DE69721101T2

DE69721101T2 - Verflüssiger für Klimaanlagen von Fahrzeugen

Info

Publication number: DE69721101T2
Application number: DE69721101T
Authority: DE
Inventors: Franco Fraulo
Original assignee: Denso Thermal Systems SpA
Current assignee: Denso Thermal Systems SpA
Priority date: 1996-02-26
Filing date: 1997-02-18
Publication date: 2003-11-20
Anticipated expiration: 2017-02-19
Also published as: PL182506B1; ITTO960130A0; ITTO960130A1; US5732768A; PL318582A1; TR199700153A1; DE69721101D1; CN1165097A; IT1285264B1; ES2192627T3; EP0791794B1; BR9700258A; JPH102636A; AR006015A1; EP0791794A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verflüssiger für Klimaanlagen für Fahrzeuge.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Kondensator des sog. mechanisch zusammengesetzten Typs der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 definierten Art.
Kondensatoren für Fahrzeug-Klimaanlagen bilden wegen der harten Betriebsbedingungen, denen sie unterworfen sind, eine ganz besondere Klasse von Wärmetauschern. Der Druck im Innern der Rohre kann Werte in der Größenordnung von 30 bar erreichen, bevor ein Sicherheitssystem einschreitet und das System abschaltet. Die Betriebstemperaturen des Kondensators erreichen Spitzenwerte von 120-140ºC. Diese Arbeitsbedingungen unterscheiden im wesentlichen die baulichen Merkmale eines Kondensators von denen anderer Arten von Wärmetauschern, die es in einem Fahrzeug gibt.
Mit der Lötschweiß-Zusammenbautechnik hergestellte Kondensatoren verwenden Rohre mit einer Vielzahl von Mikrodurchführungen, die durch Scheidewände oder Rippen voneinander getrennt sind, wodurch das Rohr die harten Betriebsbedingungen aushalten kann, ohne einer dauerhaften Deformation oder Beschädigung mit Kühlmittelleckage nach außen zu unterliegen. Zwar weisen Kondensatoren dieser Bauart eine optimale Leistungsfähigkeit unter dem Gesichtspunkt Wärmetauschleistung und optimale strukturelle Festigkeit auf, haben aber den Nachteil sehr hoher Kosten.
Mechanisch zusammengesetzte Kondensatoren sind billiger als lötgeschweißte, weisen aber gemeinhin eine geringere Wärmetauschleistung auf. Dies beruht hauptsächlich darauf, dass bei der mechanischen Zusammenbautechnik Rohre mit kreisförmigem Querschnitt verwendet werden, deren stabile Gestalt es ihnen ermöglicht, den in dem System vorhandenen hohen Druckpegeln standzuhalten. Die Gestalt der Rohre wirkt sich jedoch sehr ungünstig auf die Wärmetauschleistung des Kondensators aus.
Die WO 94/27105 und die EP-A-0 633 435 beschreiben mechanisch zusammengesetzte Kondensatoren mit Rohren mit länglichem Querschnitt der zuvor erwähnten Art.
Rohre dieses Typs verbessern die Leistungsfähigkeit der Kondensatoren bezogen auf die Wärmeaustauscheffizienz beachtlich. Rohre mit länglichem Querschnitt bringen aber unter dem Gesichtspunkt der strukturellen Festigkeit Schwierigkeiten mit sich.
Das oben erwähnte Dokument EP-A-0 633 435 überwindet das Problem der geringeren strukturellen Festigkeit von Rohren mit länglichem Querschnitt im Vergleich zu Rohren mit kreisförmigem Querschnitt mit der Verwendung spezieller Abmessungen der Gesamtanordnung von Rohren und Rippen. Die Struktur des in diesem Dokument beschriebenen Wärmetauschers hat optimale Versuchsergebnisse hervorgebracht und kann den normalen thermischen und mechanischen Belastungen standhalten, die während der Verwendung in einem Fahrzeug auftreten.
Versuche haben jedoch gezeigt, dass es unter dem Gesichtspunkt strukturelle Festigkeit immer noch kritische Stellen gibt, insbesondere wenn der Kondensator Labortests unterzogen wird, die Belastungsbedingungen erzeugen, die weit härter sind als solche, die normalerweise während der Verwendung des Kondensators in einem Fahrzeug auftreten.
Insbesondere haben Labortests das Vorhandensein von Schwachstellen angezeigt, die einbrechen können, insbesondere als Ergebnis von Belastungsprüfungen mit pulsierendem Druck. Ein typischer Versuch dieser Art sieht vor, dass der Kondensator auf eine Temperatur von ca. 100ºC gebracht und die Rohre von innen her mit einem Druck belastet werden, der wechselweise mit einer Frequenz in der Größenordnung von 0,5-3 Hz zwischen 5 und 30 bar verstellbar ist.
Die FR-A-1 602 080 offenbart ein Verfahren zur Herstellung wärmeableitender Rippen für Radiatoren und andere Wärmetauscher, die eine Reihe von Rohren umfassen, die mit in den Rippen vorgesehenen Löchern oder Durchlässen in Zwangseingriff stehen. Zur Verstärkung extrem dünner, länglicher Metallrippen werden deren Längsrandabschnitte umgebogen und gleichmäßig auf den verbleibenden Abschnitt der Rippen geklappt, so dass die Längsseiten der so erhaltenen Rippen eine doppelte Dicke und folglich eine höhere Festigkeit aufweisen. Die Rippen werden danach mit Löchern oder Durchlässen für den Eingriff der Rohre versehen, wobei ein ganz geringfügiger Teil jedes der Löcher oder Durchlässe durch die zusammengeklappten Längsränder der Rippen verläuft.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von Verbesserungen an mechanisch zusammengesetzten Kondensatoren mit Rohren mit länglichem Querschnitt, die deren Einbrechrisiko selbst bei Impulsdruck-Versuchsbedingungen beseitigen oder verringern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch einen Wärmetauscher mit den Merkmalen, die den Gegenstand des Hauptanspruches bilden.
Genauer wurde festgestellt, dass die Endrohre der Reihe während Belastungsversuchen mit pulsierendem Druck die Stellen mit der größten Einbrechwahrscheinlichkeit bilden. Um dieses Problem zu meistern, werden gemäß der vorliegenden Erfindung Rippen mit dickeren Endbereichen verwendet. Die erhöhte Dicke wird durch das Aufeinanderbiegen eines Endabschnitts jeder Rippe erreicht.
Dieses Merkmal erzielt eine größere Rückhaltewirkung an dem Rippenpaket, wobei dieser Effekt im Bereich der äußeren Rohre der Reihe konzentriert ist und so die größere strukturelle Schwäche dieser Rohre ausgleicht.
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Verlauf der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen deutlich werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht eines Kondensators gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Perspektivansicht des Kondensators gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Endbereich einer Rippe; und
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3.
Mit Bezug auf Fig. 1 und 2 ist ein Kondensator für Klimaanlagen von Fahrzeugen mit 10 angedeutet. Der Kondensator 10 umfasst eine Reihe von Rohren 12 mit länglichen Querschnitten, die in diesem speziellen Fall oval sind. Jedes Rohr 12 ist in eine Reihe ausgerichteter Löcher eingesetzt, die durch im wesentlichen flache Rippen 14 geformt sind, die so übereinandergelagert sind, dass sie ein Paket bilden. Die Rohre 12 sind an den Rippen 14 durch die mechanische Aufweitung der Rohre befestigt, nachdem diese mit etwas Spiel durch die ausgerichteten Löcher in den Rippen eingesetzt wurden. Die Enden der Rohre, die von dem Paket von Rippen 14 vorstehen, sind an jeweilige Rohrleitungen 16 und 18 lötgeschweißt.
Experimentelle Strukturfestigkeitstests haben gezeigt, dass die in Fig. 2 mit 12a und 12b angedeuteten Rohre, die an den Enden der Reihe gelegen sind, der Bruchgefahr mehr ausgesetzt sind, insbesondere beim Vorhandensein von pulsierendem Innendruck, der eine Dauerbelastung des Systems bewirkt.
Erfindungsgemäß werden zur Erhöhung der strukturellen Festigkeit der Endrohre 12a und 12b Rippen 14 mit Seitenabschnitten 20, 22 verwendet, die dicker sind als die übrigen Abschnitte der Rippen 14. Die dickeren Abschnitte 20 und 22 können an jeder Rippe 14 oder zumindest an einer wesentlichen Anzahl der Rippen 14 vorgesehen sein.
Wie in Fig. 3 und 4 gezeigt, wird der dickere Abschnitt 20 durch das Aufeinanderbiegen eines Endabschnitts 24 der Rippe 14 erzeugt. Nach dem Umbiegen werden mit einer bekannten Technik Löcher 26 für den Durchlass der Rohre 12 sowie die jeweiligen Hälse 28 in den Rippen 14 geformt.
Die Löcher zur Unterbringung der Endrohre 12a und 12b sind gänzlich in dem dickeren Abschnitt 20 ausgebildet.

Claims

1. Kondensator für Klimaanlagen von Fahrzeugen, der wenigstens eine Reihe von Rohren (12a, 12, 12b) umfasst, die an einem Paket von im wesentlichen flachen, länglichen Rippen (14) durch mechanische Aufweitung der Rohre befestigt sind, nachdem diese mit Spiel in ausgerichtete Löcher (26, 26a) in den Rippen (14) eingesetzt wurden, wobei die Rippen (14) eine Länge, eine Breite und eine Dicke aufweisen,

dadurch gekennzeichnet, dass

Seitenabschnitte (20) von zumindest einer wesentlichen Anzahl der Rippen (14) eine größere Dicke aufweisen als die übrigen Abschnitte der Rippen (14), wobei die größere Dicke der Seitenabschnitte (20) durch Endabschnitte (24) der Rippen (14) gebildet ist, die aufeinandergebogen sind, und dass die Rohre (12a, 12b), die an den Enden der Rohrreihe gelegen sind, durch Löcher (26a) eingesetzt sind, die gänzlich in den Seitenabschnitten (20) der Rippen (14) ausgebildet sind.