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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Sammler eines Wärmetauschers.
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Unter
dem Begriff Sammler soll allgemein nicht nur ein Zwischensammler
oder ausgangsseitiger Sammler verstanden werden, sondern auch ein eingangsseitiger
Verteiler.
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Derartige
mehrteilige Sammler sind vielfach bekannt. Bisher hat man dabei
im allgemeinen einen Deckel, einen Rohrboden oder auch eine Facheinteilung
aus Blech oder plattenförmigem
Material gefertigt, wobei Deckel beispielsweise aus Blech tiefgezogen
wurden. Für
Spezialkonstruktionen hat man bisher auch schon Spritzgußteile verwendet.
So wurde bei einem Verdampfer, der insbesondere auch für Kraftfahrzeugklimaanlagen
eingesetzt werden soll, für
einen Verteiler eine Sandwichkonstruktion aus Spritzgußplatten
eingesetzt, in denen die bei dem Verteiler erforderlichen Kammern
durch entsprechende Nutausbildungen gewonnen wurden.
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Nachfolgend
wird bei der Erfindungsbeschreibung statt des Begriffs Spritzguss
der Begriff Druckguss verwendet, wobei jedoch im Rahmen der Erfindung
die Begriffe Druckguss und Spritzguss als synonym betrachtet werden.
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Der
Erfindung liegt die allgemeine Zielsetzung zugrunde, die Möglichkeiten
der Druckgussherstellung für
Sammler bei Wärmetauschern
für Kraftfahrzeuge
noch weitergehend nutzbar zu machen, als dies bisher in Betracht
gezogen wurde.
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Dabei
werden im Rahmen der Erfindung folgende drei Aspekte besonders vorteilhaft
nutzbar gemacht:
Erster Aspekt: Die Druckgusserstellung beschränkt sich
nicht nur auf eine Plattenbauweise, sondern kann auch für die Herstellung
wannenartiger Körper mit
Boden und umlaufender Seitenwand eingesetzt werden. Eine derartige
umlaufende Seitenwand ist bei der bekannten Plattenbauweise von
vornherein nicht vorhanden.
Zweiter Aspekt: Die Druckgusstechnik
ermöglicht
es auch, filigrane Flachsteggitter herzustellen, welche bisher in
komplizierter Montagebauweise aus zugeschnittenen Blechstreifen
zusammengesetzt wurden (vgl.
DE 195 15 526 C1 ,
11).
Dritter
Aspekt: Bei Verdampfern, bei denen der Sammler als eingangsseitiger
Verteiler dient, ist es sogar möglich,
gesonderte Zuleitungen zu verschiedenen für eine gleichmäßige Verteilung
vorgesehene Eintrittskammern in weiterführende Kanäle mitsamt den Anschlußöffnungen
zwischen den Zuleistungen und der jeweils zugeordneten Eintrittskammer
in Druckgusstechnik innerhalb der betreffenden Kammerunterteilung
zu gestalten, wobei bei integraler Fertigung der Kammerunterteilung
mit dem Deckel des Verdampfers oberhalb der Zuleitungen eine gesonderte
Abdeckung im Deckel beliebiger Bauart vorzusehen ist. Dies schafft
insbesondere die bisher nicht gegebene Möglichkeit, innerhalb eines
Querschnitts längs
des Verteilers einen Bereich für
die Anordnung der Zuleitungen nutzbar zu machen, der nicht mehr
durch den Flächenbedarf
der eingangsseitigen Eintrittskammer beschränkt ist.
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Die
Erfindung stellt den oben genannten zweiten Aspekt in den Vordergrund
und bezieht die verbleibenden beiden weiteren Aspekte als Weiterbildungsmöglichkeiten
der Erfindung ein.
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Es
ist an sich bereits bekannt, in einem Anschlußkasten eines Verteiler welcher
der Bauweise nach möglicherweise
auch aus Spritzguss gefertigt werden kann, einen als Einschub vorgesehenen
Körper
zu integrie ren, der seinerseits spanabhebend oder auch als Spritzgussteil
gefertigt sein kann und verschiedene Zuleitungen zu einzelnen Eintrittskammern
in sich vereint. Dies bedeutet aber nicht eine integrale Fertigung
von derartigen Zuleitungen mit einer Fachunterteilung in Spritzguß oder Druckguss.
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Aus
der
DE 36 05 825 C1 ist
es ferner an sich bekannt, Kammerunterteilungen als Druckgussteil auszubilden.
Eine hartlötbare
Aluminiumlegierung herzustellen, ist für sich aus der
DE 696 07 250 T2 bekannt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Möglichkeiten der Druckgusstechnik
bei der Herstellung der Kammerunterteilung eines Sammlers noch weitgehend
nutzbar zu machen. Diese Aufgabe wird durch einen Sammler mit den
Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
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Dabei
wird mit der Zapfenausbildung am Druckgussteil eine stabile mechanische
Verbindung zwischen der Kammerunterteilung einerseits und mit dem
Rohrboden und/oder dem Deckel des Sammlers geschaffen.
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Insbesondere
kann man vor dem Verlöten des
Sammlers eine in sich zusammenhängende
Vormontage von Rohrboden und Deckel des Sammlers so vornehmen, daß dadurch
die Lötspalte
minimal bleiben und dementsprechend auch die Sicherheit gegen Undichtigkeit
beim Verlöten
maximal ist.
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Soweit
bisher in dem erläuterten
Ausmaß Spritzguss
schon verwendet wurde, um einen Sammler zusammenzusetzen, hat man
dabei als Verbindungsmittel vor allem Klebstoff in Betracht gezogen.
Die Erfindung sieht aber, wie erläutert, demgegenüber Druckgussteile
vor, die in vielen Aspekten in ihrer Formgebung der vorgeformter
Blechteile entsprechen. Auch zieht die Erfindung weiter in Betracht,
Druckgussteile mit Blechteilen zu kombinieren. Geformte Blechteile
hat man jedoch im vorliegenden Zusammenhang in der Regel durch Hartlot verlötet. Diese
konventionelle Verbindungsart durch Löten, insbesondere durch Hartlöten, kann
dann auch unter ganzer oder teilweiser Einbeziehung von Druckgussteilen übernommen
werden, wenn für
das betreffende Druckgußteil
als Material eine lötbare
Legierung verwendet wird. Bei Kombination mit mindestens einseitig
lotplattierten Blechteilen kann man dann sogar von einer entsprechenden
Lotbeschichtung des betreffenden Durckgussteils ganz absehen.
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Beispielsweise
im Anwendungsfall als Verdampfer, bei dem der Sammler als Verteiler
dient, in dem über
die Länge
des Verteilers eine Mehrzahl von Eintrittskammern verteilt ist,
reicht es meist aus, wenn diese Eintrittskammern nur im großen und
ganzen voneinander abgetrennt sind, ohne dass ein Querleckfluß vollständig ausgeschlossen
zu sein braucht. Dann kann man für
die Bildung der betreffenden Kammerwände problemlos sogar lunkerbehaftetes
Druckgußmaterial
verwenden.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an
mehreren Ausführungsbeispielen
noch näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Außenansicht
eines als Verdampfer ausgebildeten vierflutigen Flachrohrwärmetauschers;
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2 eine
mögliche
Querschnittsausbildung des Flachrohrwärmetauschers gemäß 1 mit
einer ersten Variante der Ausbildung des Sammlers;
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3 einen
Querschnitt entsprechend 2, jedoch mit einer zweiten
Variante der Ausbildung des Sammlers;
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4 eine
mögliche
aus Druckguss gefertigte Fachunterteilung des Sammlers gemäß 3,
die zwischen dessen Rohrboden und dessen Deckel einsetzbar ist;
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5 eine
Draufsicht auf den Rohrboden eines Sammlers gemäß 3 bei abgenommenem Deckel,
jedoch aufgesetzter Fachunterteilung gemäß 4;
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6a bis 6d Detailquerschnitte
von vier Varianten je einer Verbindungsstelle der Fachunterteilung
gemäß 4 mit
dem Rohrboden oder dem Deckel des Verdampfers nach 3;
und
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7 einen
Schnitt längs
eines aus Druckguss gefertigten Deckels eines zulaufseitigen Sammlers.
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Der
in den Figuren dargestellte Flachrohrwärmetau- scher ist in allen
dargestellten Ausführungsbeispielen
vier flutig ausgebildet und als Verdampfer eines Kältemittelkreislaufs
gestaltet.
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Das
schließt
nicht aus, die dargestellten Merkmale sinngemäß auch auf Wärmetauscher
mit einer abweichenden Anzahl von Fluten zu übertragen, gegebenenfalls auch
auf solche Wärmetauscher,
die nicht mit Flachrohren ausgebildet sind und nicht als Verdampfer
dienen.
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Der
Flachrohrwärmetauscher
hat folgenden allgemeinen Aufbau:
Eine größere Anzahl von typischerweise
zwanzig bis dreißig
Flachrohren 2 wird mit konstanten gegenseitigen Abständen und
miteinander fluchtenden Stirnseiten 4 angeordnet. Zwischen
den Flachseiten 6 der Flachrohre wird jeweils eine Zickzacklamelle 8 sandwichartig
eingeschachtelt. Ebenso wird je eine Zickzacklamelle 8 auch
noch an den beiden Außenflächen 4 der
außenliegenden
Flachrohre angeordnet. Jedes Flachrohr weist innere Versteifungsstege 10 auf,
die im Flachrohr als durchgehende Kanäle wirkende Kammern 12 abteilen.
Je nach Bautiefe ist eine Anzahl der Kammern 12 von zehn
bis dreißig
typisch.
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Die
angegebenen typischen Bereiche der Anzahl der Flachrohre und deren
Kammern sind dabei nur vorzugsweise und nicht beschränkend gedacht.
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In
einer Kraftfahrzeugklimaanlage wird im fertigen Zustand die Blockanordnung
aus den Flachrohren 2 sowie den Zickzacklamellen 8 durch
Außenluft
in Richtung des in 1 ersichtlichen Pfeiles in Bautiefenrichtung
als äußeres Wärmetauschmedium durchströmt.
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Als
inneres Wärmetauschmedium
dient bei dem Verdampfer ein Kältemittel
wie insbesondere Fluorkohlenwasserstoff, der in den Wärmetauscher über eine
Zuleitung 14 eintritt und über eine Ausgangsleitung 16 aus
dem Wärmetauscher
wieder austritt. Die Zuleitung kommt im Kältemittelkreislauf von dessen
Verflüssiger.
Die Ausgangsleitung 16 führt zum Verdichter des Kältemittelkreislaufs.
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Bei
geradzahliger Anzahl von Fluten im Wärmetauscher erfolgt die eingangsseitige
Verteilung des Kältemittels
von der Zuleitung 14 her auf die einzelnen Flachrohre durch
einen sogenannten Verteiler. Ausgangsseitig wird das Kältemittel
gesammelt der Ausgangsleitung 16 zugeführt. Wenn man auch die Verteilung
und die Sammlung gesonderten Kästen
zuweisen kann, sind bei allen Ausführungsbeispielen beide Funktionen
in einem gemeinsamen Sammler 18 vereint.
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Dieser
Sammler 18 ist dann an einer Stirnseite 4 der
Flachrohre 2 angeordnet, während an der anderen Stirnseite 4 der
Flachrohre 2 lediglich jeweils zwischen den Fluten eine
Strömungsumkehr
erfolgt, hier beispielsweise durch die in 1 bildlich
dargestellten Einzelnäpfe 20 oder
gemäß der bildlichen Darstellung
in 2 unter Integration der Umlenkfunktionen solcher
Einzelnäpfe
in einem gemeinsamen Umlenksammler 22. Auch die Einzelnäpfe 20 gemäß 1 können bedarfsweise
zu einer Baueinheit durch nicht dargestellte Verbindungsteile integriert
sein.
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Bei
dem Grenzfall eines einflutigen Wärmetauschers würden Näpfe 20 oder
der Umlenksammler 22 durch einen nicht dargestellten Ausgangssammler
ersetzt sein.
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Die
Mehrflutigkeit bedeutet mindestens eine Strömungsumkehr im Bereich der
von den Kammern 12 gebildeten einzelnen Kanäle in jedem
Flachrohr 2. Bei Zweiflutigkeit braucht dann der Napf 20 bzw.
der Umlenksammler 22 keine weitere Zwischenkammerunterteilung,
sondern es muss lediglich die einmalige Umlenkfunktion gewährleistet
sein. Im Falle mehrflutiger Umlenkung bedarf es jeweils mindestens
der im Falle der Vierflutigkeit in 2 dargestellten
Zwischenwand 24, so daß in
diesem Falle der Vierflutigkeit eine doppelte einfache Umlenkung
im jeweiligen Napf 20 bzw. in dem jeweiligen Umlenksammler 22 erfolgt.
Bei einer noch höheren
Flutenanzahl muss gegebenenfalls dann die Anzahl der Zwischenwände 24 erhöht werden.
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Der
Sammler 18 ist grundsätzlich
aus einem Rohrboden 26 und einem Deckel 28 zusammengesetzt,
wobei gegebenenfalls weitere Teile zum Aufbau des Sammlers 18 vorgesehen
sein können,
die wenigstens zum Teil nachfolgend noch angegeben sind.
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Die
den Näpfen 20 bzw.
den Umlenksammlern 22 abgewandten freien Enden der Flachrohre 2 greifen
mit dem Innenraum des Sammlers 18 kommunizierend dicht
in den Rohrboden 26 ein, der dementsprechend mit Eingriffsschlitzen
sowie gegebenenfalls inneren und/oder äußeren Eingriffsstutzen versehen
ist.
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Da
in dem Sammler 18 die Eingangsfunktion und die Ausgangsfunktion
des Kältemittels
vereint sind, benötigt
der Sammler 18 mindestens eine zweikammerige Ausbildung,
welche eine Eingangsseite von der Ausgangsseite abtrennt. Für diesen
Zweck hat die allgemein mit 30 bezeichnete Kammerunterteilung
mindestens einen Flachsteg in Gestalt eines Längssteges 32, welcher
den mit der Zuleitung 14 kommunizierenden Eingangsbereich
im Sammler 18 von einer längs des Sammlers 18 durchgehenden Austrittskammer 34 abtrennt,
die mit der Ausgangsleitung 16 kommuniziert.
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Bei
dem Verdampfer bedarf es ferner einer möglichst gleichmäßigen Zuführung des
eingangsseitigen Kältemittels
zu allen Flachrohren 2. Im Grenzfall kann man jedem einzelnen
Flachrohr 2 über
einen sogenannten Verteiler das zugeführte Kältemittel gesondert zuführen. Meist
erfolgt jedoch die Zuführung
zu benachbarten Gruppen von Flachrohren, bei denen mindestens einige
Gruppen eine höhere
Flachrohranzahl als eins haben, wobei auch die Zahl der Flachrohre
pro Gruppe wechseln kann. Im Ausführungsbeispiel gemäß 5 ist
eine gleiche Anzahl von zwei Flachrohren pro Gruppe vorgesehen bei
einer Gesamtzahl von zehn Flachrohren. Jeder Gruppe von Flachrohren
wird dabei eine Eintrittskammer 36 zugeordnet, welche unmittelbar
mit der betreffenden Gruppe der Flachrohre kommuniziert. Die Eintrittskammern 36 werden
in der Kammerunterteilung 30 durch als Flachstege ausgebildete
Querstege 38 voneinander abgeteilt.
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Bei
einem nicht dargestellten zweiflutigen Verdampfer gehen die Querstege 38 rechtwinklig
jeweils nur von einer Seite des Längssteges 32 ab.
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Bei
dem dargestellten vierflutigen Verdampfer ist außer dem Längssteg 32, der an
die Austrittskammer 34 angrenzt, noch ein zu diesem paralleler weiterer
Längssteg 40 vorgesehen.
Dieser wird von den die Eintrittskammern 36 abteilenden
Querstegen bis in Anschluss an den Längssteg 32 rechtwinklig gekreuzt.
In der Verlängerung
der Querstege 38 zwischen den beiden Längsstegen 32 und 40 wird
zwischen diesen Längsstegen
jeweils eine zur außenliegenden
jeweiligen Eintrittskammer 36 angrenzende innere Umlenkkammer 42 zur
Umlenkung der zweiten Flut in die dritte Flut innerhalb des Sammlers 18 abgeteilt.
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Bei
höheren
Zahlen der Fluten, die durch den Sammler 18 mit Umlenkfunktion
geführt
werden, erhöht
sich entsprechend die Anzahl der Längsstege mit der Funktion des
Längssteges 40 sowie
die Anzahl der inneren Umlenkkammern 42, die dann in Querrichtung
des Sammlers jeweils innenliegend auch noch nebeneinander zwischen
den Eintrittskammern 36 sowie der Austrittskammer 34 eingeschachtelt
sind.
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Die
Zuleitung 14 kommuniziert mit den einzelnen Eintrittskammern 36 jeweils über eine
im Sammler 18 verlaufende eigene Zuleitung 44,
die bei den Ausführungsbeispielen
unterschiedlich gestaltet ist.
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Meist
wird bei dem fertigen Wärmetauscher der
Block aus Flachrohren 2 sowie Zickzacklamellen 8 seitlich
durch je ein an der jeweils äußeren Zickzacklamelle
anliegendes Seitenblech 46 abgeschlossen, so da die Seitenbleche 46 einen äußeren Rahmen
für die
den Wärmetauscherblock
anströmende Außenluft
bilden.
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Die
Flachrohre 2, die Zickzacklamellen 8, der Rohrboden 26 und
der Deckel 28 des Sammlers mitsamt der gegebenenfalls vorgesehenen
Kammerunterteilung 10 sowie die Seitenbleche 46 des
Wärmetauschers
bestehen, zweckmäßig ebenso
wie die Zuleitung 14 und die Ausgangsleitung 16,
aus Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung und werden einschließlich der
dem Wärmetauscher
benachbarten Abschnitte der Leitungsverbindungen zum fertigen Verdampfer
hartgelötet.
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Ohne
dass die Erfindung darauf beschränkt ist,
wird in der Praxis jedenfalls bei Kältemittelverdampfern für Kraftfahrzeugklimaanlagen
gemäß 1 die
Zuleitung 14 und die Aus gangsleitung 16, die über entsprechende
Anschlussstutzen in den Sammler 18 übergehen können, an zwei entsprechende
Anschlussstutzen 48 eines thermostatisch geregelten Blockventils 50 angeschlossen.
Dieses weist an der nicht sichtbaren gegenüberliegenden Seite zwei weitere
zuleitungsseitige und ausgangsseitige Anschlußstutzen auf.
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Im
folgenden werden die verschiedenen Ausführungsbeispiele mehr im Detail
betrachtet:
Bei der Ausführungsform
zunächst
der zusammengehörigen 3 und 4 sind
der Rohrboden 26 und der Deckel 28 aus mit Lot
vorbeschichtetem Blech gebildet. Der freie Rand des Deckels greift
dabei mit mindestens einseitiger Überlappung – in 3 ist eine
zweiseitige Überlappung 52 dargestellt – in den
Rohrboden 26 ein.
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Gemäß 3 sind
die eigenen Zuleitungen 44 der Eintrittskammern 36 in
einem Verteilrohr 54 integriert, welches einen Rohrmantel 56 und
eine innere sternförmige
Unterteilung 58 hat, deren freie Segmente die eigenen Zuleitungen 44 bilden.
Um zu ermöglichen,
daß diese
eigenen Zuleitungen 44 jeweils an derselben Umfangsstelle
des Rohrmantels 56 in die zugehörige Eintrittskammer 36 einmünden, verläuft die
sternförmige
Unterteilung 58 wendel- bzw. schraubenlinienförmig. Die
jeweilige eigene Zuleitung 44 kommuniziert dabei mit der
zugehörigen
Eintrittskammer 36 jeweils über eine im Rohrmantel 56 des
Verteilrohrs 54 angeordnete Austrittsöffnung 60. Bedarfsweise
kann man die jeweiligen Austrittsöffnungen 60 auch für Direkteinspritzungszwecke
in die Eintrittskammer drosselartig auslegen und so dimensionieren,
dass das Druckgefälle
zwischen Verflüssigungs- und Verdampfungsdruck
im Wesentlichen abgebaut wird. In 3 ist eine
Ausrichtung der Austrittsöffnung
auf die Wandung der Eintrittskammer 36 gezeigt; der entsprechende
Winkel kann bedarfsweise gewählt
werden, ohne dass dabei auch eine direkte Ausrichtung auf die Kammern 12 der
Flachrohre 2 ausgeschlossen ist.
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Wie
noch mehr im einzelnen aus 4 zu ersehen
ist, besteht die Kammerunterteilung 30 aus den beiden Längsstegen 32 und 40 sowie
den diese kreuzenden Querstegen 38 auf einem integralen Druckguss-
bzw. Spritzgussteil, wobei im Rahmen der Erfindung die Begriffe
Druckguss und Spritzguss synonym verstanden werden.
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Unter
dem Begriff sich kreuzender Flachstege der Kammerunterteilung 30 soll
dabei auch der Grenzfall nur einseitiger Kreuzung verstanden werden
im Sinne des nur einseitigen rechtwinkligen Anschlusses der Querstege 38 an
den Längssteg 32, was
ja im Falle eines zweiflutigen Wärmetauschers die
ganze Kammerunterteilung 30 ausmacht.
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Zur
Verbindung der Kammerunterteilung 30 sowohl mit dem Deckel 28 als
auch mit dem Rohrboden 26 sind die Verbindungsstellen der
Längsstege 32 und 40 mit
den Flachstegen 38 jeweils mit einer säulenförmigen Verstärkung 62 versehen,
welche an beiden gegenüberliegenden
Seiten der Kammerunterteilung 30 in nach außen sich
konisch verjüngende Zapfen 64 übergehen,
die zu beiden Seiten der Kammerunterteilung miteinander und mit
den säulenförmigen Verstärkungen 62 fluchten.
Diese Zapfen 64 sind integral an dem Druckgussstück der Kammerunterteilung 30 mit
ausgebildet und dienen zur Verbindung sowohl mit dem Rohrboden 26 als
auch mit dem Deckel 28, wobei in 3 eine Verbindungsart veranschaulicht
ist, nämlich
die der nachfolgend noch beschriebenen 6c.
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In 5 ist
noch eine Variante der Ausführungsform
gemäß 4 dargestellt,
wo zusätzlich
zu den beidseitigen Zapfen 64 zwischen diesen beidseitig
noch ergänzenden
Zapfen 66 in gleichmäßiger rasterförmiger Zwischenschaltung
zwischen den Zapfen 64 ausgebildet sind, die gegebenenfalls
auch aus säulenförmigen Verstärkungen 62 der
Flachstege hervorgehen können,
die dann nicht an Kreuzungsstellen der Flachstege ausgebildet sind.
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Wie
aus 5 ferner ersichtlich ist, ist das Raster der Zapfen 64 und 66 so
gewählt,
dass es in das Raster der Anschlußstellen der Flachrohre 2 jeweils
eingeschachtelt ist, so dass es auch mechanisch nicht zu einer ungünstigen
Wechselwirkung der Zapfenverbindungen der Kammerunterteilung 30 mit dem Rohrboden
einerseits und der Flachrohre 2 mit dem Rohrboden andererseits
kommt. Dargestellt ist eine außermittige
Einschachtelung, die jedoch auch mittig vorgesehen sein kann.
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Die 6a bis 6d zeigen
ohne Absicht einer abschließenden
Aufzählung
vier bevorzugte Verbindungsarten der Zapfen mit dem Blech des Rohrbodens 26 und/oder
des Deckels 28.
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Das
Blech braucht in der Variante von 6a nur
napfartig eingeprägt
zu sein, wobei dann in die Einprägung 68 der
betreffende Zapfen 64 oder 66 mit seinem konisch
zulaufenden Ende eingreift und dort hartverlötet wird. Diese Anschlussweise wäre eine Übernahme
der Verbindungsart der Flachstege, und zwar insbesondere der Längsstege 32 und 40,
der Kammerunterteilung 30 mit dem Deckel 28 und/oder
dem Rohrboden 26.
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Vorzugsweise
werden jedoch zur Erhöhung der
Festigkeit bei Beibehaltung der Verbindung der Flachstege mit dem
Rohrboden und dem Deckel gemäß 6a die
Befestigungsarten der Zapfen 32 und 40 mit dem
Rohrboden und Deckel gemäß 6b bis 6d verwendet,
bei denen jeweils ein Zapfendurchgriff durch das Blech des Rohrbodens bzw.
Deckels erfolgt. 6b zeigt dabei eine einfache
Durchführung,
die wiederum hartverlötet
wird. In 6c ist gemäß 1 der durchgeführte Zapfen außen angestaucht,
so dass er eine äußere formschlüssige hinterschneidende
Verriegelung bildet. Bei der Variante gemäß 6d ist
zusätzlich
der bei den anderen Ausführungsformen
mit Ausnahme der konischen Anschrägung gleich dick verlaufende
Zapfen noch so säulenförmig verdickt,
dass auch an der Innenseite des Sammlers 18 eine Hinterschneidung erfolgt,
die in Verbindung mit der Anstauchung im Sinne von 6c eine
vollständige
Umgreifung des Bleches von Rohrboden und Deckel bewirkt. Auch bei
den Ausführungsformen
gemäß den 6b bis 6d ist
die napfartige Ausformung der 6a übernommen,
wobei aber zusätzlich
ein Durchgriffsloch in dieser napfförmigen Ausformung vorhanden ist.
Dies erhöht
die Formstabilität
des Blechaufbaus.
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In 4 ist
ferner zu sehen, dass im Bereich der Eintrittskammern 36 die
Querstege 38 oben jeweils mit einer etwa halbkreisfärmigen Aussparung 70 versehen
sind, in welche das Verteilrohr 54 gemäß 3 eingelegt
ist. Bei seiner Ausbildung aus hartlötbarem Aluminium oder einer
entsprechenden Aluminiumlegierung kann dann die Verlötung des Verteilrohres
in der beschriebenen Weise mit dem ganzen Wärmetauscher erfolgen.
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Die
Variante gemäß 2 stimmt
mit der Ausführungsform
gemäß den 3 und 4 mit der
Ausnahme überein,
dass auf das Verteilrohr 54 und die auf dieses abgestimmten
Aussparungen 70 verzichtet wird. Stattdessen sind die eigenen
Zuleitungen 44 zu den einzelnen Eintrittskammern 36 zusätzlich auch
noch in Ergänzung
des Druckgussstückes
der Kammerunterteilung 30 in diesem Druckgussstück mit integral
ausgebildet.
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Wie
aus 2 ersichtlich hat hierzu der Sammler 18 in
Erstreckungsrichtung der Flachrohre gesehen zwei Niveaus. Im unteren
Niveau sind alle erwähnten
Eintrittskammern 36 in die Gruppen von Flachrohren angeordnet.
Im oberen Niveau verlaufen zusätzlich
die eigenen Zuleitungen 44 zu den Kammern 36.
Die Ausbildung auch dieses Bereiches in einem integralen Druckgussstück ist leicht
möglich, weil
in dem Druckgussstück
die Eintrittskammern 36 weiterhin zur Längsseite des Sammlers 18 hin
offen sind und die eigenen Zuleitungen 44 auf der den Flachrohren 2 abgewandten
Seite offen sind und gegenüber
den Eintrittskammern 36 lediglich durch eine die beiden
Niveaus voneinander trennende Zwischenwand 72 getrennt
sind, in welcher jeweils die Austrittsöffnungen 60 angeordnet
sind, über
deren Bemessung dasselbe gilt, wie bezüglich des Verteilrohres 54 ausgeführt wurde.
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Es
versteht sich, daß die
eigenen Zuleitungen 44 der Eintrittskammern 36 stromaufwärts gemeinsam
von dem zulaufseitigen Kältemittel
gespeist werden, wie das auch bezüglich des Verteilrohres 54 gilt.
Ebenso sind die eigenen Zuleitungen 44 jeweils an ihrem
Ende abgeschlossen, wie das auch für das freie Ende des Verteilrohres 54 gilt.
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Bei
den bisher beschriebenen Ausführungsformen
der 2 bis 6d ist
mindestens die Kammerunterteilung und gegebe nenfalls die Verteileinrichtung
des zulaufseitigen Kältemittels
auf die einzelnen Eintrittskammern in einem Druckgussteil integriert.
Dieses kann grundsätzlich
in einem aus Blech geformten Rohrboden 26 und Deckel 28 des
Sammlers 18 als gesondertes Teil eingesetzt sein, wobei auch
der Deckel und der Boden zusammen die Umfangsfläche des Sammlers 18 ganz
oder überwiegend
bilden. Der Deckel und/oder der Rohrboden können jedoch auch ihrerseits
jeweils ein integrales Druckgussstück sein. Dieses wird anhand
von 7 beschrieben, bei deren Ausführungsform mindestens der im
folgenden nur betrachtete Deckel 28 selbst aus Druckguss
gefertigt ist. Der Rohrboden kann dabei aus Gründen einfacher Produktion zweckmäßig wie
bei den bisher beschriebenen Ausführungen aus lotbeschichtetem
Blech geformt sein, aber, wie erwähnt, in nicht im einzelnen
beschriebener Weise ebenfalls ein in sich integrales Druckgussstück sein. Die
Ausführungsform
nach 9 soll dabei nicht die anhand
der 1 bis 6b beschriebene Möglichkeit
ausschließen,
die Kammerunterteilung 30 als eigenes Druckgussstück zu fertigen,
das in einem ebenfalls für
sich am Druckguss gefertigten Deckel 28 eingefügt wird
und gegebenenfalls auch auf einen aus Druckguss gefertigten Rohrboden 26 zusammen mit
dem Deckel 28 aufgesetzt wird.
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Dabei
wird es anders als bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen
im Bedarfsfall sogar entbehrlich, die Kammerunterteilung 30 und
die eigenen Zuleitungen 44 zu deren Eintrittskammern 36 in
einem gesonderten Bauteil zu formen. Vielmehr können die Kammerunterteilung
und die Verteileinrichtung mit den einzelnen eigenen Zuleitungen 44 sogar
vollständig
im Aufbau des Deckels integriert sein, und zwar weitestgehend in
dessen integralem Druckgussstück.
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Unbeschadet
dieser Möglichkeit
können
die eigenen Zuleitungen 44 aber auch gemäß 3 in einem
gesonderten Verteilrohr 54 angeordnet sein, das z.B. als
eigenes Bauteil im Sammler eingebaut und z.B. gemäß 4 auf
den halbkreisförmigen Aussparungen 70 der
Kammerunterteilung 30 aufgelegt ist. Dabei können Deckel 28,
Rohrboden 26, Kammerunterteilung 30 und Verteilrohr 54 gesonderte
Bauteile sein.
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Bei
allen Ausführungsformen
der Erfindung, bei denen Druckgussstücke in Betracht gezogen sind,
kommt man ohne Lotbeschichtung dieser Druckgussstücke selbst
aus, wenn man die Anschlussteile ihrerseits lotbeschichtet ausführt, wie etwa
die Zuleitung 14, die Ausgangsleitung 16, den Deckel 28 sowohl
in Ausführung
aus Blech als auch in Ausführung
als Druckgussstück
sowie, wie schon erwähnt,
das lotbeschichtete Blech des Rohrbodens.
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Eine
Ausbildungsart des Deckels 28 als Druckgussteil läßt sich
z.B. auf die Variante gemäß 2 übertragen,
wo die eigenen Zuleitungen 44 nur im Bereich der Eintrittskammern 36 angeordnet
sind und im Deckel bedarfsweise mit integriert sein können. Die
eigenen Zuleitungen 44 können aber im Grenzfall bis
an den an die Austrittskammer 34 angrenzenden Längssteg 32 heranreichen
und dabei bedarfsweise im Druckgussteil des Deckels 28 mit
integriert sein.
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Zuleitung 14 und
Ausgangsleitung 16 sind bei den beschriebenen Ausführungsformen
wie in 1 stirnseitig am Sammler 18 bzw. an dessen
Deckel 28 angeordnet. Ebenso kann man aber auch eine Anordnung
jedenfalls der Ausgangsleitung 16 an der Längsseite
des Sammlers, insbesondere an dessen Mitte, vorsehen.
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7 zeigt
eine Ausführungsform
des Deckels 28, bei der die Strömungsmittelverteilung auf die
einzelnen eigenen Zuleitungen 44 zu den Eintrittskammern 36 in
bevorzugter Weise gestaltet ist.
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Hierbei
ist ein thermostatisch geregeltes Einspritzventil 86 teilweise
in die Gestaltung des Deckels 28 als Druckgußteil mit
einbezogen und nimmt somit mit seinem wesentlichen Bauteil außerhalb
des Verdampfers keinen eigenen Einbauraum mehr ein, wie das noch
bei der Ausgestaltung als Blockventil 50 in 1 der
Fall ist.
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Insbesondere
ist von dem Druckgussteil des Deckels 28 das Gehäuse 88 des
Einspritzventils 86 mit gebildet.
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Die
anderen Bauteile des Einspritzventils sind aus handelsüblichen
Elementen gebildet. Speziell ist in Nachbar schaft der zulaufseitigen
Stirnseite des Sammlers 18 an dessen Längsseite im Druckgussteil eine
Gewindebohrung 90 ausgespart, die in Nachbearbeitung durch
Ausdrehen gewonnen ist und in die unter Umfangsabdichtung durch
eine O-Ringdichtung 92 eine Einstellschraube 94 verschieden
weit einschraubbar ist. Diese Einstellschraube 94 bildet
mit einer an ihrer inneren Stirnseite ausgebildeten Höhlung einen
Aufnahmeraum für die
Ventilfeder 96, die an ihrer innenliegenden Seite von einem
Ventilkäfig 98 gehalten
ist, der an seiner der Ventilfeder abgewandten Stirnseite ein kugelförmiges Ventilelement 100 trägt, welches
mit einem Ventilsitz 102 zusammenwirkt.
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Das
Ventilelement ist von der Ventilfeder 96 in Schließstellung
der vom Ventilsitz umgebenen Ventilöffnung 104 vorgespannt
und steuert den Verbindungsquerschnitt zwischen der Zuleitung 14 und einem
Mischraum 106, welcher den Eintrittsöffnungen eigenen Zuleitungen 44 zu
den Eintrittskammern 36 vorgeordnet ist. Im Druckgußteil ist
auch eine Leitfortsetzung 108 mit ausgebildet, welche in
den Mischraum 106 schräg
hineinragt und eine Verteilfunktion auf die einzelnen Zuleitungen 44 hat.
Eine Prallfunktion wird durch die Drosselfunktion am Einspritzventil
mit übernommen.
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Axial
der Gewindebohrung 90 gegenüber ist in dem Druckgussteil
eine weitere Gewindebohrung 110 zur Aufnahme des Thermokopfes 112 ausgespart,
der mit der Austrittskammer 34 kommuniziert. Hierzu ist
der Thermokopf über
einen abgestuften Ventilstift 114 mit dem kugelförmigen Ventilelement 100 verbunden,
wobei der Ventilstift Spiel gegenüber der inneren Öffnung der
Gewindebohrung 110 hat, so dass die Strömungsverbindung zwischen der
Austrittskammer 34 und dem Thermokopf gewährleistet bleibt.
Je nach der Temperatur des den Thermokopf beaufschlagenden austretenden
Kältemittels
der Austrittskamer 34 wird das Einspritzventil mehr oder weniger
geöffnet,
so dass sich eine Einstellung auf eine konstante, durch die Einschraubtiefe
der Einstellschraube 94 bestimmte Temperatur einstellt.
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Die
Zuleitung 14 und die Ausgangsleitung 16 weisen
einen gemeinsamen Anschlußflansch 116 auf,
der mittels Befesti gungsschrauben 118 in sackförmige Gewindebohrungen 120 an
der Außenseite des
Druckgussstücks
eingreift.