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Kälteeinrichtung für Kühlschränke Die Erfindung betrifft eine Kälteeinrichtung
für Kühlschränke od. dgl. mit einer Saugleitung für die Förderung des dampfförmigen
Kältemittels von einem aus miteinander verbundenen Blechen bestehenden Plattenverdampfer
zum Verdichter und einer auf dem größten "feil ihrer Länge innerhalb der Saugl°itung
angeordneten Leitung für die Förderung des flüssigen Kältemittels zum Verdampfer,
bei welcher der Verdampfer .und der sich hieran anschließende Teil der Saugleitung
(Verdampfersaugrohr) aus Aluminium oder einerAluminiumlegierung bestehen und dasVerdampfersaugrohr
mit einem ihm gegenüber eine wesentlich geringere Wandstärke aufweisenden Anschlußkanal
des Verdnmpfers durch eine elektrische Schweißeng kältemitteldicht verbunden ist.
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Verdampfer für Kühlschränke und sonstige Kühleinrichtungen werden
seit einer Reihe von Jahren im wesentlichen aus Wirtschaftlichl>eitsgründen praktisch
ausschließlich aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen. hergestellt. Aus den gleichen
Gründen stellt man auch das Ver dampersaugrohr seit etlichen Jahren zumindest auf
dem überwiegenden Teil seiner Länge aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung
her. In der Praxis bere_tet es jedoch erhebliche Schwierigkeiten, den aus Aluminium
oder einer Aluminiumlegierung bestehenden Verdampfer mit dem aus dem gle_chen Werkstoff
bestehenden Verdampfersaugrohr zu verbinden, was sich praktisch nur durch Schweißen
verwirklichen läßt. Diese Schwierigkeiten rühren einmal daher, daß es außerordentlich
schwierig ist, Bleche bzw. Rohrstücke von relativ geringer Wandstärke, die aus Aluminium
oder einer Aluminiumlegierung bestehen, durch Schweißen miteinander zu verbinden,
und sind zum anderen dadurch bedingt, daß gerade an die Verbindungsstelle zwischen.
dem Verdampfer einer Kälteeinrichtung und dem sich anschließenden Verdampfersaugrohr
ganz besonders hohe Anforderungen in vielfacher Hinsicht zu stellen sind. So ist
zunächst die Verbindungsstelle zwischen dem Verdampfer und dem Verdampfersaugrohr
erheblichen mechanischen Beanspruchungen sowohl bei der Herstellung als auch beim
Transport und beim Einbau des Verdampfers in Kühlschränke, Kühltruhen u. dgl. ausgesetzt,
so daß von ihr ganz besondere Festigkeitseigenschaften gefordert werden müssen.
Zum zweiten muß die Verbindung zwischen Verdampfer und Verdampfersaugrohr hinsichtlich
ihrer Dichtheit ganz besonderen Anforderungen genügen, da die in Kälteeinrichtungen
üblicherweise verwendeten Kältemittel, wie Fluorchlor-Kohlenwasserstoffe, ein außerordentlich
großes Durchdr ingungsvermögen besitzen, so daß auch feinste Risse und Poren in
der Verbindung zwischen Verdampfer und Verdampfersaugrohr mit absoluter Sicherheit
ausgeschlossen werden müssen. Zum dritten muß gewährleistet sein, daß die Saugleitung
im Bereich der Verbindung zwischen Verdampfer und Verdampfersaugrohr auch bei sehr
großen Stückzahlen sehr genau den glichen lichten Querschnitt aufweist, um in allen
Fällen einen möglichst gleich großen Strömungswiderstand der Saugleitung und damit
ein möglichst gleichmäßiges Verhalten der Verdampfer im Betrieb zu garantieren.
Schließlich sind auch an die Sauberkeit der Verbindung zwischen Verdampfer und Verdampfersaugrohr
besonders hohe Anforderungen zu stellen, da nicht nur Einschlüsse von Schweißpulverrückständen
oder Schlackenbestandteilen, sondern auch die Bildung von Blasen und Poren im Bereich
der Schweißstelle mit absoluter Sicherheit vermieden werden müssen sowie auch jeliche
Verunreinigung der Innenwandung der Saugleiteng durch Schweißpulverrückstände, Schlackenbestandteile
oder aber durch sich beim Schweißen bildendes Wasser ausgeschlossen werden muß.
Einschlüsse von Schlacke bzw. Schweißpulverrückständen im Bereich der Schweißstelle
würden eine erhebliche Korrosionsgefahr heraufbeschwören und daher die Gefahr von
Undichtigkeiten im Bereich der Schweißstelle nach sich ziehen. Genauso schädlich
wäre eine bei der Verwendung von Schweißpulver nicht mit absoluter Sicherheit auszuschließende
Bildung von Poren, Blasen u. dgl. im Bereich der Schweißstelle. Schweißpulver- oder
Schlackenrückstände an der Innenseite der Schweißstelle lassen sich bei einem Verdampfer
für Kälteeinrichtungen nicht mit Sicherheit restlos beseitigen, so daß durch sie
die
Gefahr einer Zersetzung des hiergegen sehr empfindlichen Kältemittels
heraufbeschworen wird. Die Entstehung von Wasser bei der Schweißung hätte bei einem
Verdampfer für Kälteeinrichtungen den besonderen Nachteil, daß dieses Wasser bei
den innerhalb des Verdampfers und den dazugehörigen Leitungen herrschenden niedrigen
Temperaturen gefriert und es zu unzulässigen Verengungen der Leitungsquerschnitte
bzw. zu einer völligen Verstopfung derselben kommt.
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Infolgedessen kann bei der Verbindung von Verdampfern, die aus Aluminium
oder Aluminiumlegierungen bestehen, mit aus dem gleichen Material hergestellten
Verdampfersaugrohren weder mit einer autogenen Schweißung noch mit einer elektrischen
Schweißung unter Verwendung von Schweißpulver gearbeitet werden. Die einzige technisch
überhaupt mögliche Art der Schweißung ist eine elektrische Lichtbogenschweißung
unter einer Schutzgasatmosphäre, die jedoch bei dem Verschweißen von aus Aluminium
oder einer Aluminiumlegierungen bestehenden Werkstücken insbesondere dann besonders
problematisch ist, wenn diese - wie bei einer Kälteeinrichtung nach Art der Erfindung
- eine ganz besonders geringe Wandstärke besitzen und außerdem eine stark unterschiedliche
Masse bzw. sehr unterschiedliclie wärmetauschende Oberflächen aufweisen.
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Die Gründe hierfür sind im wesentlichen folgende: Aluminium und Aluminiumlegierungen
besitzen zunächst im Vergleich zu Stahl eine wesentlich höhere spezifische Wärme,
andererseits jedoch eine um ein Mehrfaches höherere Wärmeleitfähigkeit, die eine
relativ starke Wärmeableitung von der Schweißstelle zur Folge hat. Aus diesen Gründen
muß beim Schweißen von Werkstücken aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen mehr
Wärme zugeführt werden als beim Schweißen von Stahl, wobei es andererseits jedoch
auf eine wesentlich genauere Dosierung der Wärmezufuhr ankommt als bei Stahl. Dies
gilt nicht zuletzt deshalb, weil aus Alumnium oder einer Aluminiumlegierung bestehende
Werkstücke stets von einer dichten Oxydhaut überzogen sind, deren Schmelzpunkt bei
etwa 2050° C, d. h. wesentlich höher liegt als der relativ niedrige, aber scharfe
Schmelzpunkt von Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen. Da außerdem beim Schweißen
von Aluminium und Aluminiumlegierungen keinerlei Glühfarben auftreten, ist es praktisch
ausgeschlossen, das innerhalb eines verhältnismäßig kleinen Temperaturintervalls
erfolgende Schmelzen des unterhalb der festen Oxydhaut befindlichen Aluminiums bzw.
der Aluminiumlegierung zu beobachten. Infolgedessen bedarf es auch bei relativ einfach
herzustellenden Schweißnähten eines besonderen Maßes an Erfahrung und Sorgfalt des
Schweißers, um die Wärmezufuhr in der richtigen Weise zu dosieren, um einerseits
eine ausreichend starke und gleichmäßige Rufschmelzung der Schweißflächen und damit
eine hinreichend feste Verbindung der miteinander zu verschweißenden Werkstücke
zu erzielen, andererseits jedoch ein zu starkes Aufschmelzen bzw. Durchbrechen des
aufgeschmolzenen Materials oder ein Einbrechen der Schweißstelle zu vermeiden.
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Auf diese und zahlreiche weitere vor allem beim Lichtbogenschweißen
von Aluminium und Aluminiumlegierungen auftretende Schwierigkeiten wird in der Fachliteratur
immer wieder hingewiesen. So wird zunächst häufig betont, daß vor allem das Schweißen
dünnerer Werkstücke aus Aluminium sehr problematisch ist und daß man bei geringen
Wandstärken, und zwar insbesondere solchen von weniger als 2 mm Dicke von einer
Lichtbogenschweißung ganz absehen soll. Die Wanddicken von Verdampfern aus Aluminium
oder Aluminiumlegierungen liegen indessen praktisch stets bei 0,5 bis 0,8 mm, während
man bei Saugrohren aus diesen Werkstoffen mit der Wandstärke nicht über 1,25 mm
hinausgeht. Ferner wird im Fachschrifttum auf die Notwendigkeit hingewiesen, beim
Schweißen von Aluminium und Aluminiumlegierungenmittels einer elektrischen Lichtbogenschweißung
genau die richtige Länge des Lichtbogens einzuhalten, weil bei zu großer Lichtbogenlänge
das Material zu wenig aufgeschmolzen wird und Schlakken-, Oxyd- und Gaseinschlüsse
möglich sind, während außerdem eine Verspritzung eintreten kann. Bei zu geringer
Lichtbogenlänge kann demgegenüber außer einem möglichen Kurzschluß auch ein Durchschmelzen
der Schweißstelle wegen des zu tiefen Einbrandes bzw. der zu starken Wärmeeinwirkung
eintreten. Als weitere Schwierigkeit wird in der Fachliteratur die gegenüber der
Stahlschweißung um das Zwei- bis Dreifache größere Schweißgeschwindigkeit erwähnt.
Hinzu kommt als weiteres Erschwernis die wesentlich geringere Länge des Lichtbogens
sowie ferner der Umstand, daß man aus der Farbe der Schweißnaht nicht auf ihre Temperatur
schließen kann. Vielmehr tritt bei aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen bestehenden
Werkstücken der Übergang vom festen in den flüssigen Zustand ganz plötzlich ein,
ohne daß sich vorher besondere Kennzeichen einstellen. Dies führt, worauf im Fachschrifttum
ebenfalls hingewiesen wird, dazu, daß die der Schmelzstelle benachbarten hocherhitzten
Teile eine so geringe Festigkeit besitzen, daß sie schon durch die Last ihres Eigengewichtes
einbrechen, wodurch große Löcher oder Senkungen eintreten können.
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Um dieses Einbrechen der Schweißstelle bzw. ein Durchbrechen des plötzlich
flüssig werdenden Materials zu verhindern, wird in zahlreichen Veröffentlichungen
im Fachschrifttum, die sich mit der Aluminiumschweißung befassen, dringend empfohlen,
zur Stützung der Schweißnaht Unterlagen zu verwenden, die meist aus Eisen, Stahl
oder aber Kupfer, d. h. aus solchen Metallen bestehen, die einen gegenüber Aluminium
bzw. den in Frage kommenden Aluminiumlegierungen wesentlich höheren Schmelzpunkt
besitzen.
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Die zahlreichen sich mit diesem Problem befassenden Veröffentlichungen
im Fachschrifttum zeigen, daß die Fachwelt vor dem Anmeldetag übereinstimmend der
Auffassung war, daß sich relativ. dünne, aus Aluminium oder einer Aluminiun:flegierung
bestehende Werkstücke - insbesondere mittels einer elektrischen Lichtbogenschweißung
- nur dann in qualitativ einwandfreier Weise miteinander verschweißen lassen, wenn
die Schweißstelle durch eine geeignete Unterlage unterstützt wird, um ein plötzliches
Durchschmelzen bzw. Einbrechen der Schweißstelle zu vermeiden. Da - worauf bereits
hingewiesen wurde - die Wandstärke eines Verdampfers sowie eines damit zu verbindenden
Verdampfersaugrohres aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung außerordentlich
gering ist, mußte somit der Fachmann diesen zahlreichen Hinweisen im Fachschrifttum
die Lehre entnehmen, daß er beim Verschweißen von Werkstücken derart geringer
Wandstärke
aus den genannten Werkstoffen unbedingt für eine Unterstützung der Schweißstelle
durch eine geeignete Unterlage sorgen muß, zumal es in diesem Falle unbedingt erforderlich
ist, daß nicht nur eine absolut gleichmäßige, allen auftretenden mechanischen Beanspruchungen
gewachsene und völlig kältemitteldichte Verbindung zwischen Verdampfer und Verdampfersaugrohr
erzielt wird, sondern auch jegliche Querschnittsverengung im Bereich der Schweißstelle,
d. h. jegliches Durchschmelzen, mit absoluter Sicherheit vermieden wird.
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In Befolgung dieser Lehre ist dann auch bei dem einzigen vor dem Anmeldetag
gemachten Vorschlag, einen aus Aluminium bestehenden Verdampfer einer Kälteeinrichtung
mit einem Verdampfersaugrohr aus dem gleichen Werkstoff zu verschweißen, vorgesehen
worden, die Schweißstelle innenseitig durch eine Muffe, die vorzugsweise aus nichtrostendem
Stahl bestehen soll, abzustützen, um die beim elektrischen Lichtbogenschweißen von
relativ dünnen Werkstücken aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen in der Fachliteratur
befürchteten Nachteile und Schwierigkeiten zu vermeiden. Der Anschlußstutzen des
Verdampfers und das verdampferseitige Ende des Verdampfersaugrohres werden hierbei
mitihren Enden über diese Muffe geschoben, die zur Erzielung einer wenigstens einigermaßen
sicheren Fixierung gegenüber den miteinander zu verbindenden Aluminiumteilen mit
einer Profilierung in Form eines nach außen vorspringenden Ringbundes versehen sein
muß. Trotzdem ist die richtige Fixierung von Verdampferanschlußstutzen, Verdampfersaugrohr
und Stahlmuffe verhältnismäßig schwierig und umständlich - zumal durch die Stahlmuffe
noch das Kapillarrohr hindurchgeführt werden muß - und erfordert ein großes Maß
an Geschicklichkeit und Sorgfalt, so daß die Herstellung der Schweißung bei der
bekannten Verdampferbauart nur von besonders qualifizierten und sorgfältig ausgewählten
Fachkräften vorgenommen werden kann. Auf eine sehr genaue Fixierung von Verdampferanschlußstutzen,
Verdampfersaugrohr und der diese Teile abstützenden Muffe kommt es bei dieser zum
Stande der Technik gehörenden Bauart deshalb an, weil bereits eine geringfügige
Verschiebung dieser Teile zu einer ungenügenden Festigkeit und Dichtheit der Schweißverbindung
sowie unter Umständen zu einem Durchschmelzen bzw. einer unzulässigen Querschnittsverengung
im Bereich der Schweißstelle führen kann. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten
Bauart besteht darin, daß durch die eine nicht unbeträchtliche Wandstärke besitzende,
vorzugsweise aus nichtrostendem Stahl bestehende Muffe der lichte Querschnitt der
Saugleitung auf einem Teil ihrer Länge in erheblichem Maße verkleinert wird, was
eine unerwünschte Vergrößerung des Strömungswiderstandes der Saugleitung zur Folge
hat. Da diese Muffe in aller Regel aus nichtrostendem Stahl bestehen, eine gewisse
Länge haben und zur Erzielung einer hinreichend sicheren Fixierung beim Zusammenfügen
der einzelnen miteinander zu verbindenden Teile in ihrer Mitte mit einer nach außen
vorspringenden ringwulstartigen Profilierung versehen sein muß, entstehen durch
ihre Verwendung nicht unbebeträchtliche zusätzliche Kosten, insbesondere wenn man
berücksichtigt, daß es sich bei einem Verdampfer nach Art der Erfindung um einen
ausgesprochenen Massenartikel handelt. Ein weiterer Nachteil der bekannten Verdampferkonstruktion
besteht darin, daß die Qualität der Schweißverbindung in ganz besonderem Maße von
der Sorgfalt und der Übung der sie herstellenden Arbeitskräfte abhängig ist. Dies
liegt nicht nur daran, daß die Fixierung der miteinander zu verbindenden Teile mit
ganz besonderer Sorgfalt vorgenommen werden muß, sondern auch daran, daß die miteinander
zu verschweißenden, im Abstand zueinander angeordneten Enden des Verdampfersaugrohres
und der Anschlußstelle des Verdampfers nach dem ersten überschweißen nicht mehr
zu erkennen sind und daher nicht mehr zu beobachten ist, ob diese Enden in ausreichendem
Maße aufgeschmolzen und in solcher Weise miteinander verbunden werden, daß die hergestellte
Schweißung allen auftretenden Beanspruchungen gewachsen ist. Es läßt sich daher
nicht völlig vermeiden, daß in manchen Fällen die miteinander zu verbindenden Aluminiumrohrteile
nur in ihrem äußeren Umfangsbereich aufgeschmolzen werden und keine hinreichend
feste Verbindung zwischen ihnen zustande kommt, was sich jedoch nach der Schweißung
nicht mehr beurteilen läßt. Da die Schweißverbindung zwischen Verdampfer und Verdampfersaugrohr
jedoch sowohl bei der Herstellung als auch beim Transport und beim Einbau des Verdampfers
in Kühlschränke, Kühltruhen od. dgl. erheblichen Zug-, Biege- und Korrosionsbeanspruchungen
ausgesetzt ist, besteht in beachtlichem Maße die Gefahr, daß es zur Bildung von
Rissen im Bereich der Schweißstelle oder gar zu einem völligen Aufreißen derselben
kommt. Infolge des besonders großen Durchdringungsvermögens der in Kälteeinrichtungen
üblicherweise verwendeten Kältemittel führen jedoch bereits feinste Risse in der
Schweißverbindung zu einer solchen Undichtigkeit, daß der Verdampfer völlig unbrauchbar
wird.
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Ein weiterer Nachteil der Schweißverbindung des bekannten Verdampfers
besteht darin, daß zur überbrückung des Spaltes zwischen den im Abstand voneinander
angeordneten Enden des Verdampferanschlußstutzens und des Verdampfersaugrohres verhältnismäßig
viel Schweißmaterial zugeführt werden muß, um seinerseits ein ausreichendes Aufschmelzen
der beiden miteinander zu verbindenden Rohrenden, andererseits jedoch eine ausreichend
feste und stabile Verbindung dieser Rohrenden zu gewährleisten. Die Folge hiervon
ist ein größerer Materialverbrauch an Schweißdraht und eine verhältnismäßig lange
Schweißnaht, wodurch sich die Herstellungskosten dieses bekannten Verdampfers abermals
nicht unbeträchtlich erhöhen.
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Da bei der bekannten Bauart relativ viel Schweißmaterial zugeführt
werden muß und infolgedessen der entstehende Schweißwulst eine relativ große Stärke
besitzt, besteht infolge der starken Schrumpfung des Alumiums bei dem Übergang von
der flüssigen zur festen Phase in erheblichem Maße die Gefahr, daß es beim Erstarren
des Schweißwulstes zu einer Rißbildung sowie zur Entstehung von Schrumpfspannungen
kommt. Außerdem haben die starke Schrumpfung des Aluminiums beim Erstarren sowie
die unterschiedlichen Wärmedehnungszahlen von Aluminium und nichtrostendem Stahl
die Folge, daß sich die Verbindung zwischen der Stahlmuffe und den auf sie aufgeschobenen,
aus Aluminium bestehenden Rohrenden lockert, so daß die Rohrenden niemals fest auf
der sie innenseitig abstützenden
Muffe aufsitzen. Daher kann es
im Betrieb eines derartigen Verdampfers leicht zu einem Vibrieren der Stahlmuffe
und damit zur Entstehung lästiger Geräusche kommen, die sich nicht beseitigen lassen.
Außerdem handelt es sich bei der vorzugsweise aus nichtrostendem Stahl bestehenden
Muffe um einen Fremdkörper innerhalb des im übrigen ausschließlich aus Aluminium
bestehenden Verdampfers und des aus dem gleichen Werkstoff bestehenden Verdampfersaugrohres,
was chemische Korrosionen im Bereich der Schweißstelle zur Folge haben kann, die
unter Umständen eine erhebliche Verkürzung der Lebensdauer des gesamten Verdampfers
bewirken.
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Trotz dieser zahlreichen Mängel und Nachteile der vorstehend behandelten
bekannten Verdampferbauart hat die Fachwelt bis zum Anmeldetag jedoch offensichtlich
keine Möglichkeit gesehen, bei dem Verschweißen eines Verdampfers aus Aluminium
oder einer Aluminiumlegierung mit einem Verdampfersaugrohr aus demselben Werkstoff
eine qualitativ minderwertige Ausbildung der Schweißung sowie ein Durchschmelzen
und Einbrechen der Schweißstelle auf andere Weise zu verhindern als dadurch, daß
die miteinander zu verschweißenden Abschnitte des Verdampfers und des Verdampfersaugrohres
innenseitig durch eine vorzugsweise aus nichtrostendem Stahl bestehende Muffe abgestützt
werden.
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Weitere Überlegungen, die den Fachmann davon abhalten mußten, bei
dem Verschweißen eines Aluminiumverdampfers mit einem Aluminiumverdampfersaugrohr
von einer innenseitigen Abstützung der Schweißstelle durch eine Muffe od. dgl. aus
einem Werkstoff ausreichend hohen Schmelzpunktes abzusehen, sind folgende: Es wird
im Fachschrifttum zunächst darauf hingewiesen, daß beim Verschweißen von Aluminiumteilen
die Schweißnaht immer an die Stelle der kleinsten Beanspruchung gelegt werden muß.
Die Schweißstelle zwischen dem Verdampfer einer Kälteeinrichtung und dem sich anschließenden
Verdampfersaugrohr ist jedoch - wie bereits erwähnt -relaiiv hohen Beanspruchungen,
insbesondere auch Biegung, Zug und Torsion ausgesetzt, so daß aus diesem Grunde
an die Qualität der Schweißverbindung besonders hohe Anforderungen gestellt werden
müssen. Es hat daher auch aus diesem Grunde für den Fachmann besondere Veranlassung
bestanden, bei der Herstellung dieser Schweißverbindung darauf zu achten, daß das
in der Fachliteratur immer wieder als gefährlich herausgestellte Durchschmelzen
und Einbrechen der Schweißstelle mit Sicherheit vermieden wird.
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Ferner wird im Fachschrifttum davor gewarnt, beim Verschweißen von
Aluminiumteilen überlappte Nähte zu verwenden, weil auch bei Schweißungen unter
Schutzgas die Schweißung einseitig und auf der Rückseite nicht kontrollierbar ist,
so daß Verbindungs- und Wurzelfehler nicht bemerkt werden. Es hat daher offensichtlich
auch eine Voreinaenommenheit der Fachwelt gegen die Verwendung überlappter Schweißnähte
beim Schließen von Aluminium und Aluminiumlegierungen bestanden.
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Weiter wird im Fachschrifttum darauf hingewiesen, daß es unzweckmäßig
ist, eine Naht an Ecken und Kanten zu legen, weil bei der Schweißung das Material
leicht überhitzt wird und reißt oder eine entsprechende Durchschweißung nicht zustande
kommt. Bei einem Aluminiumverdampfer ist man jedoch darauf angewiesen, die Schweißstelle
zwischen Verdampfer und Verdampfersaugrohr an eine schweißtechnisch kritische Stelle
zu legen, so daß auch aus diesem Grunde für die Fachwelt erhöhte Veranlassung bestand,
bei der Herstellung der Schweißverbindung mit a11 der Sorgfalt vorzugehen, die in
der Fachliteratur insbesondere für das Lichtbogenschweißen von Aluminium relativ
geringer Wandstärke empfohlen wird.
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Schließlich wird im Fachschrifttum dringend davor gewarnt, beim Schweißen
von Aluminium oder Aluminiumlegierungen unterschiedliche Materialstärken zusammenzuschweißen,
da das dünnere Material bereits schmilzt, bevor das dickere auf die notwendige Temperatur
gebracht ist und infolgedessen keine einwandfreie Schweißverbindung zustande kommt.
Auch dieser Gesichtspunkt spielt bei einem Verdampfer für Kälteeinrichtungen eine
wesentliche Rolle, da der Verdampfer regelmäßig aus einem wesentlich dünneren Material
besteht als das Verdampfersaugrohr, das zur Erzielung einer ausreichenden Festigkeit
eine etwa doppelt so große Wandstärke besitzen muß wie der Verdampfer. Auch dieser
bei einem Verdampfer für eine Kälteeinrichtung nicht zu vermeidende Wandstärkenunterschied
zwischen den beiden miteinander zu verschweißenden Werkstücken hat den Fachmann
sicherlich dazu veranlaßt, den Empfehlungen, die in der Fachliteratur für das Verschweißen
von Aluminiumteilen relativ geringer Wandstärke gegeben werden, besondere Beachtung
zu schenken und hiervon nicht abzuweichen.
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Ein weiterer wesentlicher Gesichtspunkt, der den Fachmann ohne Zweifel
davon abgehalten hat, sich über die in der Fachliteratur gegebenen Ratschläge für
das Verschweißen von relativ dünnen Werkstücken aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen
hinwegzusetzen, ist folgender: Obwohl der Verdampfer eine wesentlich geringere Wandstärke
besitzt als das Verdampfersaugrohr, ist seine Masse naturgemäß um ein großes Vielfaches
größer als die Masse des Verdampfersaugrohres. Sinngemäß das gleiche gilt für die
wärmetauschende Oberfläche, die beim Verdampfer ebenfalls erheblich größer ist als
beim Verdampfersaugrohr. Bei dem relativ hohen Wärmeleitvermögen des Aluminiums
hat dies die Folge, daß beim Schweißen eine wesentlich stärkere Wärmeableitung von
der verdampferseitigen Schweißfläche eintritt als von der Schweißfläche des Verdampfersaugrohres,
so daß - um überhaupt ein Aufschmelzen ersterer zu erreichen -es erforderlich ist,
die Schweißfläche des Verdampfersaugrohres erheblich zu überhitzen. Auch aus diesem
Grunde mußte der Fachmann des Anmeldetages befürchten, daß es beim Verschweißen
eines Verdampfers aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung mit einem aus demselben
Werkstoff bestehenden Verdampfersaugrohr im Bereich der Schweißstelle leicht zu
einem Durchschmelzen oder Einbrechen bzw. zu einer unzulässigen Querschnittsverengung
der Saugleitung kommt, so daß auch aus diesem Grunde die Verwendung einer die Schweißstelle
innenseitig abstützenden Muffe od. dgl. dringend erforderlich erschien.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die zahlreichen Mängel
und Nachteile der einzigen vor dem Anmeldetag bekanntgewordenen Kälteeinrichtung
mit einem aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung
bestehenden
Verdampfer und einem aus demselben Werkstoff bestehenden Verdampfersaugrohr zu beseitigen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Verdampfersaugrohr in
geringem Abstand von seinem verdampferseitigen Ende eine wulstartige Aufweitung
oder Verdickung der Rohrwandung mindestens um das Maß der Rohrwandstärke aufweist
und bis zu dieser Aufweitung bzw. Verdickung in den Anschlußkanal des Verdampfers
eingreift und daß der Öffnungsrand des Anschlußkanals und die Aufweitung bzw. Verdickung
des Verdampfersaugrohres eine im Querschnitt etwa keil- oder V-förmige Ringnut bilden,
die nach Art einer Kehlnaht unter Verzicht auf innere Stützkörper od. dgl. unter
einer Schutzgasatmosphäre zugeschweißt ist. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Kälteeinrichtung
verzichtet somit völlig auf eine innenseitige Abstützung der Schweißstelle zwischen
dem Verdampfer und dem Verdampfersaugrohr und setzt sich damit in Widerspruch zu
der bislang in der Fachwelt allgemein verbreiteten Auffassung, daß es beim Lichtbo-enschweißen
von Teilen aus Aluminium und Aluminiumlegierungen derart geringer Wandstärke, wie
sie bei dem Verdampfer und dem Verdampfersaugrohr einer Kälteeinrichtung gegeben
sind, unbedingt erforderlich sei, die Schweißstelle an ihrer Unterseite durch eine
geeignete Unterlage aus einem Werkstoff mit relativ hohem Schmelzpunkt abzustützen.
Um zu dem Erfindungsgedanken zu gelangen, war es somit erforderlich, sich von einem
in der Fachwelt allgemein verbreiteten Vorurteil zu lösen und zahlreiche Hemmungen
zu überwinden, die gegen einen Verzicht auf eine Stahlmuffe od. dgl. zur innenseitigen
Abstützung der Schweißstelle zwischen einem Aluminiumverdampfer und einem Aluminiumverdampfersaugrohr
sprachen.
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Es hat sich jedoch überraschend gezeigt, daß die von der Fachwelt
befürchteten Schwierigkeiten bei der elektrischen Lichtbogenschweißung von relativ
dünnwandigen Werkstücken aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen bei der erfindungsgemäß
vorgeschlagenen Ausbildung der Schweißverbindung nicht eintreten, sondern daß sich
darüber hinaus zahlreiche Vorteile und Verbesserungen gegenüber der bislang allein
bekanntgewordenen Verfahrensweise für die Verschweißung von Verdampfern und Verdampfersaugrohren
aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen erreichen lassen.
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Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Verbindung zwischen dem Anschlußkanal
des Verdampfers und dem Verdampfersaugrohr ergibt sich zunächst der Vorteil, daß
die bei dem bekannten Aluminiumverdampfer erforderliche Muffe aus rostfreiem Stahl
in Fortfall kommt, so daß sämtliche mit deren Verwendung verbundenen Nachteile und
Schwierigkeiten entfallen. Insbesondere wird die Herstellung der Schweißverbindung
zwischen. Verdampfer und Verdampfersaugrohr wesentlich vereinfacht und verbilligt,
was - bezogen auf den Gesamtgestehungspreis des Verdampfers einschließlich seiner
Anschlußleitungen - immerhin eine Kostenersparnis von einigen Prozent bedeutet.
Die bei der Erfindung erforderliche wulstartige Aufweitung bzw. Verdickung der Rohrwandung
läßt sich in sehr einfacher Weise sowie mit einem sehr geringen Kostenaufwand, beispielsweise
durch maschinelles Anstauchen eines derartigen Wulstes, herstellen, so daß der hierfür
erforderliche Kosten- und Materialaufwand vernachlässigbar gering ist.
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Während es bei Verwendung von mit ihren Enden ineinandergesteckten
glatten Aluminiumrohren unter betriebsmäßigen Bedingungen nicht möglich ist, eine
den Forderungen der Praxis genügende Schweißverbindung von ausreichender Gleichmäßigkeit,
Festigkeit und Kältemitteldichtigkeit herzustellen, ohne daß im Bereich der Schweißstelle
stärkere sowie unkontrollierbare Querschnittsverengungen eintreten, hat es sich
überraschend gezeigt, daß alle diese Schwierigkeiten durch die erfindungsgemäß vor,-eschlaaene
Ausbildung der miteinander zu verschweißenden Teile des Verdampfers und des Verdampfersaugrohres
vermieden werden. Da bei der Kälteeinrichtung nach der Erfindung lediglich die durch
die wulstartige Aufweitung oder Verdickung der Rohrwandung und die Stirnseite des
Verdampferanschlußkanals Gebildete, im Querschnitt etwa keil-oder V-förmige Ringnut
nach Art einer Kehlnaht zugeschweißt zu werden braucht, ist sowohl die für die Schweißung
erforderliche Materialmenge als auch der für ihre Herstellung erforderliche Zeitaufwand
wesentlich geringer als bei der bekannten Bauart. Aus diesem Grunde läßt sich außerdem
auch das Aufschmelzen der miteinander zu verbindenden Teile wesentlich besser beobachten
und ein gleichmäßigeres Aufschmelzen derselben erreichen. Dadurch, daß der Öffnungsrand
des Anschlußkanals und die Aufweitung bzw. Verdickung des Verdampferansaub rohres
eine im Querschnitt etwa keil- oder V-förmige Ringnut bilden, die nach Art einer
Kehlnaht zugeschweißt ist, erreicht man eine besonders widerstandsfähige und mit
Sicherheit dichte Ausbildung der Schweißnaht, wobei durch Kapillarwirkung eine vollständige
Ausfüllung der keil- bzw. V-förmigen Ringnut mit Schweiße gewährleistet ist.
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Um Einschlüsse von Schweißpulverrückständen oder Schlackenbestandteilen
sowie die Bildung von Blasen und Poren im Bereich der Schweißstelle mit Sicherheit
zu vermeiden sowie auch jegliche Verunreinigung der Innenwandung der Saugleitung
durch Schweißpulverrückkstände, Schlackenbestandteile oder aber durch sich beim
Schweißen bildendes Wasser auszuschließen, muß eine elektrische Schweißung unter
einer Schutzgasatmosphäre angewendet werden, beispielsweise nach dem Argonarc-Verfahren.
An Stelle einer Argonatmosphäre kann auch unter einer anderen Schutzgasatmospliäre,
beispielsweise unter einer Heliumatmosphäre gearbeitet werden.
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Während es bei dem Verschweißen cr über diz. Muffe aus nichtrostendem
Stahl geschobenen Aluminiumrohrenden des zum Stande der Technik gehörenden Verdampfers
erforderlich ist, die zum Schweißen verwendete Elektrode unter Einhaltung eines
genau gleichbleibenden Abstandes zur Oberfläche der beiden miteinander zu verschweißenden
Rohrenden zu führen, wobei sich -dadiese Schweißung von Hand erfolgt - Ungenauigkeiten
im Abstand und hieraus resultierende Mängel in der Gleichmäßigkeit und Güte der
Schweißung nicht vermeiden lassen, ermöglicht die bei der Erfindung vorgesehene
wulstartige Aufweitung bzw. Verdickung der Rohrwandung eine gleichmäßig gute und
exakte Elektrodenführung, so daß alle Voraussetzungen für die Herstellung einwandfreier
und gleichmäßiger Schweißverbindungen erfüllt sind. Der besondere
Vorteil
der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kälteeinrichtung besteht jedoch darin, daß die
wulstartige Aufweitung oder Verdickung der Saugrohrwandung trotz der sehr geringen
Wandstärke der miteinander zu verschweißenden Teile aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung
und trotz des Verzichtes auf jegliche innere Stützkörper od. dgl. ein Durchschmelzen
bzw. Einbrechen der Schweißstelle oder aber eine unzulässige Querschnittsverengung
in diesem Bereich mit Sicherheit vermeidet. Es hat sich überraschend gezeigt, daß
durch eine solche wulstartige Aufweitung oder Verdickung der Rohrwandung, die etwa
die Form eines Ringschalenkörpers besitzt, das in besonderem Maße der Gefahr einer
überhitzung ausgesetzte Verdampfersaugrohr auch bei weitgehender Erweichung des
Rohrwerkstoffes im Bereich der Schweißstelle bzw. nach mehr oder weniger starkem
Aufschmelzen desselben noch eine solche Formstabilität besitzt, daß es auch ohne
jegliche innenseitige Abstützung der Schweißstelle zu keinerlei unzulässigem Durchschmelzen
bzw. Einbrechen des schmelzflüssigen Materials in diesem Bereich kommen kann. Auch
bei weitgehender oder vollständiger Erweichung bzw. Aufschmelzung des Rohrwerkstoffes
im Bereich der ringwulstartigen Aufweitung oder Verdickung des aus den bereits dargelegten
Gründen wegen seiner sehr geringen Masse und wärmetauschenden Oberfläche besonders
gefährdeten Verdampfersaugrohres trägt sich das erweichte bzw. aufgeschmolzene Material
infolge der besonders formstabilen Ringschalenform gewölbeartig, so daß es allenfalls
zu einer teilweisen oder vollständigen Ausfüllung des inneren Hohlraumes der wulstartigen
Aufweitung des Verdampfersaugrohres, jedoch nicht zu einer unzulässigen Querschnittsverengung
oder gar zu einem teilweisen oder vollständigen Zuschmelzen der Verdampfersaugleitung
im Bereich der Schweißstelle kommt. Auch bei Herstellung der Schweißverbindung durch
in der Aluminiumschweißung nur wenig erfahrene Arbeitskräfte erreicht man bei der
Arbeitsweise nach der Erfindung einen wesentlich geringeren Ausschußfaktor bei der
Herstellung der Schweißverbindung zwischen Verdampfer und Verdampfersaugrohr als
bei der zum Stande der Technik gehörenden, überdies wesentlich komplizierteren und
teueren Methode. Dies liegt nicht nur an der bei der Erfindung erreichbaren besseren
und sicheren Elektrodenführung und somit der leichteren Einhaltung der richtigen
Lichtbogenlänge, sondern außerdem darin, daß die bei der bekannten Bauart bestehenden
Fehlermöglichkeiten bei der schwierigen und umständlichen Fixierung der miteinander
zu verbindenden Teile entfallen, sowie letztlich auch daran, daß sich die Schweißstelle
während der Herstellung der Schweißung wesentlich besser beobachten läßt als bei
der bekannten Bauform.
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Ein weiterer Vorteil der Kälteeinrichtung nach der Erfindung besteht
darin, daß durch die wulstartige Aufweitung bzw. Verdickung der Rohrwandung in besonders
vorteilhafter Weise gerade an der Stelle des Verdampferrohres eine erhebliche Vergrößerung
des Widerstandsmomentes, bezogen auf den Rohrquerschnitt, erreicht wird, an der
bei der Herstellung und Handhabung des Verdampfers erfahrungsgemäß die relativ größten
Beanspruchungen auf Biegung, Zug und Torsion auftreten. Außerdem wird durch die
Aufweitung bzw. Verdickung der Rohrwandung gewährleistet, daß das Verdampfersaugrohr
jeweils mit einem ausreichend großen und in allen Fällen gleich langen Abschnitt
in den Anschlußkanal des Verdampfers eingeführt wird, wobei außerdem hierdurch die
Fixierung beider Teile vor dem Schweißen wesentlich erleichtert wird.
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Außerdem werden bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kälteeinrichtung
sämtliche Nachteile vermieden, die bei der bekannten Bauart mit der Verwendung einer
Muffe aus nichtrostendem Stahl verbunden sind, die nicht nur in den beträchtlichen
Mehrkosten, sondern auch in der Gefahr einer Rißbildung und Korrosion im Bereich
der Schweißstelle, eines Vibrierens der Stahlmuffe und in der durch sie zwangläufig
bedingten Querschnittsbewegung der Saugleitung bestehen. Diese zahlreichen Vorteile
und Verbesserungen gegenüber dem bis zum Anmeldetag allein bekanntgewordenen Aluminiumverdampfer
mit angeschweißtem Aluminiumverdampfersaugrohr fallen vor allem deshalb ins Gewicht,
weil es sich bei einem Verdampfer für eine Kälteeinrichtung um einen in außerordentlich
großen Stückzahlen hergestellten Massenartikel handelt.
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Bei der Verschweißung von aus Stahl bestehenden Rohrelementen ist
es seit vielen Jahrzehnten bekannt, sich wulstartiger Aufweitungen der Rohrwandung
zu bedienen, um einmal die Einschublänge von zwei ineinandergreifenden Rohrabschnitten
zu begrenzen und zum zweiten eine im Querschnitt etwa keil- oder V-förmige Ringnut
zu bilden, die nach Art einer Kehlnaht zugeschweißt werden kann. Trotzdem ist in
all diesen Jahrzehnten niemand auf den Gedanken gekommen, sich beim Verschweißen
von aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen bestehenden Rohrelementen einer solchen
wulstartigen Aufweitung zu bedienen, um die bislang vor allem beim Lichtbogenschweißen
von aus derartigen Werkstoffen bestehenden Bauteilen geringer Wandstärke unbedingt
für erforderlich gehaltene innere Abstützung der Schweißstelle durch geeignete Unterlagen
zu vermeiden.
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Es ist ferner bei einer aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehenden
Trockenpatrone für Kälteeinrichtungen bekannt, die Einstecklänge von zwei mit ihren
Enden ineinandergesteckten und vorzugsweise durch Hartlöten oder Schweißen miteinander
verbundenen Rohrabschnitten durch eine wulstartige Aufweitung des inneren der beiden
Rohrabschnitte zu begrenzen, um vor allem eine Beschädigung eines im Innern der
Trockenpatrone befindlichen, sehr empfindlichen Schlauchsiebes durch das Einstecken
des inneren Rohrabschnittes zu verhindern. Mit der Art der Verbindung zwischen den
beiden Rohrabschnitten hat diese wulstartige Aufweitung der Rohrwandung des inneren
Rohrabschnittes nichts zu tun.
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Zwar ist im Zusammenhang mit dieser bekannten Trockenpatrone auch
davon die Rede, daß die beiden aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehenden
Rohrabschnitte gegebenenfalls auch miteinander verschweißt werden können. Diesem
Hinweis kommt jedoch offensichtlich keine praktische Bedeutung zu, da ein Verschweißen
der Rohrabschnitte nicht nur wesentlich komplizierter und aufwendiger wäre als das
in erster Linie erwähnte Hartlöten, sondern außerdem zu einer Beschädigung bzw.
einem Unbrauchbarwerden der innerhalb der Trockenpatrone befindlichen, gegen größere
Hitzeeinwirkung empfindlichen Trockensubstanz führen würde.
Daß
die bei dieser bekannten Trockenpatrone vorhandene wulstartige Aufweitung der Rohrwandung
des inneren Rohrabschnittes lediglich dazu vorgesehen ist, um die Einschublänge
dieses Rohrabschnittes zu begrenzen und eine Beschädigung des innerhalb der Trockenpatrone
vorgesehenen Schlauchsiebes zu verhindern, ergibt sich auch aus folgendem: Bei dem
praktisch allein in Frage kommenden Hartlöten der beiden Rohrabschnitte der Trockenpatrone
ist die wulstartige Aufweitung der Rohrwandung zur Erzielung einer einwandfreien
Lötverbindung nicht nur nicht erforderlich, sondern sogar unzweckmäßig, da sie das
Hartlöten der beiden Teile der Trockenpatrone bis zu einem gewissen Grade behindert
und somit nichts anderes ist als ein notwendiges Übel, das in Kauf genommen werden
muß, um eine anderenfalls zu befürchtende Beschädigung des Schlauchsiebes durch
das Einsteckende des inneren Rohrabschnittes zu vermeiden. Das zugeführte Lot wird
beim Hartlöten durch Kapillarwirkung in den Spalt zwischen den ineinandergreifenden
Längenabschnitten der beiden Rohrteile hineingezogen, was durch die wulstartige
Aufweitung des einen Rohrabschnittes keineswegs gefördert, sondern sogar behindert
wird. Die durch die Stirnseite des äußeren Rohrabschnittes und die wulstartige Aufweitung
des inneren Rohrabschnittes gebildete, im Querschnitt etwa keil- oder V-förmige
Ringnut wird beim Hartlöten der beiden Teile der Trockenpatrone auch keineswegs
durch das zugeführte Lot ausgefüllt oder zugelötet, so daß auch aus diesem Grunde
der Fachmann diese wulstartige Aufweitung nicht im mindesten mit der Art der Verbindung
zwischen den beiden ineinandergreifenden Teilen der vorbekannten Trockenpatrone
in Verbindung bringen wird.
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Bei einem Hartlöten der beiden stets aus Kupfer oder einer Kupferlegierung
bestehenden Rohrabschnitte der Trockenpatrone besteht außerdem nicht die mindeste
Gefahr, daß es im Bereich der Lötstelle zu einem Durchschmelzen oder aber zu einer
unzulässigen Querschnittsverengung kommt, da die Löttemperatur um einige hundert
Grad Celsius unterhalb der Schmelztemperatur des Kupfers liegt. Außerdem ist der
Bereich der Lötstelle innenseitig durch die zuvor eingebrachte festeingepreßte Füllung
der Trockenpatrone aus mineralischen Stoffen, wie z. B. Zeolithen, in solchem Maße
abgestützt, daß selbst für den Fall, daß man die beiden Teile der Trockenpatrone
in technisch widersinniger Weise einmal miteinander verschweißen sollte, auch ohne
das Vorhandensein einer wulstartigen Aufweitung der Rohrwandung des inneren Rohrabschnittes
nicht die mindeste Gefahr eines Durchschmelzens oder Einbrechens im Bereich der
Schweißstelle bzw. einer unzulässigen Querschnittsverengung besteht.
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Der Fachmann des Anmeldetages wird daher die wulstartige Aufweitung
der Rohrwandung des inneren Rohrabschnittes der bekannten Trockenpatrone nicht als
Hilfsmittel zur Herstellung einer besonders guten Schweißverbindung zwischen ihren
beiden Rohrabschnitten oder als Mittel zur Verhinderung eines Durchschmelzens bzw.
einer unzulässigen Querschnittsverengung in dem Bereich der Schweißstelle ansehen,
sondern als das seit vielen Jahrzehnten in der Praxis allgemein gebräuchliche Mittel
zur Begrenzung der Einschublänge von zwei ineinandergesteckten Rohrabschnitten,
das bei der zum Stande der Technik gehörenden Trockenpatrone vor allem deshalb notwendig
ist, um das innerhalb derTrockenpatrone befindliche sehr empfindliche Schlauchsieb
gegen Beschädigungen zu schützen. Infolgedessen vermochte auch diese zum Stande
der Technik gehörende Trockenpatrone den Fachmann nicht von der allgemein vertretenen
Auffassung abzubringen, daß es bei der Lichtbogenschweißung von relativ dünnwandigen
Werkstücken aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen unbedingt erforderlich sei,
die Schweißstelle durch eine geeignete Unterlage aus einem Metall mit relativ hohem
Schmelzpunkt zu unterstützen.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung besitzt das Verdampfersaugrohr
im Bereich der Aufweitung bzw. Verdickung einen etwa um das Zwei- bis Vierfache
der Rohrwandstärke vergrößerten Außendurchmesser. Dies hat sich im allgemeinen als
ausreichend erwiesen, wenngleich in besonderen Fällen auch Abweichungen hiervon
möglich sind.
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Es empfiehlt sich, den Anschlußkanal des Verdampfers in seinem lichten
Querschnitt etwa gleich dem Außenquerschnitt des in diesen eingeführten Endabschnittes
des Verdampfersaugrohres zu bemessen, und zwar vorzugsweise derart, daß der verdampferseitige
Endabschnitt des Verdampfersaugrohres im Haft- oder Preßsitz in den Anschlußkanal
des Verdampfers eingreift. Hierdurch erreicht man eine kraftschlüssige Verbindung
zwischen dem Anschlußkanal des Verdampfers und dem innerhalb desselben angeordneten
Endabschnitt des Verdampfersaugrohres, so daß letzteres in dem rohrartigen Anschlußkanal
des Verdampfers gewissermaßen eingespannt ist. Dies hat den Vorteil, daß die Schweißverbindung
zwischen Verdampfersaugrohr und Anschlußkanal des Verdampfers von Biegebeanspruchungen,
wie sie bei der Herstellung, beim Transport und beim Einbau des Verdampfers nicht
zu vermeiden sind, nahezu völlig entlastet wird, da diese von der kraftschlüssigen
Verbindung zwischen dem Endabschnitt des Verdampfersaugrohres und dem Anschlußkanal
des Verdampfers aufgenommen werden. Außerdem erreicht man hierdurch eine zumindest
teilweise Entlastung der Schweißverbindung von Zug-, Druck- und Torsionsbeanspruchungen,
die ebenfalls bei der Herstellung und Handhabung des Verdampfers nicht zu vermeiden
sind. Um eine ausreichend große Haft- bzw. Klemmwirkung zwischen dem Verdampfersaugrohr
und dem Anschlußkanal des Verdampfers zu gewährleisten, empfiehlt es sich, die Länge
des in den Anschlußkanal des Verdampfers eingreifenden Endabschnittes des Verdampfersaugrohres
mindestens entsprechend seinem Durchmesser, vorzugsweise jedoch größer, zu bemessen.
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Gegenstand der Erfindung bildet ferner eine Kälteeinrichtung, bei
welcher die sich an das Verdampfersaugrohr anschließenden Teile der Saugleitung
aus einem anderen Werkstoff als Aluminium bestehen und mit Mitteln für die Einführung
der Flüssigkeitsförderleitung in die Saugleitung versehen sind, welche sich dadurch
kennzeichnet, daß die Saugleitung außer dem Verdampfersaugrohr lediglich aus einem
weiteren einteiligen Rohrstück (Verdichteranschlußrohr) besteht, welches einen stark
verjüngten Längenabschnitt geringer Länge aufweist, dessen Wandung mit einer Durchtrittsöffnung
versehen ist, in die die Flüssigkeitsförderleitung kältemitteldicht eingelötet ist.
Bei einer bekannten Kälteeinrichtung besteht die Saugleitung außer dem aus Aluminium
bestehenden
Verdampfersaugrohr aus einem aus Kupfer bestehenden,
zum Verdichter führenden Anschlußrohr und einem weiteren aus Kupfer bestehenden
Anpaßteil, das eine verhältnismäßig komplizierte Formgebung besitzt und dazu dient,
sowohl die aus Kupfer bestehende Verdichteranschlußleitung mit dem Verdampfersaugrohr
zu verbinden als auch die Flüssigkeitsförderleitung in das Innere der Saugleitung
einzuführen. Dieses Anpaßteil ist infolge seiner komplizierten Formgebung schwierig
herzustellen und entsprechend teuer, wobei außerdem die Herstellung einer absolut
gleichmäßigen und dichten sowie ausreichend festen Lötverbindung zwischen diesem
Anpaßteil und den in seine Stirnseite eingeführten Flüssigkeitsförder- und Verdichteranschlußleitungen
schwierig und kostspielig ist, da sich dort eine recht komplizierte Lötstelle ergibt,
an der drei Leitungen von stark unterschiedlichem Querschnitt absolut kältemitteldicht
miteinander verbunden werden müssen.
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Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kälteeinrichtung entfällt
das bei der bekannten Bauart erforderliche, komplizierte und teure, aus Kupfer bestehende
Anpaßteil völlig. Vielmehr wird außer dem Verdampfersaugrohr lediglich ein weiterer
einteiliges Rohrstück - im folgenden »Verdichteranschlußrohr« genannt - benötigt,
so daß auch die bei der bekannten Bauart erforderliche Lötverbindung zwischen dem
besonderen Anpaßteil und der Verdichteranschlußleitung entfällt. Dieses einteilige
Rohrstück (Verdichteranschlußrohr) wird zweckmäßig in kleinerem oder auch größerem
Abstand von seiner Verbindung mit dem Verdampfersaugrohr mit einer vorzugsweise
konischen Verjüngung versehen, in die eine Durchtrittsöffnung für die Flüssigkeitsförderleitung
beispielsweise eingestanzt ist, durch die letztere in die Saugleitung eintritt.
Durch die Anordnung der Durchtrittsöffnung für die Flüssigkeitsförderleitung im
Bereich der Verjüngung des Verdichteranschlußrohres ergibt sich der Vorteil, daß
die Flüssigkeitsförderleitung unter einem verhältnismäßig großen Winkel zur Wandung
des Verdichteranschlußrohres in die Saugleitung eintritt, so daß die Durchtrittsöffnung
zumindest annähernd kreisförmigen Querschnitt erhalten kann und sich demzufolge
eine relativ kurze und einfach herzustellende Lötnaht ergibt, die eine absolute
Kältemitteldichtheit gewährleistet. Infolgedessen kann diese Lötnaht auch von weniger
geübten Arbeitskräften mit einem geringen Zeitaufwand in einwandfreier Qualität
und Gleichmäßigkeit hergestellt werden. Durch den Fortfall des relativ komplizierten
und entsprechend teuren Anpaßteils der bekannten Bauart und die wesentliche Vereinfachung
der Lötarbeit ergibt sich eine weitere erhebliche Kostenersparnis gegenüber der
zum Stand der Technik gehörenden Verdampferkonstruktion.
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Die Anordnung der Durchtrittsöffnung im Bereich der Verjüngung des
Verdichteranschlußrohres hat ferner den Vorteil, daß sich die Durchtrittsöffnung
verhältnismäßig einfach, beispielsweise durch Stanzen oder Bohren, herstellen läßt
und daß durch sie - auch wegen ihres zumindest annähernd kreisförmigen Querschnittes
- eine nennenswerte Beeinträchtigung der Querschnittsstabilität des Verdichteranschlußrohres
nicht erfolgt. Außerdem wird durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Ausbildung
und Anordnung der Durchtrittsöffnung für die Flüssigkeitsförderleitung erreicht,
daß ein Durchtreten von Lot in das Innere des Verdichteranschlußrohres weitgehend
vermieden wird und unzulässige Querschnittsverengungen im Bereich der Eintrittsstelle
der Flüssigkeitsförderleitung nicht eintreten können.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform besitzt das Verdichteranschlußrohr
auf der dem Verdampfer zugekehrten Seite der Verjüngung einen etwa um den Außenquerschnitt
der Flüssigkeitsförderleitung größeren lichten Querschnitt als in seinem übrigen
Längenbereich. Hierdurch erreicht man, daß über die gesamte Länge des Verdichteranschlußrohres
für die Förderung des dampfförmigen Kältemittels zum Verdichter überall etwa der
gleiche Strömungsquerschnitt zur Verfügung steht, was die Ausbildung einer gleichmäßigen
Strömung innerhalb der Saugleitung gewährleistet.
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Gemäß der Erfindung ausgebildete Verdichteranschlußrohre aus einem
Längenabschnitt größeren Querschnittes und einem Längenabschnitt kleineren Querschnittes
lassen sich durch bekannte Kaltverformungsverfahren, beispielsweise durch Kaltziehen,
in einfacher Weise herstellen, wobei die Reduzierung der Querschnittsabmessungen
in dem Längenbereich zwischen der Eintrittsstelle der Flüssigkeitsförderleitung
und dem Anschluß an den Verdichter ferner den Vorteil hat, daß zur Herstellung der
gleichen Rohrlänge geringere Materialmengen benötigt werden. Soweit dies erforderlich
oder zweckmäßig ist, kann das Verdichteranschlußrohr ferner an seinem mit dem Verdichter
verbundenen Ende noch eine gegenüber seinem übrigen Längenbereich verringerte Wandstärke
und/oder einen veränderten Außendurchmesser erhalten. Hierdurch ist es möglich,
das Verdichteranschlußrohr an seinem verdichterseitigen Ende unterschiedlichen Abmessungen
des Verdichteranschlußstutzens anzupassen bzw. unterschiedlichen Wünschen der Kühlschrankhersteller
hinsichtlich der Wandstärke des Anschlußendes zu entsprechen, ohne daß das Verdichteranschlußrohr
in seinen übrigen Teilen einer Änderung bedarf. Eine derartige Wandstärkenverringerung
und/oder Durchmesserveränderung läßt sich beispielsweise durch Kalthämmern des verdichterseitigen
Endes des Verdichteranschlußrohres über einen Dorn ohne weiteres bewerkstelligen.
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Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, das Verdichteranschlußrohr aus
Kupfer herzustellen. Ein derartiges Kupferrohr läßt sich beim Einbau der Kälteeinrichtung
in einen Kühlschrank bzw. eine Kühltruhe leicht in die erforderliche Form biegen,
wobei außerdem sich die gleichfalls aus Kupfer bestehende Flüssigkeitsförderleitung
in verhältnismäßig einfacher Weise in das Verdichteranschlußrohr kältemitteldicht
einlöten läßt. Ferner ist auch eine ausreichend feste und kältemitteldichte Verbindung
zwischen einem derartigen Kupferrohr und dem Anschlußstutzen des Verdichters verhältnismäßig
einfach herzustellen. Schwieriger ist demgegenüber die Herstellung einer kältemitteldichten
Verbindung ausreichender mechanischer Festigkeit zwischen einem aus Kupfer bestehenden
Verdichteranschlußrohr und einem aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehenden
Verdampfersaugrohr. Es hat sich jedoch gezeigt, daß sich auch eine solche allen
Anforderungen der Praxis genügende Verbindung dadurch erreichen läßt, daß das Verdichteranschlußrohr
und das Verdampfersaugrohr an den einander zugekehrten Stirnflächen etwa gleiche
Abmessungen erhalten und an
diesen stumpf gegeneinanderstoßenden
Stirnflächen durch eine elektrische Abbrennstumpfschweißung kältemitteldicht miteinander
verschweißt werden. Zur Erzielung einer ausreichend festen und dichten Schweißverbindung
ist es allerdings erforderlich, für eine ausreichend große Schweißfläche zwischen
den stumpf gegeneinanderstoßenden Enden der aus Aluminium bzw. Kupfer bestehenden
Rohre zu sorgen, wobei es sich als zweckmäßig erwiesen hat, eine Rohrwandstärke
von etwa 1,25 mm nicht zu unterschreiten. Da eine derartige Rohrwandstärke im übrigen
Längenbereich des aus Kupfer bestehenden Verdichteranschlußrohres nicht benötigt
wird, sondern Wandstärken von z. B. etwa 0,9 mm genügen, wird das Verdichteranschlußrohr
gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung so ausgebildet, daß es nur im Bereich
der Schweißverbindung mit dem Verdampfersaugrohr dieselbe Wandstärke und Querschnittsgröße
wie dieses aufweist. Dies läßt sich z. B. in der Weise bewerkstelligen, daß die
Wandstärke des Verdichteranschlußrohres zu seinem verdampferseitigen Ende hin auf
einem kurzen Längenabschnitt etwa konisch von etwa 0,9 auf etwa 1,25 mm zunimmt.
Die Wandstärkenverdickung wird hierbei zweckmäßig auf der Innenseite des Verdichteranschlußrohres
angeordnet und durch Anstauchen seines verdampferseitigen Endes hergestellt. Auf
diese Weise ist es ohne weiteres möglich, für die Herstellung des Verdichteranschlußrohres
Kupferrohre mit einer Wandstärke von weniger als 1 mm zu verwenden, die sich ohne
endseitige Wandstärkenverdickung mit einem Aluminiumrohr nicht in solcher Weise
verschweißen lassen, daß eine ausreichende mechanische Festigkeit und Kältemitteldichtheit
der Schweißverbindung erreicht wird. Die Möglichkeit, trotz Gewährleistung einer
allen Anforderungen der Praxis genügenden Schweißverbindung Kupferrohre relativ
geringer Wandstärke zu verwenden, bedeutet naturgemäß eine nicht unbeträchtliche
Materialersparnis.
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Es ist jedoch auch möglich, das Verdichteranschlußrohr aus weichem,
d. h. kohlenstoffarmem, unlegiertem Stahl oder aber aus einem verkupfertem Stahlrohr
herzustellen. Während die Fachwelt bislang der Auffassung war, daß sich Schweißverbindungen
zwischen Aluminium und Stahl nicht oder nur unter größten Schwierigkeiten herstellen
lassen, hat sich überraschend gezeigt, daß es nach dem vorstehend in Verbindung
mit aus Kupfer bestehenden Verdichteranschlußrohren beschriebenen Abbrennstumpfschweißverfahren
möglich ist, auch zwischen Aluminiumrohren einerseits und Rohren aus weichem Stahl
andererseits saubere Schweißverbindungen herzustellen, die nicht nur die erforderliche
mechanische Festigkeit, sondern auch eine einwandfreie Kältemitteldichtheit aufweisen.
An Stelle von blanken Stahlrohren oder aber von aus verkupfertem Stahlband gewickelten
Stahlrohren können auch solche Stahlrohre verwendet werden, die entweder auf ganzer
Länge oder aber nur im Bereich der Schweißverbindung mit dem Verdampfersaugrohr
mit einem elektrolytisch oder durch Plattieren aufgebrachten Kupferüberzug versehen
sind.
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Bei diesem Abbrennstumpfschweißverfahrenwerden die aus Aluminium einerseits
bzw. Stahl oder verkupfertem Stahl andererseits bestehenden Rohre in geringem Abstand
von ihren einander zugekehrten Enden in gekühlte, gleichzeitig der Stromzuführung
dienende Spannbacken eingespannt, mit einer von der Art der verwendeten Werkstoffe
abhängigen Geschwindigkeit bis zur Ausbildung des Einschaltlichtbogens einander
genähert und im Anschluß hieran mit einer von der Art der verwendeten Werkstoffe
und den Querschnittsabmessungen der Rohre abhängigen Kraft, die beispielsweise 1000
kg betragen kann, gegeneinandergestaucht. Hierbei wird das durch den Lichtbogen
leichter flüssig werdende Aluminium durch das relativ festere Ende des Stahlrohres
im wesentlichen nach außen gepreßt, so daß es sich in Form eines Mantels unter Eingehung
eiper metallischen Bindung über das Ende des Stahlrohres schiebt. Es hat sich gezeigt,
daß bei einer auf diese Weise erfolgenden Abbrennstumpfschweißung von Aluminium-
und Stahlrohren bzw. verkupferten Stahlrohren mit einer um etwa 20 bis 30% geringeren
Stromstärke gearbeitet werden kann als bei der zuvor beschriebenen Abbrennstumpfschweißung
von Aluminium- und Kupferrohren.
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Die Schweißverbindung zwischen Verdampfersaugrohr und Verdichteranschlußrohr
ist in diesen Fällen so ausgebildet, daß nach dem Schweißen und Stauchen der Endabschnitt
des Verdichteranschlußrohres durch das aufgeweitete Ende des Verdampfersaugrohres
mantelförmig umschlossen ist. Eine derart ausgebildete Schweißverbindung zeichnet
sich nicht nur durch eine besonders gute Zu-, Druck-, Biege-und Torsionsfestigkeit
aus, sondern gewährleistet außerdem eine absolute Dichtheit gegenüber dem Kältemittel.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform besteht das Verdichteranschlußrohr
aus einem mit Aluminium nicht oder nur schwer schweißbaren Werkstoff und ist mindestens
an seinem dem Verdampfersaugrohr zugekehrten Ende außen und innen mit einem dünnen
Überzug aus einem eine Schweißverbindung mit Aluminium ermöglichenden oder erleichternden
Werkstoff versehen. Bei der Herstellung des Verdichteranschlußrohres aus Stahl kann
dies beispielsweise dadurch geschehen, daß das Stahlrohr mindestens an seinem verdampferseitigen
Ende mit einem elektrolytisch, chemisch oder durch Plattieren aufgebrachten Kupferüberzug
versehen wird. Die Herstellung des überzugs kann jedoch auch in der Weise erfolgen,
daß das Verdichteranschlußrohr mindestens mit seinem verdampferseitigen Ende in
das in flüssigem Zustand befindliche überzugsmetall eingetaucht wird oder aber daß
der überzug durch ein Metall-Spritzverfahren oder aber durch Aufdampfen aufgebracht
wird. Das auf diese Weise mit einem Überzug versehene Verdichteranschlußrohr wird
dann nach einem der bekannten Schweißverfahren mit dem aus Aluminium bestehenden
Verdampfersaugrohr verschweißt. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, das auf
diese Weise mit einem überzug versehene Verdichteranschlußrohr mit dem aus Aluminium
bestehenden Verdampfersaugrohr unter Anwendung einer Schutzgasatmosphäre flußmittelfrei
zu verlöten. Die Herstellung einer Lötverbindung zwischen dem aus Aluminium bestehenden
Verdampfersaugrohr und dem aus einem damit nicht oder nur schwer lötbaren Werkstoff
bestehenden Verdichteranschlußrohr kann dadurch ermöglicht bzw. erleichtert werden,
daß zwischen die ineinandergreifenden Enden der beiden Rohre eine die Lötung ermöglichende
bzw. erleichternde Metallfolie eingelegt wird.
Gemäß einem weiteren
Merkmal der Erfindung, das auch unabhängig von der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Verbindung zwischen Verdampfer und Verdampfersaugrohr anwendbar ist, können das
Verdichteranschlußrohr und das Verdampfersaugrohr mit ihren einander zugekehrten
Enden auf einem vorzugsweise geringen Längenabschnitt ineinandergreifen und an ihren
einander zugekehrten Oberflächen und Vermeidung von Schweiß- oder Lötverbindungen
formschlüssig sowie kältemitteldicht miteinander verbunden sein. Derartige unter
Vermeidung von Schweiß- oder Lötverfahren hergestellte Verbindungen kommen insbesondere
für solche Werkstoffe in Frage, die sich mit Aluminium nicht oder nur schlecht verschweißen
oder verlöten lassen. Sie haben somit besondere Bedeutung für solche Stähle, die
sich mit Aluminium nicht oder nur sehr schlecht verschweißen lassen, können jedoch
auch bei weichen unlegierten Stählen angewendet werden, die - wie von der Erfindung
überraschend erkannt wurde - sich nach dem vorstehend beschriebenen Abbrennstumpfschweißverfahren
mit Aluminium verschweißen lassen.
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Zur Herstellung der formschlüssigen und kältemitteldichten Verbindung
zwischen dem Verdampfersaugrohr und dem Verdichteranschlußrohr wird das Verdichteranschlußrohr,
das aus dem relativ härteren Werkstoff besteht, auf seiner dem Verdampfersaugrohr
zugekehrten - inneren oder äußeren - Oberfläche mit einer z. B. rillen- oder nutartigen
Profilierung versehen, in welche die Oberfläche des aus dem relativ weicheren Werkstoff
- Aluminium oder einer Aluminiumlegierung - bestehenden Verdampfersaugrohres formschlüssig
eingreift. Hierzu können die einander zugekehrten Oberflächen des aus relativ härterem
Werkstoff bestehenden Verdichteranschlußrohres und des aus relativ weicherem Werkstoff
bestehenden Verdampfersaugrohres in solcher Weise gegeneinandergepreßt, gewalzt
od. dgl. werden, daß eine Verbindung ausreichender mechanischer Festigkeit und Dichtigkeit
entsteht. Zwischen den ineinandergreifenden Endabschnitten des Verdichteranschlußrohres
und des Verdampfersaugrohres können hierbei noch zusätzlich Kleb- und/oder Dichtungsmittel
vorgesehen werden, um die mechanische Festigkeit der Verbindung weiter zu verbessern
und eine absolute Kältemitteldichtigkeit zu gewährleisten.
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Unter Aluminium und Kupfer sollen nicht nur die reinen Metalle verstanden
werden, sondern ebenso deren Legierungen, soweit sie sich für die angegebenen Zwecke
eignen.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
Es zeigt F i g. 1 einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Verdampfer einschließlich
seiner Anschlußleitungen, teils im Schnitt, teils in der Draufsicht, F i g. 2 die
Schweißverbindung zwischen Verdampfer und Verdampfersaugrohr gemäß F i g.1 in größerem
Maßstab, F i g. 3 die Schweißverbindung zwischen Verdampfersaugrohr und Verdichteranschlußrohr
gemäß F i g. 1 abermals in vergrößertem Maßstab, F i g. 4 die Durchtrittsstelle
der Flüssigkeitsförderleitung in die Saugleitung gemäß F i g. 1 in größerem Maßstab,
F i g. 5 das verdichterseitige Ende des Verdichteranschlußrohres gemäß F i g. 1
in größerem Maßstab, F i g. 6 eine für nicht bzw. schlecht miteinander verschweiß-
bzw. verlötbare Werkstoffe bestimmte Verbindung zwischen Verdampfersaugrohr und
Verdichteranschlußrohr, F i g. 7 eine andere Ausführungsmöglichkeit einer Verbindung
für Werkstoffe gemäß F i g. 6, F i g. 8 eine dritte Ausführungsmöglichkeit einer
Verbindung für nicht bzw. schlecht miteinander verschweiß- bzw. verlötbare Werkstoffe.
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Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der
für Kühlschränke oder Kühltruhen bestimmte Plattenverdampfer 1 aus zwei aus Aluminium
oder einer Aluminiumlegierung bestehenden Blechen, welche in bekannter Weise miteinander
preßverschweißt oder verlötet sind. Mindestens eines der Bleche ist mit sickenartigen
Ausprägungen 2 versehen, welche nach der Verschweißung bzw. Verlötung der Bleche
die Kammern bzw. Kanäle des Plattenverdampfers bilden. Die Herstellung der Ausprägungen
2 kann hierbei vor dem Verschweißen bzw. Verlöten der Aluminiumbleche erfolgen.
Es ist jedoch auch möglich, die Auswölbung der die Kammern bzw. Kanäle des Verdampfers
bildenden Blechabschnitte gleichzeitig mit der Verschweißung der Bleche bzw. gegebenenfalls
nach der Verschweißung vorzunehmen. In der Regel besitzen die Kammern und Kanäle
2 eine andere, insbesondere stärker verzweigte und vielgestaltigere Ausbildung,
als sie der stark vereinfachten Darstellung in F i g. 1 zu entnehmen ist. Selbstverständlich
können im Gegensatz zu dem dargestellten Ausführungsbeispiel auch beide Bleche mit
die Kammern bzw. Kanäle des Verdampfers bildenden Auswölbungen bzw. Ausprägungen
versehen sein, wobei der Plattenverdampfer auch aus mehr als zwei Blechen bestehen
kann. Zwischen den durch die Ausprägungen bzw. Auswölbungen gebildeten Kammern und
Kanälen sind die den Verdampfer bildenden Aluminiumbleche flächig sowie kältemitteldicht
miteinander verschweißt oder verlötet.
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Wie aus F i g. 1 ersichtlich, besitzt der Plattenverdampfer an seiner
Außenseite nur eine rohrförmige Anschlußöffnung 3, durch die sowohl die zu dem nicht
dargestellten Verdichter führende Saugleitung 4
für das dampfförmige Kältemittel
als auch die Förderleitung 5 für die Förderung des flüssigen Kältemittels in den
Verdampfer 1 eintreten. Die rohrartige Anschlußöffnung 3 des Verdampfers 1 ist in
ihrer verdampferseitigen Verlängerung als Absaugekanal 3 a für das dampfförmige
Kältemittel ausgebildet, der sich bei 6 etwa auf den Außenquerschnitt der als Kupferkapillarrohr
ausgebildeten Flüssigkeitsförderleitung 5 verengt und sich dann wieder zu dem Verdampferkanal7,
in den die Flüssigkeitsförderleitung 5 einmündet, erweitert. In den Fällen, in denen
die Herstellung der Plattenverdampfer in der Weise erfolgt, daß zuvor mit Ausprägungen
versehene Aluminiumbleche miteinander verlötet werden, läßt sich der verengte Kanalabschnitt
6 ohne weiteres mit solcher Genauigkeit herstellen, daß dieser das Kupferkapillarrohr
5 unter Belassung eines sehr geringen Spaltes umschließt, wobei ferner zur Erzielung
einer absoluten Dichtigkeit an dieser Stelle zusätzlidh Kleb-oder Dichtmittel eingebracht
werden können.
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Die Saugleitung 4 besteht bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten
Verdampfer lediglich aus zwei Teilen, nämlich aus dem Verdampfersaugrohr 8 und dem
Verdichteranschlußrohr 9. Das Verdampfer-
Saugrohr 8 besteht in
allen Fällen aus demselben Werkstoff wie der Verdampfer, d. h. aus Aluminium oder
aber einer geeigneten Aluminiumlegierung. Das Verdichteranschlußrohr ist bei den
in den F i g. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispielen aus Kupfer oder einer
geeigneten Kupferlegierung hergestellt, während bei den in den F i g. 6 bis 8 dargestellten
Ausführungsbeispielen das Verdichteranschlußrohr 9 aus weichem unlegiertem Stahl
oder aber einem mit Aluminium nicht oder nur schlecht verschweiß- bzw. verlötbaren
anderen Werkstoff bestehen soll.
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Wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich, ist das Verdampfersaugrohr
8 in geringem Abstand von seiner verdampferseitigen Stirnseite 8 a mit einer wulstartigen
Aufweitung 8 b versehen, durch die in diesem Bereich der Außenquerschnitt des Verdampfersaugrohres
8 bis etwa auf den Außenquerschnitt der rohrartigen Anschlußöffnung 3 des Verdampfers
1 vergrößert wird. Der zwischen der wulstartigen Aufweitung 8 b und der Stirnseite
8 a des Verdampfersaugrohres 8 anliegende Endabschnitt 8 c greift in die rohrartige
Anschlußöffnung 3 ein, wobei die Querschnittsabmessungen der Anschlußöffnung3 und
des Saugleitungsendes 8 c so gewählt sind, daß beide im Haft- oder Preßsitz ineinandergreifen.
Die Stirnseite der rohrartigen Anschlußstelle 3 und die wulstartige Aufweitung 8
b bilden eine im Querschnitt etwa keilförmige Ringnut, die bei dem in den F i g.
1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel unter Bildung einer ringförmigen Kehlnaht
10 zugeschweißt ist.
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Bei dem in den F i g. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist
das aus Aluminium bestehende Verdampfersaugrohr 8 an seinem verdichterseitigen Ende
mit dem aus Kupfer bestehenden Verdichteranschlußrohr 9 durch eine elektrische Abbrennstumpfschweißung
kältemitteldicht verschweißt. Die Schweißverbindung ist hierbei - wie F i g. 3 erkennen
läßt - so ausgebildet, daß nach dem Schweißen und Stauchen der Endabschnitte des
Kupferrohres 9 durch das beim Abbrennschweißen aufgeweitete Ende 8 d des Aluminiumrohres
8 mantelförmig umschlossen ist. Die Wandstärke des Kupferrohres 9 ist praktisch
auf seiner gesamten Länge kleiner als die des aus Aluminium bestehenden Verdampfersaugrohres
8 bemessen und beläuft sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf 0,9 mm,
während das Aluminiumrohr eine Wandstärke von 1,25 mm aufweist. Um eine ausreichend
große Schweißfläche zwischen Aluminium- und Kupferrohr zu gewährleisten, ist das
aus Kupfer bestehende Verdichteranschlußrohr 9 an seinem verdampferseitigen Ende
auf seiner Innenseite mit einer angestauchten Wandstärkenverdickung 9 a versehen,
so daß es an seiner Stirnseite die gleiche Querschnittsfläche aufweist wie das vor
Beginn des Schweißens stumpf hiergegen stoßende Stirnende des Aluminiumrohres
B.
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Das Verdichteranschlußrohr 9 besitzt in einem je nach den gestellten
Anforderungen kleineren oder größeren Abstand von seinem verdampferseitigen Ende
eine konische Verjüngung 9 b, durch die sowohl der Innen- als auch der Außenquerschnitt
des Verdichteranschlußrohres 9 um ein wesentliches Maß reduziert wird. Während der
lichte Querschnitt des Verdichteranschlußrohres 9 im Bereich seines verdampferseitigen
Endabschnittes 9 c etwa dem des Verdampfersaugrohres 8 entspricht, ist dieser auf
der dem Verdichter zugekehrten Seite der Verjüngung 9 b etwa um den vollen Querschnitt
der Flüssigkeitsförderleitung 5 kleiner.
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Das Verdichteranschlußrohr ist im Bereich der Verjüngung
9 b mit einer Durchtrittsöffnung 11 für die aus Kupfer bestehende
Flüssigkeitsförderleitung 5 versehen, durch die diese in das Innere der Saugleitung
4 eintritt. Die F i g. 1 und 4 lassen erkennen, daß die Flüssigkeitsförderleitung
5 mit der Durchtrittsöffnung 11 verlötet ist, was zweckmäßig unter Anwendung eines
flußmittelfreien Lötverfahrens geschieht, um Verunreinigungen des Verdichteranschlußrohres
durch das Flußmittel zu verhindern.
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Bei dem in den F i g. 1 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt
das Verdichteranschlußrohr9 an seinem verdichterseitigen Ende 9 e eine gegenüber
dem übrigen Längenbereich verringerte Wandstärke sowie einen verringerten Außendurchmesser,
was sich beispielsweise dadurch herstellen läßt, daß dieses Ende des Verdichteranschlußrohres
9 über einen Dorn kaltgehämmert wird. Bei den in den F i g. 6 bis 8 dargestellten
Ausführungsbeispielen besteht das Verdichteranschlußrohr 9 im Gegensatz zu der Darstellung
in den F i g. 1 bis 5 auf einem weichen unlegierten Stahl oder aber aus einem Werkstoff,
der sich mit Aluminium nicht oder nur schlecht verschweißen oder verlöten läßt.
Die F i g. 6 bis 8 zeigen hierbei Möglichkeiten, wie sich ohne Verschweißung oder
Verlötung eine kältemitteldichte sowie ausreichend feste Verbindung zwischen einem
aus Aluminium bestehenden Verdampfersaugrohr 8 und einem aus einem anderen Werkstoff,
vorzugsweise aus Stahl, bestehenden Verdichteranschlußrohr9 herstellen läßt.
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Bei dem in F i g. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das verdampferseitige
Ende des Verdichteranschlußrohres 9 außenseitig konisch abgedreht und mit im Querschnitt
etwa rechteckigen nut- bzw. rillenförmigen Eindrehungen 12 versehen, die in geringem
Abstand nebeneinander vorgesehen sind. Es handelt sich hierbei somit um kein Gewinde,
sondern um nicht miteinander in Verbindung stehende kreisförmige Rillen. Das verdichterseitige
Ende des aus Aluminium bestehenden Verdampfersaugrohres wird zunächst durch einen
Dorn so weit aufgeweitet, daß es sich über den mit den Rillen versehenen Längenabschnitt
des Verdichteranschlußrohres schieben läßt. Im Anschluß hieran werden die ineinandergesteckten
Endabschnitte der Rohre 8 und 9 durch eine Ziehmatrize hindurchgezogen, wodurch
das aufgeweitete Ende des Aluminiumrohres gegen den in dieses eingreifenden Endabschnitt
des Stahlrohres kalt verformt wird, derart, daß es formschlüssig in die rillenförmigen
Ausnehmungen des Stahlrohres eingreift und sich eine Verbindung ergibt, die sowohl
eine ausreichende Kältemitteldichtigkeit aufweist als auch eine befriedigend große
mechanische Festigkeit.
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Bei den in F i g. 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispielen greift
im Gegensatz zu F i g. 6 das aus Aluminium bestehende Verdampfersaugrohr 8 mit seinem
verdichterseitigen Endabschnitt in das Ende des aus Stahl bestehenden Verdichteranschlußrohres
9 ein. Das Verdichteranschlußrohr 9 ist in F i g. 7 an seinem verdampferseitigen
Ende innenseitig mit einer rillenförmigen Profilierung 13 von spitzwinkligem Querschnitt
versehen, die jedoch ebenso wie bei der Ausführungsform nach F i g. 6 aus parallel
nebeneinander angeordneten und untereinander nicht in Verbindung stehenden Rillen
besteht.
Nach dem Ineinanderstecken der Endabschnitte der Rohre
8 und 9 wird in den überlappungsbereich der beiden Rohre innenseitig
ein Dorn eingeführt, worauf anschließend das Stahlrohr zumindest im Bereich der
Verbindungsstelle einer oder mehreren Kaltziehoperationen unterworfen wird, durch
die das weichere Aluminium in die rillenförmige Profilierung des Stahlrohres hineingepreßt
und eine formschlüssige sowie zuverlässig dichte Verbindung zwischen den beiden
Rohren herbeigeführt wird.
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Während bei der in F i g. 7 dargestellten Ausführungsform das aus
Stahl bestehende Verdichteranschlußrohr 9 auf der dem Verdampfer zugekehrten
Seite der in der Zeichnung nicht dargestellten Verjüngung 9 b, die entsprechend
der Ausführungsform nach F i g. 1 bis 5 ausgebildet ist, gleiche Querschnittsabmessungen
besitzt und das Stahlrohr in diesem gesamten Bereich in seinem Außenquerschnitt
reduziert wird, besitzt bei dem in F i g. 8 dargestellten Ausführungsbeispiel das
aus Stahl bestehende Verdichteranschlußrohr 9 an seinem verdampferseitigen
Ende eine Aufweitung 14, in die das verdichterseitige Ende des Verdampfersaugrohres
8 eingesteckt wird. Die Aufweitung 14 ist innenseitig wiederum mit einer
rillenförmigen oder kerbartigen Profilierung 13 versehen. Die formschlüssige und
kältemitteldichte Verbindung zwischen Aluminium- und Stahlrohr wird bei dieser Ausführungsform
in der Weise hergestellt, daß unter innenseitiger Abstützung des Aluminiumrohres
8 im Bereich der Verbindungsstelle durch einen Dorn der aufgeweitete Endabschnitt
14 des Stahlrohres 9 durch ein bekanntes Kaltverformungsverfahren,
beispielsweise durch Ziehen, Walzen oder Hämmern, in seinem Durchmesser um etwa
10 bis 20 % reduziert wird.
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An Stelle der in den F i g. 6 bis 8 dargestellten rillenförmigen Profilierung
kann selbstverständlich auch eine anders ausgebildete kerbartige oder labyrinthförmige
Profilierung verwendet werden, wobei es sich ferner empfiehlt, zwischen den durch
Kaltverformung gegeneinandergepreßten bzw. gegeneinandergewalzten Rohroberflächen
eine Dichtungsmasse, wie z. B. ein aushärtbares Kunstharz, einen Metallkleber, Gummi,
Weichblei od. dgl., einzubringen, bevor die Kaltverformung erfolgt.