DE60017629T2

DE60017629T2 - Trocknungssammler für Kälteanlagen und Verfahren zum Zusammenbauen eines solchen Sammlers

Info

Publication number: DE60017629T2
Application number: DE60017629T
Authority: DE
Inventors: Paesante Maurizio
Original assignee: TI Group Automotive Systems Ltd
Current assignee: TI Group Automotive Systems Ltd
Priority date: 1999-04-20
Filing date: 2000-03-01
Publication date: 2005-12-22
Anticipated expiration: 2020-03-02
Also published as: DE60017629D1; EP1046872A2; EP1046872A3; US6442965B1; ATE288059T1; ITMI990822A1; IT1312193B1; ES2235775T3; EP1046872B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Wasserentzugsammelbehälter für Kühlsysteme und auf ein Verfahren zum Zusammenbauen von Wasserentzugssammelbehältern.
Sammelbehälter für Kühlsysteme und Klimaanlagen, um Wasser vom Kühlmittel zu trennen, sind bekannt. Bekannte Vorrichtungen bewerkstelligen diese Trennung und lassen gleichzeitig Schmieröl, das im Gemisch vorhanden ist, weiter zirkulieren.
Der Begriff „Kühlsystem" wird hier verwendet und sollte so verstanden werden, dass er auch Klimaanlagen, Wärmepumpen und andere verwandte Systeme umfasst, die Kühlprinzipien einsetzen.
Bekannte Sammelbehälter bieten einen annehmbaren Betrieb, sind aber komplexe Vorrichtungen, die im Wesentlichen aus einer großen Anzahl von Teilen aufgebaut sind. Dies führt während des Zusammenbaus zu Problemen, im Ergebnis zu hohen Montagekosten und möglicherweise dazu, dass einzelne Bauteile verloren gehen, usw. Bekannte Sammelbehälter haben ein Außengehäuse, in dem die Bauteile untergebracht sind, und das mittels einer Abdeckung geschlossen ist. Man hat herausgefunden, dass eine Tendenz besteht, dass die Außenabdeckung auf unzufriedenstellende Weise angebracht wird, so dass zwischen der Abdeckung und dem Gehäuse kein perfekter Abschluss besteht.
Ein Beispiel eines bekannten Sammelbehälters ist in der EP 0 8205 399 A1 offenbart. Der offenbarte Sammelbehälter umfasst eine Büchse (12), die unter Verwendung eines Tiefziehverfahrens hergestellt wird, was ein offenes Ende (13) ergibt, und eine Scheibe (50) mit einem Einlass- und einem Auslassdurchgang. Die Scheibe wird in das offene Ende der Büchse eingeschoben und mit dieser unter Verwendung eines Schweißprozesses, wie eines MIG-Schweißprozesses verbunden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Wasserentzugsammelbehälter für Kühlsysteme bereitzustellen.
Es ist auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Konstruktion des Wasserentzugsammelbehälters bereitzustellen, die einen relativ einfachen und zuverlässigen Aufbau begünstigt.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Wasserentzugvorrichtung für Kältemittel bereitgestellt, mit: einem Außengehäuse mit Seitenwänden, einer Basis an einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei eine Eingangsöffnung und eine Ausgangsöffnung in der Basis gebildet sind, wobei die Basis im Verhältnis dicker ist als die Seitenwände; einer wasserentziehenden Filtereinrichtung; einem im Wesentlichen U-förmigen Rohr; und einer Diffusionseinrichtung, bei der ein erstes Ende des Rohrs an die Ausgangsöffnung angeschlossen ist; ein zweites Ende des Rohrs offen ist und sich in Nebeneinanderstellung mit der Diffusionseinrichtung befindet; und die Diffusionseinrichtung in einem oberen Abschnitt des Gehäuses angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass: das Außengehäuse ein stranggepresster Körper ist und das zweite Ende des Gehäuses dadurch verschlossen ist, dass das Material des Gehäuses in einem Drehverformungsvorgang deformiert wurde. Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Einbau einer solchen Wasserentzugsvorrichtung bereitgestellt, wie in Anspruch 11 definiert ist.
Die Erfindung wird nun rein beispielhaft mit Bezug auf die begleitenden Figuren beschrieben:
1 zeigt einen Schnitt eines Wasserentzugsammelbehälters für Kühlsysteme, welcher die vorliegende Erfindung verkörpert;
2 zeigt eine Draufsicht des in 1 dargestellten Sammelbehälters;
3 zeigt einen Schnitt durch den um 90 Grad bezüglich des in 1 gezeigten Sammelbehälters gedrehten Sammelbehälter;
4 veranschaulicht den Zusammenbau eines Sammelbehälters von der in 1 gezeigten Art; und
5 ist eine schematische Darstellung eines Systems, das einen Sammelbehälter der in 1 gezeigten Art verwendet.
Ein Wasserentzugsammelbehälter für ein Kühlsystem, welcher die vorliegende Erfindung verkörpert, ist in 1 dargestellt. Der Sammelbehälter hat ein hohles Außengehäuse 12 mit einer zylindrischen Form, das eine Basis 13 aufweist, die im Verhältnis dicker als seine Seitenwände und aus Aluminium hergestellt ist.
Eine Eingangsöffnung 14 und eine Ausgangsöffnung 16 sind in die Basis gebohrt, wodurch ein Zugriff auf den oder aus dem Sammelbehälter geboten wird. Die Öffnungen sind von einer Parallelachse 15 des Gehäuses 12 gleich beabstandet und parallel dazu. In die außenliegenden Enden der Öffnungen 14 und 16 sind Formverbinder 17 bzw. 18 eingebaut, und sie sind so gestaltet, dass sie Eingangs- und Ausgangsrohre aufnehmen, die in den Zeichnungen nicht gezeigt sind. Ein innenliegendes Ende 16 ist an ein U-förmig ausgebildetes Rohr 19 angeschlossen, das sich zu einem Ende 33 des Gehäuses erstreckt, woraufhin das Rohr über den Großteil der Länge des Gehäuses 12 zurück verläuft. Ein Ende des Rohrs 19 ist fest in die Ausgangsöffnung 16 eingesetzt und wird durch Lot oder einen Dehnungsausgleicher darin gehalten.
Bevor das U-förmige Rohr 19 eingebaut wird, wird eine Filtereinheit 20 daran befestigt, die aus einem Paar von Polyesterbeuteln bestehen, die ein Trocknungsmaterial wie synthetische Zeolithkügelchen enthalten. Die bei 22 mit ihren beiden Enden befestigten Beutel 21 sind zwischen den beiden Seiten des U-förmigen Rohrs 19 angeordnet und auf dem unteren Teil des Rohrs 19 aufsitzend angebracht, so dass sie es beinahe einschließen. Im unteren Teil des Rohrs 19 befindet sich in der Mitte des Us eine Öffnung, in welche ein Filter 24 eingerastet ist, der einen Vorsprung 25 aufweist, der durch die beiden Beutel 21 hindurchgeht, wodurch sie innen voreinander verschlossen werden. Der Filter 24 kann einen Kunststoffaufbau haben und ist dazu ausgelegt, Unreinheiten wie Staub oder andere Partikel herauszufiltern, die im Schmieröl, das den Boden des Gehäuses erreicht hat, vorhanden sind.
Am oberen Ende des Gehäuses 12 befindet sich eine Diffusionseinrichtung 26 in Form eines umgekehrten Eimers, der eine Öffnung 27 hat, durch welche das Rohr 19 hindurchgehen kann, das in diesem Beispiel aus Polyamid besteht. Die Diffusionseinrichtung 26 ist so ausgelegt, dass sie eine optimale Verteilung des (Schmieröl enthaltenden) Kühlmittels bereitstellt und es relativ verwirbelt, wenn es durch die Eingangsöffnung 1 eintritt.
In der Diffusionseinrichtung 26 befindet sich eine Steg 28 mit Seitenarmen 29, zwischen welchen das freie Ende 19A des Rohrs 19 endet. Am Punkt des größten Querschnitts hat die Diffusionseinrichtung 26 Mittelrippen 30, die sich radial nach außen bis zur Innenseite des Gehäuses 12 spreizen. Eine Öffnung 32 ist nahe am Ende des Rohrs 19 vorgesehen, das fest in der Ausgangsöffnung 16 sitzt, um überschüssiges Öl abzuziehen.
Das ursprünglich offene Ende des zylindrischen Außengehäuses wird verschlossen, indem dieses Ende mit einem Drehverformungsvorgang beaufschlagt wird. Der Vorgang erfolgt durch eine geeignete Maschine mit einem Rad, welches das Material des zylindrischen Außengehäuses 12 dauerhaft verformt, indem sie es zur Mitte hin presst und ein abgerundetes Ende schafft, das sicher verschlossen und abgedichtet ist. Die Basis 13 des zylindrischen Außengehäuses besitzt, zusätzlich zu den Eingangs- und Ausgangsöffnungen 14, 16 mit Gewinde versehene Öffnungen 34 zum Einbringen von Befestigungsschrauben. Zusätzlich sind zwei weitere kleine Öffnungen 35 vorgesehen, um Zentrierstifte aufzunehmen.
Ein Vorgang zum Zusammenbau und zur Montage des in den 1 bis 3 gezeigten Wasserentzugsammelbehälters ist in 4 gezeigt.
Nachdem die Bauteile, aus denen der Sammelbehälter besteht, vorbereitet wurden, wird die Basis des extrudierten Körpers bei Schritt 41 maschinell bearbeitet, um die Öffnungen 14, 16, 34 und 35 zu erhalten.
Bei Schritt 42 werden alle Innenflächen des Gehäuses 12, einschließlich der Basis 13 entfettet.
Bei Schritt 43, werden die Beutel 21 mit ihren Enden, die an der Position 22 angelötet werden, fest am Rohr 19 angebracht.
Bei Schritt 44 werden die Beutel 21 am Rohr 19 verschlossen, indem der Filter 24 oder sein Vorsprung 25 in die Öffnung 23 eingesetzt wird. Der Vorsprung geht auch durch die beiden Beutel 21 hindurch, wodurch sie voreinander verschlossen werden.
Bei Schritt 45 wird die Diffusionseinrichtung 26 auf das Rohr 19 montiert, was durch das Vorhandensein des Stegs 28 erleichtert wird, wobei sich die Seitenarme 29 an einer Position befinden, an der das freie Ende 19A des Rohrs 19 endet.
Bei Schritt 46 wird die Diffusionseinrichtung 26 in das Gehäuse eingeschoben und wird von den Mittelrippen 30 geführt, die sich radial nach außen spreizen. Die Diffusionseinrichtung 26 wird gegenüber der Basis 13 mittels weiterer Abstandsstücke 31 ausgerichtet, die zu diesem Zweck ausgelegt sind.
Bei Schritt 47 wird das Ende des Rohrs 19 in der Ausgangsöffnung 16 oder in der Basis 13 des Gehäuses 12 mittels einer Dehnungs- oder Lötverbindung befestigt. Sind die Komponenten in das Gehäuse eingesetzt, wird dieses verschlossen.
Bei Schritt 48 wird die geschlossene Baugruppe in der Einspannvorrichtung einer Drehbank oder einer ähnlichen Maschine befestigt, um den Drehverformungsvorgang am Ende des Gehäuses 12 durchzuführen. Dadurch wird ein abgerundetes Ende 33 geschaffen, um einen dichten Verschluss bereitzustellen.
Bei Schritt 49 erfolgt ein letzter Schritt, bei dem eine Luftdichtigkeitsprüfung durchgeführt wird.
Der voll zusammengebaute Wasserentzugsammelbehälter ist gegen außen vollkommen abgedichtet und enthält eine minimale Anzahl von Bauteilen. Dadurch, dass der Drehverformungsvorgang durchgeführt wird, entfallen die Stirnabdeckung und die Bauteile, die zur Anbringung der Stirnabdeckung verwendet werden.
Ein Beispiel für einen Wasserentzugsammelbehälter für ein Kühlsystem ist in 5 dargestellt. Ein Sammelbehälter 11 ist in eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs eingebaut. Das System umfasst auch einen Kompressor 36, einen Kondensator 37, eine Expansionseinheit 38 und eine Verdunster 39. In diesem System wird Kühlflüssigkeit gemischt mit Öl umgewälzt, und der Wasserentzugsammelbehälter befindet sich in einem Niederdruckteil des Systems.

Claims

Wasserentzugsvorrichtung (11) für Kältemittel, mit: einem Außengehäuse (12) mit Seitenwänden, einer Basis (13) an einem ersten Ende und einem zweiten Ende (33), wobei eine Eingangsöffnung (14) und eine Ausgangsöffnung (1G) in der Basis (13) gebildet sind, wobei die Basis im Verhältnis dicker ist als die Seitenwände; einer wasserentziehenden Filtereinrichtung (20); einem im Wesentlichen U-förmigen Rohr (19); und einer Diffusionseinrichtung (26), bei der ein erstes Ende des Rohrs (19) an die Ausgangsöffnung (16) angeschlossen ist; ein zweites Ende des Rohrs (19) offen ist und sich in Nebeneinanderstellung mit der Diffusionseinrichtung (26) befindet; und die Diffusionseinrichtung (26) in einem oberen Abschnitt des Gehäuses (13) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengehäuse ein stranggepresster Körper ist und das zweite Ende (33) des Gehäuses dadurch verschlossen ist, dass das Material des Gehäuses in einem Drehverformungsvorgang deformiert wurde.
Wasserentzugsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Filtereinrichtung (20) Beutel (21) umfasst, die wasserentziehendes Material enthalten.
Wasserentzugsvorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Beutel (21) am unteren Ende des Rohrs (19) befestigt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der das Rohr (19) eine Öffnung (23) hat, in welche ein Filter (24) eingebaut ist, wobei ein Vorsprung (25) durch die wasserentziehenden Beutel (20) hindurchgeht, wodurch sie voreinander verschlossen werden.
Wasserentzugsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Diffusionseinrichtung (26) im Wesentlichen wie ein umgekehrter Eimer ausgebildet ist und eine Öffnung (27) hat, damit das Rohr (19) hindurchgehen kann.
Wasserentzugsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Diffusionseinrichtung (26) einen Steg (28) mit Seitenarmen (29) hat, innerhalb welcher ein freies Ende des Rohrs (19) endet.
Wasserentzugsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Diffusionseinrichtung (26) Mittelrippen (30) hat, die sich nach außen bis zur Innenseite des Gehäuses (12) spreizen.
Wasserentzugsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Eingangsöffnung (14) und die Ausgangsöffnung (16) parallel zu einer Achse (15) des Gehäuses (12) gebohrt sind.
Wasserentzugsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der das erste Ende des Rohrs (19) in der Ausgangsöffnung (16) befestigt ist.
Wasserentzugsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der die äußeren Enden der Eingangsöffnung (14) und Ausgangsöffnung (16) mit Formverbindern (17 und 18) ausgestattet und zur Aufnahme von Einlass- und Auslassrohren ausgelegt sind.
Verfahren zum Einbauen einer Wasserentzugsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, folgende Schritte umfassend: ein hohles Außengehäuse (12) zu erhalten, das einen stranggepressten Körper mit Seitenwänden, eine Basis (13) an einem ersten Ende und ein zweites Ende, wobei die Basis im Verhältnis dicker ist als die Seitenwände, und die Bestandteile eines Sammelgefäßes umfasst; mindestens eine Eingangsöffnung (14) und eine Ausgangsöffnung (16) in der Basis (13) des Gehäuses (12) auszubilden; eine Entfettungsstufe (42) ablaufen zu lassen; Beutel (21) am Rohr (19) anzubringen, indem ihre Enden verlötet werden; einen Filter (24) in einem zentralen Abschnitt des Rohrs (19) anzubringen, welcher die anderen beiden Enden der Beutel (21) verschließt; ein Diffusionselement (26) am Rohr (19) anzubringen; eine aus dem Rohr (19), den Beuteln (21), dem Filter (24) und dem Diffusionselement (26) bestehende Baugruppe in das Außengehäuse (12) einzubauen; diese Baugruppe im Gehäuse zu belassen und den Drehverformungsvorgang (48) am offenen Ende des Gehäuses durchzuführen, um ein gerundetes Ende (33) zu schaffen, das einen dichten Verschluss bildet; und eine Luftdichtigkeitsprüfung (49) durchzuführen.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Anordnung des Diffusionselements (26) über dem Rohr (19) durch das Vorhandensein eines Stegs (28) mit seitlichen Befestigungsarmen (29) bedingt ist.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei dem der Filter (24) in einem zentralen Abschnitt des Rohrs (19) dadurch angebracht wird, dass sein Vorsprung (25) in eine Öffnung (23) in dem durch die Beutel (21) hindurchgehenden Rohr (19) eingesteckt wird.