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EP1870659A1 - Verschlussanordnung, insbesondere für ein Sammelrohr eines Wärmetauschers - Google Patents

Verschlussanordnung, insbesondere für ein Sammelrohr eines Wärmetauschers Download PDF

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Publication number
EP1870659A1
EP1870659A1 EP06291048A EP06291048A EP1870659A1 EP 1870659 A1 EP1870659 A1 EP 1870659A1 EP 06291048 A EP06291048 A EP 06291048A EP 06291048 A EP06291048 A EP 06291048A EP 1870659 A1 EP1870659 A1 EP 1870659A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cap
collecting tube
closure
closure arrangement
arrangement according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06291048A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michel Herbeth
Christophe Lohmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle Behr France Hambach SAS
Original Assignee
Behr France Hambach SARL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Behr France Hambach SARL filed Critical Behr France Hambach SARL
Priority to EP06291048A priority Critical patent/EP1870659A1/de
Publication of EP1870659A1 publication Critical patent/EP1870659A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0202—Header boxes having their inner space divided by partitions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0243—Header boxes having a circular cross-section
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2220/00—Closure means, e.g. end caps on header boxes or plugs on conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/08—Fastening; Joining by clamping or clipping
    • F28F2275/085—Fastening; Joining by clamping or clipping with snap connection

Definitions

  • the invention relates to a closure arrangement, in particular for a manifold of a heat exchanger, according to the preamble of claim 1.
  • a heat exchanger is preferably used as a capacitor in a motor vehicle.
  • headers in capacitors are usually closed by means of a sealing plug with a retaining ring and inserted in the sealing plug on the outer circumference grooves inserted O-rings.
  • An example of such a configuration is in DE 103 53 160 A1 shown in Fig. 4. However, this can lead to problems during assembly.
  • the closure can also be done with the aid of a welded or soldered disc, but problems occur here in terms of the tightness and in particular on the opening, for example, for maintenance purposes.
  • a closure arrangement in particular for a collecting tube of a heat exchanger, comprising a closure and at least one sealing element, in particular preferably formed by one or more O-rings, which are arranged between the collecting tube and the closure, wherein the closure is formed by a cap which has an edge portion disposed on the outside of the header and a plug-like portion projecting into the interior of the header.
  • a sealing element in particular preferably an O-ring, is pushed onto the plug-like region.
  • the sealing element is preferably arranged in a groove formed in the plug-like region.
  • the groove may in this case preferably have a channel-shaped or trapezoidal profile, which is adapted to the dimensions of the sealing element.
  • the sealing element is preferably arranged in the middle region of the plug-like region with respect to its longitudinal extent.
  • the cap is made of plastic, it is particularly preferably formed as an injection molded part.
  • Such a part can be manufactured relatively inexpensively and with sufficiently high accuracy, especially for large quantities.
  • the cap preferably has at least two spring arms, which engage with a projection of their free ends in a groove or recess in the outer surface of the collecting tube.
  • the spring arms engage behind the groove or corresponding depression, i.
  • the cap is clipped onto the manifold end.
  • it is possible to prevent both unintentional removal and further pushing, so that no relative movements between the cap and the collection tube are possible. This makes sense in particular with regard to the sealing elements.
  • the spring arms preferably do not extend over the entire length of the cap, but it is preferably formed an edge region which extends a distance in the axial direction, and from which extend the spring arms.
  • At least one O-ring is preferably disposed between the cap and the outside of the manifold. This O-ring preferably abuts a step formed on the manifold and the outer surface of the manifold. On the outside, the O-ring bears against the cap, in particular preferably in a groove formed therein.
  • An O-ring may also be arranged on the inside of the collecting tube, wherein it bears against a step formed on the collecting tube and the inner surface.
  • the inner circumference of the O-ring is in this case on the outer surface of the plug-like portion of the cap.
  • At least one sealing element in particular at least one O-ring, is provided both inside and outside.
  • Provision of a further sealing element which bears against the end of the collecting tube and in the groove between the edge region and the plug-like region is likewise possible.
  • the production of the closure assembly according to the invention is preferably carried out in that the collecting tube is first subjected to a machining, in which in particular at least one groove and / or at least one step is formed reducing the wall thickness of the collecting tube, and in a later step, the cap is clipped.
  • a machining in which in particular at least one groove and / or at least one step is formed reducing the wall thickness of the collecting tube, and in a later step, the cap is clipped.
  • An automotive air conditioning system with a condenser 1 serving as a heat exchanger has a substantially conventional structure.
  • the condenser 1 consists of a heat exchanger network with flat tubes and interposed corrugated fins and two manifolds 2, each opening into the ends of the flat tubes.
  • a closure device 3 formed by a cap 4 made of plastic and two the seal serving O-rings 5 is provided, which will be explained in more detail below.
  • the cap 4 has a continuous edge region 41 and two spring arms 42 which extend further downwards in the extension of the edge region 41 and extend over a quarter of the circumference in their width.
  • the spring arms 42 are in the present case with their inner surfaces on the outside of the manifold 2, but may be formed between the spring arms and the outer surface of the manifold also a gap.
  • annular groove 44 is formed on the inner circumferential surface of the cap 4, which serves to receive the outer region of one of the two O-rings 5.
  • annular groove can be provided in the outer surface of the manifold according to the number of spring arms isolated recesses in the outer surface, which are suitable for engagement of the projections of the spring arms.
  • the cap 4 further has a plug-like projection 45, which extends into the opening of the collecting tube 2.
  • This plug-like projection 45 has approximately in the middle of its longitudinal extension on an outer circumferential rinförmige groove 46 which serves to receive the inner portion of the second O-ring 5.
  • the area between the plug-like projection 45 and the edge region 41 is in the present case arranged at a slight distance from the end of the collecting tube 2, but in principle it can also be in contact therewith.
  • An additional sealing element can also be arranged between the end of the collecting tube 2 and this region of the cap 4.
  • the collecting tube 2 has in its upper end region on the outside a circumferential groove 21, in which engage the hook-shaped projections 43 of the spring arms 42 of the cap 4 and secure the same to the collecting tube 2 in the manner of a clip connection.
  • first paragraph 22 Approximately centrally between the groove 21 and the end of the manifold 2, a first reduction of the wall thickness of the manifold 2 is provided, hereinafter referred to as the first paragraph 22. In the region of this first paragraph 22 is located on the outer surface of the collecting tube 2 as well as on the radial surface of the shoulder 22 of the first O-ring 5, whose outer side is received in the groove 44.
  • the end of the manifold 2 is slightly turned off, so that on the inside of a paragraph, hereinafter referred to as second paragraph 23 is formed.
  • second paragraph 23 On the inner surface and the radially extending second shoulder 23 of the second O-ring 5 is located, the inner surface is received in the groove 46 of the plug-like projection 45 of the cap 4.
  • the manifold 2 is formed with a circular cross-section.
  • the collecting pipe 2 is made of a pipe with a circular cross-section, which is deformed in the context of the production.
  • the grooves (top and bottom) and the other Materialabtragonne be made prior to forming the tube, so that their production considerably simplified.
  • the cap which is usually an injection molded plastic part, is easily adapted to the desired cross section.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verschlussanordnung, insbesondere für ein Sammelrohr (2) eines Wärmetauschers (1), aufweisend einen Verschluss und mindestens ein Dichtelement, das zwischen dem Sammelrohr (2) und dem Verschluss angeordnet ist, wobei der Verschluss durch eine Kappe (4) gebildet ist, welche einen Randbereich (41), der auf der Außenseite des Sammelrohrs (2) angeordnet ist, und einen stopfenartigen Bereich (45) aufweist, der in das Innere des Sammelrohrs (2) ragt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Verschlussanordnung, insbesondere für ein Sammelrohr eines Wärmetauschers, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein derartiger Wärmetauscher wird bevorzugt als Kondensator bei einem Kraftfahrzeug verwendet.
  • Die offenen Enden von Sammelrohren bei Kondensatoren werden üblicherweise mit Hilfe eines Verschlussstopfens mit einem Sicherungsring und in im Verschlussstopfen am Außenumfang vorgesehene Nuten eingelegten O-Ringen verschlossen. Ein Beispiel einer derartigen Ausgestaltung ist in der DE 103 53 160 A1 in Fig. 4 dargestellt. Hierbei kann es jedoch bei der Montage zu Problemen kommen.
  • Das Verschließen kann ebenfalls mit Hilfe einer angeschweißten oder angelöteten Scheibe erfolgen, jedoch treten hierbei Probleme in Hinblick auf die Dichtheit und insbesondere an die Öffnungsbarkeit, beispielsweise zu Wartungszwecken, auf.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Verschlussanordnung zur Verfügung zu stellen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Verschlussanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Erfindungsgemäß ist eine Verschlussanordnung, insbesondere für ein Sammelrohr eines Wärmetauschers, vorgesehen, aufweisend einen Verschluss und mindestens ein Dichtelement, insbesondere bevorzugt gebildet durch einen oder mehrere O-Ringe, die zwischen dem Sammelrohr und dem Verschluss angeordnet sind, wobei der Verschluss durch eine Kappe gebildet ist, welche einen Randbereich, der auf der Außenseite des Sammelrohrs angeordnet ist, und einen stopfenartigen Bereich aufweist, der in das Innere des Sammelrohrs ragt. Somit ist das Ende des Sammelrohrs zwischen zwei sich in Längsrichtung des Sammelrohrs erstreckenden Flächen der Kappe aufgenommen, was in Hinblick auf die Abdichtung Vorteile bietet.
  • Bevorzugt ist auf den stopfenartigen Bereich ein Dichtelement, insbesondere bevorzugt ein O-Ring, aufgeschoben. Dabei ist das Dichtelement vorzugsweise in einer in dem stopfenartigen Bereich ausgebildeten Nut angeordnet. Die Nut kann hierbei bevorzugt ein rinnenförmiges oder trapezförmiges Profil aufweisen, welches an die Abmessungen des Dichtelements angepasst ist. Das Dichtelement ist vorzugsweise im mittleren Bereich des stopfenartigen Bereichs bezüglich dessen Längserstreckung angeordnet.
  • Bevorzugt ist die Kappe aus Kunststoff gefertigt, sie ist insbesondere bevorzugt als Spritzgussteil ausgebildet. Ein derartiges Teil lässt sich relativ kostengünstig und mit ausreichend hoher Genauigkeit fertigen, insbesondere bei großen Stückzahlen.
  • Die Kappe weist vorzugsweise mindestens zwei Federarme auf, welche mit einem Vorsprung ihrer freien Enden in eine Nut oder Vertiefung in der Außenfläche des Sammelrohrs eingreifen. Die Federarme hintergreifen hierbei die Nut oder entsprechende Vertiefung, d.h. die Kappe ist auf das Sammelrohrende aufgeclipst. Je nach Ausgestaltung der Vorsprünge und Nuten bzw. Vertiefungen lässt sich sowohl ein ungewolltes Abziehen als auch ein weiteres Aufschieben verhindern, so dass keine Relativbewegungen zwischen Kappe und Sammelrohr möglich sind. Dies ist insbesondere in Hinblick auf die Dichtelemente sinnvoll.
  • Es sind vorzugsweise zwei oder drei Federarme, gleichmäßig über den Umfang der Kappe verteilt vorgesehen.
  • Die Federarme erstrecken sich bevorzugt nicht über die gesamte Länge der Kappe, sondern es ist vorzugsweise ein Randbereich ausgebildet, der sich ein Stück weit in axialer Richtung erstreckt, und von dem sich die Federarme aus erstrecken.
  • Mindestens ein O-Ring ist vorzugsweise zwischen der Kappe und der Außenseite des Sammelrohrs angeordnet. Dieser O-Ring liegt bevorzugt an einer an dem Sammelrohr ausgebildeten Stufe und der Außenfläche des Sammelrohrs an. Außenseitig liegt der O-Ring an der Kappe, insbesondere bevorzugt in einer hierin ausgebildeten Nut an.
  • Ein O-Ring kann auch auf der Innenseite des Sammelrohrs angeordnet sein, wobei er an einer an dem Sammelrohr ausgebildeten Stufe und der Innenfläche anliegt. Der Innenumfang des O-Rings liegt in diesem Fall auf der Außenfläche des stopfenartigen Bereichs der Kappe an.
  • Insbesondere bevorzugt ist sowohl innen als auch außen jeweils mindestens ein Dichtelement, insbesondere mindestens ein O-Ring, vorgesehen. Das Vorsehen eines weiteren Dichtelements, das am Ende des Sammelrohrs und in der Nut zwischen Randbereich und stopfenartigem Bereich anliegt, ist ebenfalls möglich.
  • Die Herstellung der erfindungsgemäßen Verschlussanordnung erfolgt bevorzugt dadurch, dass das Sammelrohr zuerst einer spanabhebenden Bearbeitung unterworfen wird, bei der insbesondere mindestens eine Nut und/oder mindestens eine Stufe unter Verringerung der Wandstärke des Sammelrohrs ausgebildet wird, und in einem späteren Schritt die Kappe aufgeclipst wird. Dies ermöglicht eine relativ einfache spanabhebende Bearbeitung mit einfachen Geometrien, so dass das Sammelrohr kostengünstig herstellbar ist.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1
    einen schematisch dargestellten Schnitt durch einen Teil eines Sammelrohrs von einem Kondensator einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage, und
    Fig. 2
    einen Schnitt entlang Linie II-II in Fig. 1.
  • Eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage mit einem als Wärmetauscher dienenden Kondensator 1 weist einen im Wesentlichen herkömmlichen Aufbau auf. Der Kondensator 1 besteht aus einem Wärmetauschernetz mit Flachrohren und dazwischen angeordneten Wellrippen sowie zwei Sammelrohren 2, in die jeweils die Enden der Flachrohre einmünden.
  • Um die Sammelrohre 2 oben und unten zu verschließen, ist eine Verschlussvorrichtung 3, gebildet durch eine Kappe 4 aus Kunststoff und zwei der Abdichtung dienende O-Ringe 5 vorgesehen, welche im Folgenden näher erläutert wird.
  • Die Kappe 4 weist einen durchgehenden Randbereich 41 und zwei sich weiter in Verlängerung des Randbereichs 41 nach unten erstreckende Federarme 42 auf, welche sich in ihrer Breite über ein Viertel des Umfangs erstrecken. Die Federarme 42 liegen vorliegend mit ihren Innenflächen außenseitig am Sammelrohr 2 an, jedoch kann zwischen Federarmen und Außenfläche des Sammelrohrs auch ein Spalt ausgebildet sein.
  • Am radial inneren Ende der Federarme 42 ist ein hakenförmiger Vorsprung 43 ausgebildet. Leicht beabstandet vom Beginn der Federarme 42 ist an der Innenmantelfläche der Kappe 4 eine ringförmige Nut 44 ausgebildet, die der Aufnahme des äußeren Bereichs eines der beiden O-Ringe 5 dient. Anstelle einer ringförmigen Nut können auch entsprechend der Anzahl der Federarme vereinzelte Vertiefungen in der Außenfläche des Sammelrohrs vorgesehen sein, welche für ein Eingreifen der Vorsprünge der Federarme geeignet sind.
  • Die Kappe 4 weist ferner einen stopfenartigen Vorsprung 45 auf, der sich bis in die Öffnung des Sammelrohrs 2 erstreckt. Dieser stopfenartige Vorsprung 45 weist etwa in Mitte seiner Längserstreckung eine außen umlaufende rinförmige Nut 46 auf, die der Aufnahme des inneren Bereichs des zweiten O-Rings 5 dient.
  • Der Bereich zwischen stopfenartigem Vorsprung 45 und dem Randbereich 41 ist vorliegend leicht beabstandet vom Ende des Sammelrohrs 2 angeordnet, er kann jedoch prinzipiell auch in Anlage an demselben sein. Ein zusätzliches Dichtelement kann auch zwischen dem Ende des Sammelrohrs 2 und diesem Bereich der Kappe 4 angeordnet sein.
  • Das Sammelrohr 2 weist in seinem oberen Endbereich außenseitig eine umlaufende Nut 21 auf, in welche die hakenförmigen Vorsprünge 43 der Federarme 42 der Kappe 4 eingreifen und dieselbe am Sammelrohr 2 in Art einer Clipsverbindung sichern.
  • Etwa mittig zwischen der Nut 21 und dem Ende des Sammelrohrs 2 ist eine erste Verringerung der Wandstärke des Sammelrohrs 2 vorgesehen, im Folgenden als erster Absatz 22 bezeichnet. Im Bereich dieses ersten Absatzes 22 liegt an der Außenfläche des Sammelrohrs 2 wie auch an der radialen Fläche des Absatzes 22 der erste O-Ring 5 an, dessen Außenseite in der Nut 44 aufgenommen ist.
  • Das Ende des Sammelrohrs 2 ist leicht ausgedreht, so dass auch auf der Innenseite ein Absatz, im Folgenden als zweiter Absatz 23 bezeichnet, ausgebildet ist. An der Innenfläche und dem radial verlaufenden zweiten Absatz 23 liegt der zweite O-Ring 5 an, dessen Innenfläche in der Nut 46 des stopfenartigen Vorsprungs 45 der Kappe 4 aufgenommen ist.
  • Vorliegend ist das Sammelrohr 2 mit einem kreisförmigen Querschnitt ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, dass das Sammelrohr 2 aus einem Rohr mit kreisförmigem Querschnitt hergestellt wird, das im Rahmen der Herstellung verformt wird. In diesem Fall werden bevorzugt die Nuten (oben und unten) und die sonstigen Materialabtragungen vor dem Umformen des Rohres hergestellt, so dass sich deren Herstellung erheblich vereinfacht. Die Kappe, bei der es sich in der Regel um ein spritzgegossenes Kunststoffteil handelt, ist einfach an den gewünschten Querschnitt anzupassen.

Claims (11)

  1. Verschlussanordnung, insbesondere für ein Sammelrohr (2) eines Wärmetauschers (1), aufweisend einen Verschluss und mindestens ein Dichtelement, das zwischen dem Sammelrohr (2) und dem Verschluss angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss durch eine Kappe (4) gebildet ist, welche einen Randbereich (41), der auf der Außenseite des Sammelrohrs (2) angeordnet ist, und einen stopfenartigen Bereich (45) aufweist, der in das Innere des Sammelrohrs (2) ragt.
  2. Verschlussanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf den stopfenartigen Bereich (45) ein Dichtelement, insbesondere ein O-Ring (5), aufgeschoben ist.
  3. Verschlussanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement in einer in dem stopfenartigen Bereich (45) ausgebildeten Nut (23) angeordnet ist.
  4. Verschlussanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe (4) aus Kunststoff gefertigt ist.
  5. Verschlussanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe (4) mindestens zwei Federarme (42) aufweist, welche mit einem Vorsprung (43) ihrer freien Enden in eine Nut (21) oder Vertiefung in der Außenfläche des Sammelrohrs (2) eingreifen.
  6. Verschlussanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein O-Ring (5) zwischen der Kappe (4) und der Außenseite des Sammelrohrs (2) angeordnet ist.
  7. Verschlussanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der O-Ring (5) an einer an dem Sammelrohr (2) ausgebildeten Stufe (22) und der Außenfläche anliegt.
  8. Verschlussanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der O-Ring (5) auf der Innenseite des Sammelrohrs (2) angeordnet ist, wobei er an einer an dem Sammelrohr (2) ausgebildeten Stufe (22) und der Innenfläche anliegt.
  9. Verschlussanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe (4) auf das Sammelrohr (2) aufgeclipst ist.
  10. Verfahren zur Herstellung einer Verschlussanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe (4) auf das Sammelrohr (2) aufgeclipst wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Sammelrohr (2) nach einer spanabhebenden Bearbeitung zur Herstellung von mindestens einer Nut (21) und/oder mindestens einer Stufe unter Verringerung der Wandstärke des Sammelrohrs (2) umgeformt wird und in einem späteren Schritt die Kappe (4) aufgeclipst wird.
EP06291048A 2006-06-21 2006-06-21 Verschlussanordnung, insbesondere für ein Sammelrohr eines Wärmetauschers Withdrawn EP1870659A1 (de)

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