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Zur Art der Anbringung der Sammlerpatrone an dem Kondensator bestehen nach den aus dem Stand der Technik bekannten Konfigurationen zwei prinzipielle Möglichkeiten. Entweder wird die Sammlerpatrone nach dem Löten an den Kondensator angebracht, oder die Anbringung der Sammlerpatrone erfolgt vorher, wobei die Sammlerpatrone mit dem Kondensator stoffschlüssig bereits beim Lötvorgang des Kondensators verbunden wird. Letzteres Verfahren ist deutlich kostengünstiger und somit wirtschaftlicher als das nachträgliche Löten der Sammlerpatrone an den Kondensator.
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Jedoch sind durch hohe Anforderungen an die Bevorratungsmenge der Sammlerpatrone für Kältemittel große Durchmesser derselben erforderlich und die Stoffeigenschaftsveränderung während des Lötprozesses (Festigkeitsverminderung) führt dazu, dass eine erhöhte Wandstärke vorgesehen werden muss, um die vorgeschriebenen Berstdruckanforderungen sowie Festigkeitsanforderungen zu entsprechen. Dies resultiert wiederum in höheren Kosten aufgrund des erhöhten Materialbedarfs. Zusätzlich sind längere Lötzeiten erforderlich, da die Bauteile mehr Masse besitzen und damit mehr Zeit benötigen, um sich im Ofen zu erwärmen. Hieraus resultieren wiederum höhere Prozesskosten und längere Taktzeiten.
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Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
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Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sammlerpatrone bereitzustellen, welche in einfacher und kostengünstiger Art und Weise an einem Wärmeübertrager, insbesondere einem Kondensator für einen Kraftfahrzeugkältemittelkreislauf, angebracht werden kann.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch einen Sammlerbehälter mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
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Vorteilhaft ist eine Sammlerpatrone, insbesondere eine Sammlerpatrone für einen Kondensator für einen Kraftfahrzeugkältemittelkreislauf, die ein Speichervolumen für das den Kondensator durchströmende Kältemittel, sowie insbesondere Mittel zur Entfeuchtung und/oder Filterung des Kältemittels aufweist, und seitlich an dem Kondensator in einen dort angebrachten Flansch einsteckbar ist, wobei die Sammlerpatrone dadurch gekennzeichnet ist, dass sie im Wesentlichen drei Einzelteile aufweist, ein erstes Teil, insbesondere ein Gehäuse, dessen inneres Volumen als Speichervolumen dient und an einem ersten Ende verschließbar ist, und weiterhin ein zweites Teil, insbesondere ein Stopfen der mit einer ersten Seite in das Gehäuse einsteckbar ist und als Verschluss für das Gehäuse dient, wobei der Stopfen weiterhin an einer, der ersten Seite gegenüberliegenden, zweiten Seite einen in axialer Richtung hervorstehenden Absatz aufweist, der ein Gewinde aufweist, weiterhin weist die Sammlerpatrone ein drittes Teil, insbesondere ein Gegenstück, auf, welches mit dem Gewinde des Stopfens verschraubbar ist.
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Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn der Stopfen jeweils einen Einlasskanal und einen Auslasskanal aufweist, die über Bohrungen im Flansch, mit Öffnungen im Kondensator mit dem Kältemittelkreislauf durch den Kondensator verbindbar sind und in Fluidkommunikation mit dem Speichervolumen stehen.
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Zweckmäßig ist es außerdem, wenn der Stopfen an der ersten Seite einen Absatz aufweist, welcher zum einen als Anschlag beim Einstecken des Stopfens in das Gehäuse dient und zum anderen von der Gegenseite als Anschlag für den Flansch beim Einstecken in diesen dient.
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Weiterhin vorteilhaft ist es außerdem, wenn das Gegenstück in axialer Richtung einen Absatz aufweist, welcher durch das Verschrauben mit dem Stopfen in Kontakt mit dem Flansch gebracht wird und so eine Fixierung der Sammlerpatrone im Flansch bewirkt.
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Außerdem vorteilhaft ist es, wenn in dem Speichervolumen des Gehäuses ein Mittel zur Trocknung und/oder Filterung des Kältemittels vorgesehen ist.
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Weiterhin zweckmäßig ist es, wenn eines oder mehrere der drei Teile der Sammelpatrone aus Kunststoff herstellbar sind, da hierdurch eine besonders kostengünstige Herstellung der benötigten Teile in großen Mengen möglich ist, und zusätzlich der Aufwand für die Nachbearbeitung der Teile im Produktionsprozess verringert werden kann.
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Außerdem zweckmäßig ist, wenn der Kondensator für den Einsatz in einem Kraftfahrzeugkältemittelkreislauf mit einem außen angebrachtem Flansch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sammlerpatrone gemäß den voranstehenden vorteilhaften Ausführungen in den Flansch eingesteckt ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Wärmeübertragers, insbesondere eines Kondensators zur Verwendung in einem Kraftfahrzeugkältemittelkreislauf, mit angeschweißtem Flansch und eingesteckter Sammlerpatrone,
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2 zeigt in einem Ausschnitt, einen Schnitt durch die Mittelebene der Sammlerpatrone, den Flansch und den Kondensator,
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3 zeigt eine Detaildarstellung der in den Flansch eingesteckten Sammlerpatrone, hierbei insbesondere einen Ausschnitt der den Stopfen, das Gegenstück, den Flansch und die fluidische Anbindung des Kondensators an die Sammlerpatrone zeigt.
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Bevorzugte Ausführung der Erfindung
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1 zeigt einen Wärmeübertrager 5, insbesondere einen Kondensator 6 für einen Kraftfahrzeugkältemittelkreislauf, dargestellt in einer perspektivischen Ansicht.
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Der Kondensator 6 weist zwei Sammelrohre 3, 4 auf die durch Kühlrohre 5 miteinander verbunden sind. Zwischen den Kühlrohren 5 sind zur Verbesserung der Wärmeübertragung Rippen angeordnet. Diese Kühlrippen sind der Übersichtlichkeit halber in der Darstellung nicht enthalten. Die Gesamtheit aller Kühlrohre 5 mit den Wärmeübertragungsrippen bildet den Rohrrippenblock 7.
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Seitlich an eines der Sammelrohre 3, 4 angeordnet befindet sich die Sammlerpatrone 1. Diese ist in einen, an einem der Sammelrohre 3, 4 angelöteten Flansch 2 einsteckbar. Die Sammlerpatrone 1 besteht im Wesentlichen aus drei Bauteilen auf die in den folgenden Figuren näher eingegangen wird.
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In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen, kann der Flansch auch durch andere Fügetechniken am Kondensator angebracht werden. So wäre etwa eine Verschraubung oder Verklebung denkbar.
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Die Darstellung eines Kondensators 6, 16 mit einem durchströmten Rohrrippenblock 7 und seitlichen Sammelrohren 3, 4, 15 ist beispielhaft in weiteren vorteilhaften Ausführungsformen kann der Kondensator zum Beispiel auch ein Plattenkondensator sein.
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Die 1 dient der groben Darstellung des Befestigungsortes und -prinzips der Sammlerpatrone 1 am Kondensator 5. Eine detaillierte Beschreibung der Sammlerpatrone 1 und des Befestigungsprinzips der Sammlerpatrone 1 in dem Flansch 2 folgt in den weiteren Figuren.
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In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen kann die Sammlerpatrone auch an anderen Außenbereichen des Kondensators angebracht werden.
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2 zeigt eine Detaildarstellung der Sammlerpatrone 8 in einem Schnitt durch ihre Mittelebene. Die Sammlerpatrone 8 besteht im Wesentlichen aus drei Einzelteilen dem Gehäuse 10, dessen inneres Luftvolumen als Speichervolumen 11 dient.
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Das Gehäuse 10 ist als eine zylindrische Hülse ausgeführt und besitzt in axialer Richtung eine Öffnung. In diese Öffnung kann der Stopfen 12 eingesteckt werden.
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Je nach Materialbeschaffenheit des Gehäuses 10 und des Stopfens 12, können die Teile entweder miteinander verlötet werden, im Falle einer metallischen Ausführung oder verschweißt werden, im Falle einer Kunststoffausführung. Weitere Verbindungstechniken sind, abhängig von der Materialwahl, denkbar und können in anderen vorteilhaften Ausführungsbeispielen realisiert werden.
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Das mit dem Stopfen 12 verbundene Gehäuse 10 wird dann in den Flansch 14 eingesteckt und durch das Gegenstück 13 im Flansch 14 fixiert. Der Flansch 14 selbst ist am Sammelrohr 15 des Kondensators 16 angelötet und weist zwei Bohrungen 21, 22 auf, die eine Fluidkommunikation mit dem Kältemittelkreislauf des Kondensators 15 ermöglichen.
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Zur Montage wird der mit dem Gehäuse 10 verbundene Stopfen 12 von oben in den Flansch 14 eingesteckt und mit dem Gegenstück 13 im Flansch 14 fixiert. Hierzu ist am Stopfen 12 ein Gewinde ausgebildet, auf welches das Gegenstück 13 mit einem passenden Gegengewinde aufgeschraubt wird. Eine detaillierte Beschreibung des Aufbaus des Stopfens 12, sowie der Schraubverbindung zwischen Stopfen 12 und Gegenstück 13 folgt in 3.
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3 zeigt eine Detailansicht der in den Flansch 14 eingesteckten Sammlerpatrone 8. Dargestellt ist ein Schnitt durch die Mittelebene der Sammlerpatrone 8 und den Kondensator 16. Im Wesentlichen ist der Stopfen 12 in seinem Aufbau dargestellt. Dieser ist in der 3 in das Gehäuse 10 eingesteckt. Das Gehäuse 10 ist in dem Detailausschnitt nur angedeutet. Der Stopfen 12 weist an einem umlaufenden Absatz 18 eine O-Ring Dichtung 17 auf, welche die Verbdingung des Stopfens 12 und dem Gehäuse 10 abdichtet.
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Der Stopfen 12 weist weiterhin einen Absatz 35 auf, welcher zum einen dem Gehäuse 10 beim Einstecken des Stopfens 12 als Anschlag dient und zum anderen auf seiner Gegenseite dem Flansch 14 als Anschlag, beim Einstecken der Sammlerpatrone 8 in den Flansch 14.
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Der Stopfen 12 weist in seinem Inneren zwei Kanäle, einen Einlasskanal 19 und einen Auslasskanal 20 auf, die das Speichervolumen 11 im Gehäuse 10, fluidisch mit dem Kältemittelkreislauf im Sammelrohr 15 verbinden. Zu diesem Zweck weist der Flansch 14 zwei Bohrungen 21, 22 auf, welche mit den Öffnungen 23, 24 im Sammelrohr 15 des Kondensators 16 in Fluidkommunikation stehen. Die Öffnungen 23, 24 des Sammelrohrs 15 weisen jeweils einen nach außen stehenden Grat 44, 45 auf, welche der Zentrierung des Flansches 14 auf dem Sammelrohr 15 dienen. Der Flansch 14 ist an das Sammelrohr 15 angelötet.
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In weiteren zweckmäßigen Ausführungsformen, können die Öffnungen im Sammelrohr auch anders ausgebildet sein. So müssen sie beispielsweise nicht notwendigerweise einen Grat nach außen hin aufweisen, der als Zentrierhilfe dient.
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Denkbar wäre auch ein Zentrierhilfe, etwa ein Grat am Flansch selbst, der die korrekte Ausrichtung des Flansches zum Sammelrohr sicherstellt.
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Die Öffnung 24 im Sammelrohr 15 in Verbindung mit der Bohrung 22 und dem Kanal 19 im Stopfen 12 stellt hierbei den Fluideinlass in das Speichervolumen 11 dar. Der Kanal 20 im Stopfen 12 in Verbindung mit der Bohrung 21 und der Öffnung 23 im Sammelrohr 15 stellt den Fluidauslass aus dem Speichervolumen 11 hin zum Kondensator 16 dar.
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Die Kanäle 19, 20 im Stopfen 12 werden jeweils durch zwei Bohrungen, 39, 40 für Kanal 19 und 37, 38 für Kanal 20, gebildet, die in axialer Richtung in den Stopfen 12 eingebracht sind. Auf Höhe der Bohrungen 21, 22 weist der Stopfen 12 umlaufende Nuten 25, 26 entlang des Umfangs auf, welche jeweils durch eine Stichbohrung 27, 28, die in radialer Richtung in dem Stopfen 12 verlaufen mit den axialen Bohrungen 38, 40 der Kanäle 19, 20 verbunden sind.
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Durch diese Verbindung der Kanäle 19, 20 mit den Öffnungen 23, 24 ist es nicht notwendig, die Sammlerpatrone 8 im Flansch 14 speziell auszurichten oder gegen Verdrehen zu sichern.
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In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen, können die Kanäle im Stopfen auch auf andere Art und Weise hergestellt werden, etwa direkt beim Spritzgießen des Stopfens, durch günstige Formgebung der Gussform, falls eine Kunststoffausführung verwendet wird.
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Die Bereiche um die beiden Nuten 25, 26 sind durch die O-Ring Dichtungen 29, 30, 31 abgedichtet, welche wiederrum in den Nuten 32, 33, 34 angeordnet sind. Die Nuten 32 und 33 liegen hierbei im Stopfen 12, während die Nut 34 im Gegenstück 13 liegt.
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Das Gegenstück 13 ist in der 3 als rotationssymmetrisches Bauteil ausgeführt, in welches in axialer Richtung eine Bohrung 46 eingebracht wurde, deren Innenwandung das Innengewinde 41 aufweist. Der Absatz 47 am Stopfen 12, welcher ebenfalls eine axial eingebrachte Bohrung 48 aufweist, weist an seiner Außenwand ein Außengewinde 42 auf.
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Über das Innengewinde 41 am Gegenstück 13 kann das Gegenstück 13 mit dem Außengewinde 42 des Stopfens 12 verschraubt werden. Durch das Aufschrauben des Gegenstücks 13 auf den Stopfen 12 in, in den Flansch 14 eingesteckten Zustand wird eine Klemmung zwischen dem Absatz 35 des Stopfens 12 und dem Absatz 43 des Gegenstücks 13, über den dazwischen liegenden Flansch 14 hergestellt, wodurch die Sammlerpatrone 8 im Flansch 14 in axialer Richtung fixiert wird.
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In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen sind auch andere Gewindeausführungen denkbar, die eine ebenso gute Fixierung im Flansch sicherstellen würden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sammlerpatrone
- 2
- Flansch
- 3
- Sammelrohr
- 4
- Sammelrohr
- 5
- Kühlrohr
- 5
- Wärmeübertrager/Kondensator
- 7
- Rohrrippenblock
- 8
- Sammlerpatrone
- 10
- Gehäuse
- 11
- Speichervolumen
- 12
- Stopfen
- 13
- Gegenstück
- 14
- Flansch
- 15
- Sammelrohr
- 16
- Kondensator
- 17
- O-Ring Dichtung
- 18
- Absatz
- 19
- Fluidkanal
- 20
- Fluidkanal
- 21
- Bohrung
- 22
- Bohrung
- 23
- Öffnung
- 24
- Öffnung
- 25
- Nut
- 26
- Nut
- 27
- Stichbohrung
- 28
- Stichbohrung
- 29
- O-Ring Dichtung
- 30
- O-Ring Dichtung
- 31
- O-Ring Dichtung
- 32
- Absatz
- 33
- Absatz
- 34
- Absatz
- 35
- Absatz
- 37
- Bohrung
- 38
- Bohrung
- 39
- Bohrung
- 40
- Bohrung
- 41
- Innengewinde
- 42
- Außengewinde
- 43
- Absatz
- 44
- Grat
- 45
- Grat
- 46
- Bohrung
- 47
- Absatz
- 48
- Bohrung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10306192 A1 [0002]
- DE 10338526 A1 [0002]
- DE 19848744 A1 [0002]
