PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102006057312A1 28.06.2007
Titel Verbundrohr und Verfahren zu seiner Herstellung
Anmelder Denso Corp., Kariya, Aichi, JP;
Denso Airs Corporation, Anjo, Aichi, JP
Erfinder Kurata, Shun, Kariya, Aichi, JP;
Naganawa, Hiroki, Kariya, Aichi, JP;
Nakamura, Fumiaki, Kariya, Aichi, JP;
Ochiai, Kinji, Kariya, Aichi, JP;
Ohara, Hiroki, Kariya, Aichi, JP
Vertreter Klingseisen & Partner, 80331 München
DE-Anmeldedatum 05.11.2006
DE-Aktenzeichen 102006057312
Offenlegungstag 28.06.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.06.2007
IPC-Hauptklasse F16L 9/14(2006.01)A, F, I, 20061105, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B23K 1/00(2006.01)A, L, I, 20061105, B, H, DE   B21C 37/08(2006.01)A, L, I, 20061105, B, H, DE   
Zusammenfassung Offenbart ist ein Verbundrohr (160), das ein Außenrohr (161) und ein Innenrohr (162), angeordnet im Außenrohr (161), umfasst. Ein Durchlass (160b) wird gebildet zwischen dem Außenrohr (161) und dem Innenrohr (162). Verschiedene Verfahren zum Verbinden des Außenrohres (161) mit dem Innenrohr (162) sind offenbart.

Beschreibung[de]
HINTERGRUND 1. Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verbundrohr bzw. Compoundrohr und hat auch ein Verfahren zu seiner Herstellung zum Gegenstand. Beispielsweise umfasst das Verbundrohr ein Innen- und ein Außenrohr. Ein Durchlass ist innerhalb des Innenrohres ausgebildet und ein anderer Durchlass zwischen Innen- und Außenrohr.

2. Beschreibung der anderen Bauform

Die Japanische Patentveröffentlichung Nr. A-2002-318015 offenbart ein Kältemittel-Wiedererhitzungsrohr als Verbundrohr, bei dem ein Innenrohr in ein Außenrohr eingeführt ist. Enden des Außenrohres sind mit einer Außenfläche des Innenrohres gekuppelt. Im Verbundrohr fließt eines aus Hochtemperaturkältemittel und Niedrigtemperaturkältemittel im Innenrohr und das andere Kältemittel strömt bzw. fließt zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr. So wird Wärme zwischen dem Hochtemperaturkältemittel und dem Niedrigtemperaturkältemittel ausgetauscht.

Jedoch ist ein spezifisches Verfahren zum Kuppeln des Innenrohres mit dem Außenrohr in der Japanischen Patentveröffentlichung Nr. A-2002-318015 nicht beschrieben. Somit wird ein akkurates und verlässliches Verfahren zum Kuppeln des Innenrohres und des Außenrohres erforderlich, um hierdurch Leckage der Kältemittel zu reduzieren und die Herstellbarkeit zu verbessern.

ZUSAMMENFASSENDE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Ein Verbundrohr wird offenbart, das ein Außenrohr mit einem Endteil und einem Durchmesser reduzierten Teil (swage portion) auf dem Endteil umfasst. Das Verbundrohr umfasst auch ein im Außenrohr angeordnetes Innenrohr. Der Endteil des Außenrohres wird an einer Außenfläche des Innenrohres (hart)gelötet, und der Teil mit vermindertem Durchmesser bzw. der gestauchte oder eingezogene Teil wird gegen das Innenrohr kontrahiert oder zusammengeschoben.

Ein Verbundrohr wird auch offenbart, das ein Außenrohr einschließlich eines Endteils und einen sich verjüngenden Teil auf einer Innenfläche des Endteils einschließt. Das Verbundrohr hat auch ein Innenrohr, das innerhalb des Außenrohres angeordnet ist. Der Endteil des Außenrohrs ist gegen eine Außenfläche des Innenrohres (hart)gelötet (brazed) und der sich verjüngende Teil wird gegen einen Rand des Endteils dünner.

Weiterhin ist ein Verbundrohr offenbart, das ein Außenrohr einschließlich eines Endteils umfasst. Das Verbundrohr umfasst auch ein im Außenrohr angeordnetes Innenrohr. Darüber hinaus umfasst das Verbundrohr ein Verbindungselement, das zwischen dem Endteil des Außenrohres und einer Außenfläche des Innenrohres angeordnet ist. Das Außenrohr und das Innenrohr sind mit dem Verbindungselement verlötet.

Weiterhin ist ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundrohres offenbart, das das Einführen eines Innenrohres in ein Außenrohr einschließt und einen Endteil des Außenrohres im Durchmesser reduziert, so dass das Außenrohr gegen das Innenrohr kontrahiert wird. Das Verfahren schließt auch das (Hart)löten des Endteils des Außenrohres gegen eine Außenfläche des Innenrohres ein.

Darüber hinaus wird auch ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundrohres hier offenbart, das umfasst: Formen eines sich verjüngenden Teils auf einer Innenfläche eines Endteils eines Außenrohres in einer Längsrichtung, derart, dass der sich verjüngende Teil dünner gegen einen Rand des Endteils wird. Das Verfahren umfasst auch das Einführen eines Innenrohres in das Außenrohr und das (Hart)löten des Endteils des Außenrohres gegen eine Außenfläche des Innenrohres, indem Hartlötmaterial in einen sich verjüngenden Spalt zwischen dem Außenrohr und dem durch den verjüngenden Teil gebildeten Innenrohr gebracht wird.

Weiterhin wird hier noch ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundrohres offenbart, das das Einführen eines Innenrohres in ein Außenrohr und das Verlöten des Außenrohres und des Innenrohres gegen ein Verbindungselement umfasst, welches zwischen einem Endteil des Außenrohres und einer Außenfläche des Innenrohres angeordnet ist.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen in:

1 eine schematische Darstellung einer Fahrzeugklimaanlage;

2 ist eine Seitenansicht eines Verbundrohres gemäß einer ersten Ausführungsform;

3 zeigt im Querschnitt den Teil des bei III in 2 angedeuteten Verbundrohres;

4 zeigt im vergrößerten Schnitt die bei IV in 3 gezeigte Übergangsstelle;

5 zeigt im Schnitt ein Presswerkzeug und einen Stempel bzw. ein Quetschwerkzeug, um einen Verjüngungsteil zu formen;

6A zeigt ein Stauch- oder Einziehwerkzeug bzw. ein Werkzeug zum Verkleinern des Querschnitts (swaging tool) zum Formen eines Teils mit verkleinertem Querschnitt (swage portion), und 6B einen Querschnitt des Werkzeugs zum Verkleinern des Querschnitts bzw. des Hammerwerkzeugs;

7 zeigt in einer graphischen Darstellung ein Mollier-Diagramm für eine Kältekreislauf- oder Kühlzyklusvorrichtung;

8 ist ein Querschnitt durch ein Verbundrohr gemäß einer zweiten Ausführungsform;

9 ist ein Querschnitt und zeigt ein Verbundrohr gemäß einer dritten Ausführungsform;

10 ist ein Querschnitt und zeigt ein Verbundrohr gemäß einer vierten Ausführungsform; und

11 ist ein Querschnitt und zeigt ein Verbundrohr gemäß einer fünften Ausführungsform.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG (Erste Ausführungsform)

Ein Verbundrohr 160 gemäß einer ersten Ausführungsform wird in einer Kältekreislauf- oder Kühlzyklusvorrichtung 100B einer Fahrzeugklimaanlage 100 (nachstehend als Klimaanlage bezeichnet) eingesetzt. Der spezifische Aufbau des Verbundrohres 160 soll nun mit Bezug auf die 1 bis 4 beschrieben werden.

Gemäß 1 ist ein Kraftfahrzeug unterteilt in einen Motorraum 1 für einen Motor 10 und einen Fahrzeugraum 2 für Insassen, und zwar durch das angedeutete Paneel 3. Eine Inneneinheit 100A ist in einem Instrumentenbrett im Fahrzeugraum 2 angeordnet, und die den Kühlzyklus ausführende Vorrichtung 100B (bis auf das Expansionsventil 130 und den Verdampfer 140) ist im Motorraum 1 angeordnet. Die Klimaanlage 100 besteht aus der Inneneinheit 100A und der Kältekreislaufeinrichtung 100B.

Die Inneneinheit 100A umfasst ein Gebläse 102, einen Verdampfer 140 und einen Heizerkern 103 in einem Klimaanlagengehäuse 101. Das Gebläse 102 saugt selektiv Außenluft oder Innenluft des Automobils als Klimatisierungsluft an und gibt die Klimatisierungsluft an den Verdampfer 140 und den Heizerkern 103. Der Verdampfer 140 verdampft Kältemittel, wenn die Kältekreislaufeinrichtung 100B in Betrieb ist. Der Betrieb wird nachstehend beschrieben. Der Verdampfer 140 ist ein Wärmeaustauscher zur Kühlung der Klimatisierungsluft durch die latente Wärme der Verdampfung. Der Heizerkern 103 ist ein Wärmeaustauscher zur Erwärmung der Klimatisierungsluft unter Verwendung von Heißwasser vom Motor 10 als Wärmequelle.

Weiterhin ist eine Luftmischertür 104 benachbart dem Heizerkern 103 im Klimatisierungsgehäuse 101 angeordnet. Verändert sich die Stellung der Tür 104, so stellt die Tür 104 das Mischungsverhältnis von durch den Verdampfer 140 gekühlter Luft und von vom Heizerkern 103 erwärmter Luft ein. Somit hat die klimatisierte Mischluft eine bestimmte von den Insassen eingestellte Temperatur.

Rohre 150 verbinden einen Kompressor 110, einen Kondensator 120, das Expansionsventil 130 und den Verdampfer 140 in dieser Reihenfolge in der Kältezykluseinrichtung 100B und bilden einen geschlossenen Kreislauf. Das Verbundrohr 160 ist zwischen den Rohren 150 angeordnet.

Der Kompressor 110 komprimiert Kältemittel bis auf eine hohe Temperatur und einen hohen Druck in der Kältekreislaufeinrichtung 100B und ist vom Motor 10 angetrieben. Das heißt, eine Blockscheibe 111 ist fest auf einer Antriebsachse des Kompressors 110, und die Antriebskraft 10 wird auf die Blockscheibe 111 durch eine Kurbelscheibe 11 und einen Antriebsriemen 12 übertragen. Zusätzlich ist eine nicht gezeigte elektromagnetische Kupplung zwischen Antriebsachse und Blockscheibe 111 angeordnet.

Der Kondensator 120 ist mit der Austragsseite des Kompressors 110 verbunden. Der Kondensator 120 ist ein Wärmeaustauscher, der Kältemittel in eine flüssige Phase kondensiert, indem er Wärme mit der Außenluft austauscht und als Radiator oder Gaskühler arbeitet.

Das Expansionsventil 130 ist ein Dekompressor zum Dekomprimieren des Kühlmittels in flüssiger Phase, das aus dem Kompressor 120 austritt und expandieren soll. Eine Drossel, ein Ventil oder ein Ejektor können als Expansionsventil 130 Verwendung finden. Das Expansionsventil 130 ist benachbart dem Verdampfer 140 in der inneren Einheit 100A angeordnet. Das Expansionsventil 130 regelt thermisch seinen Öffnungsgrad derart, dass das vom Verdampfer 140 fließende Kältemittel, das heißt das vom Kompressor 110 angesaugte Kältemittel, einen vorbestimmten Überhitzungsgrad hat. Beispielsweise liegt der Überhitzungsgrad bei 5°C oder darunter. Alternativ liegt der vorbestimmte Überhitzungsgrad (superheat degree) in einem Bereich von 0°C bis 3°C, derart, dass das vom Verdampfer strömende Kältemittel kaum überhitzt wird.

Der Verdampfer 140 ist ein niederdruckseitiger Wärmeaustauscher zum Kühlen der Klimatisierungsluft, wie oben beschrieben. Der Verdampfer 140 arbeitet als Kühleinheit oder Wärmeabsorber. Eine Kältemittelauslassseite des Verdampfers 140 ist mit einer Kältemittelsaugseite des Kompressors 110 verbunden.

Die Rohre 150 umfassen ein Hochdruckrohr 151, in dem ein Kältemittel hoher Temperatur und hohen Drucks strömt, und ein Niederdruckrohr 152, in dem ein Kältemittel niedriger Temperatur und niedrigen Drucks strömt. Das Hochdruckrohr 151 geht vom Kompressor 110 durch den Kondensator 120 zum Expansionsventil 130 und das Niederdruckrohr 152 vom Verdampfer 140 zum Kompressor 110. Das Verbundrohr 160 hat einen Verbundrohraufbau. Das Verbundrohr 160 ist eingeschaltet, um die Fluidverbindung für wenigstens einen Teil der Rohre 150 herbeizuführen und arbeitet als ein Kältemittelrohr für die Klimatisierungsvorrichtung.

Nach einer Ausführungsform hat das Verbundrohr 160 eine Gesamtlänge von 700 bis 900 mm. Das Verbundrohr 160 umfasst einen geraden Teil 163a und mehrere Bogenteile 163b, um sich anderen Einrichtungen, zum Beispiel einem Motor oder einer Karosserie, anzupassen. Das Verbundrohr 160 ist im Motorraum 1 positioniert.

Das Verbundrohr 160 enthält ein Außenrohr 161 und ein Innenrohr 162, die je geformt werden. Das Innenrohr 162 passiert eine Innenseite des Außenrohres 161. Nach einer Ausführungsform ist das Außenrohr 161 ein 22 mm ∅-Rohr (Außendurchmesser: 22 mm, Innendurchmesser: 19,6 mm) und ist beispielsweise aus Aluminium hergestellt. Der gesamte Umfang eines Endteiles 161a des Außenrohres 161 wird in einer Längsrichtung kontrahiert, nachdem das Innenrohr 162 in das Außenrohr 161 eingeführt wurde. Dann wird der gesamte Umfang des Endteiles 161a gegen eine Außenfläche des Innenrohres 162 (Außendurchmesser: 19,1 mm) verlötet bzw. geschweißt, im Folgenden hartgelötet genannt, und zwar luftdicht und flüssigkeitsdicht, so dass eine Lötverbindung 160a geschaffen wird. Somit wird ein Durchlass, das heißt Raum 160b, zwischen einer Innenfläche des Außenrohres 161 und einer Außenfläche des Innenrohres 162 gebildet.

Das Außenrohr 161 benachbart jedem Endteil 161a umfasst eine Öffnung 161d, um den Durchlass 160b mit der äußeren Umgebung zu verbinden. Die Öffnung 161d ist unter vorbestimmtem Abstand zum jeweiligen Rand des Endteils 161a des Außenrohres 161 angeordnet. Jede Öffnung 161d umfasst einen Flansch, der sich vom Außenrohr 161 nach außen erstreckt. Jedes der Flüssigkeitsrohre 164, 165 aus Aluminium ist mit einem der Flansche der Öffnungen 161d gekuppelt. Nach einer Ausführungsform beispielsweise wird jedes der Flüssigkeitsrohre 164, 165 aus Aluminium des Hochdruckrohres 151 gegen eine der Öffnungen 161d hartgelötet.

Jedes der Flüssigkeitsrohre 164, 165 hat eine Vielzahl (drei nach dieser Ausführungsform) von Bogenteilen 164a, 165a und einen Verbindungsteil 164b, 165b an seinem Ende. Das Flüssigkeitsrohr 164 verläuft bis zum Kondensator 120 und das Flüssigkeitsrohr 165 zum Expansionsventil 130. Der Verbindungsteil 164b ist mit dem Auslass des Kondensators 120 und der Verbindungsteil 165b mit dem Einlass des Expansionsventils 130 verbunden, derart, dass Hochdruckkältemittel im Flüssigkeitsrohr 164, dann im Durchlass 160b und dann im Flüssigkeitsrohr 165, wie mit dem gestrichelten Pfeil in 3 angedeutet, strömt.

Demgegenüber ist nach einer Ausführungsform das Innenrohr 162 ein x Zoll-Rohr (Außendurchmesser 19,1 mm, Innendurchmesser: 16,7 mm), hergestellt aus Aluminium beispielsweise. Selbstverständlich ist die Querschnittsfläche des Durchlasses 160b vorbestimmt, um einen gewünschten Strom des Hochdruckkältemittels hierdurch zuzulassen und trotzdem reicht der Bereich der Außenfläche des Innenrohres 162 aus, um den gewünschten Wärmeaustausch zu ermöglichen, indem der Außendurchmesser des Innenrohres 162 nahe bei dem des Außenrohres 161 liegt.

Die Saugrohre 166, 167 aus Aluminium des Niederdruckrohres 152 sind an gegenüberliegenden Enden des Innenrohres 162, in Längsrichtung gesehen, angeordnet. Das Saugrohr 166 entspricht dem Flüssigkeitsrohr 165, und das Saugrohr 167 dem Flüssigkeitsrohr 164. Jedes der Saugrohre 166, 167 hat an seinem Ende einen Verbindungsteil 166a, 167a. Der Verbindungsteil 166a ist mit dem Auslass des Verdampfers 140 verbunden und der Verbindungsteil 167a mit dem Einlass des Kompressors 110, derart, dass Niederdruckkältemittel im Saugrohr 166, dann im Innenrohr 162 und dann in dem Saugrohr 167, wie durch die leeren Pfeile in 3 dargestellt, strömt.

Wie in 3 gezeigt, sind eine runde Nut 162c und eine Spiralnut 162a auf der Außenfläche des Innenrohres 162 angeordnet, um das Volumen des Durchlasses 160b zu erhöhen. Die runde Nut 162c ist benachbart dem Übergang zwischen dem Flüssigkeitsrohr 164, 165 und dem Außenrohr 161 vorgesehen und erstreckt sich in Umfangsrichtung des Innenrohres 162. Die Spiralnut 162a ist mit den Rundnuten 162c verbunden und verfügt über ein Mehrfachgewinde (drei nach dieser Ausführungsform), das bzw. die sich in einer Längsrichtung des Innenrohres 162 zwischen den Rundnuten 162c erstrecken. Ein Scheitelteil 162b ist zwischen den Spiralnuten 162a gebildet, und die Außenabmessung des Scheitelteils 162b ist in etwa gleich einer Außenabmessung des Innenrohres 162. Der Durchlass 160b wird durch die Nuten 162c, 162a vergrößert.

Wie 4 erkennen lässt, umfasst das Außenrohr 161 einen Verjüngungsteil 161c und einen gestauchten Teil 161b verminderten Querschnitts um den gelöteten Übergang 160a des Verbundrohres 160. Der sich verjüngende Teil 161c ist auf einer Innenfläche des Endteils 161a des Außenrohres 161 gebildet und ein Freiraum zwischen Innenrohr 162 und Verjüngungsteil 161c ist gegen den Rand des Endteils 161a vergrößert. Das heißt, der Endteil 161a ist schmaler gegen den Rand des Endteils 161a aufgrund des Verjüngungsteils 161c ausgebildet. Nach einer Ausführungsform hat das Außenrohr 161 einen Außendurchmesser von 22 mm, einen Innendurchmesser von 19,6 mm und eine Dicke von 1,2 mm. Auch liegt nach einer Ausführungsform ein Winkel zwischen dem Verjüngungsteil 161c und dem Innenrohr 162 bei etwa 10° bis 30°, und die Länge des Verjüngungsteils 161c beträgt in etwa 1 mm bis 2 mm. Natürlich sind die Abmessungen des Verjüngungsteils 161c geeignet, den Verlötungswirkungsgrad wie unten beschrieben zu verbessern.

Der Verjüngungsteil 161c wird geformt, bevor das Innenrohr 162 in das Außenrohr 161 eingeführt wird. Wie 5 erkennen lässt, presst ein Presswerkzeug 210 eine Außenfläche des Endteils 161a, und ein Stempel 220 wird zwischen die Endteile 161a eingeführt. Da der Stempel 220 konische Gestalt an seinem Ende hat, wird die Innenfläche des Endteils 161a plastisch verformt, so dass der Verjüngungsteil 161c auf der Innenfläche des Endteils 161a gebildet wird.

Demgegenüber wird der Stauch- bzw. Einziehteil, das heißt der Teil verminderten Querschnitts 161b, geformt, indem das Außenrohr 161 auf die Außenumfangsfläche des Innenrohres 162 gepresst wird, nachdem das Innenrohr 162 in das Außenrohr 161 eingeführt wurde. Der Stauchteil 161b verminderten Querschnitts ist an einer Seite gegenüber dem Verjüngungsteil 161c auf dem Endteil 161a vorgesehen. Beispielsweise ist der Stauchteil 161b 3 mm bis 7 mm vom Rand des Außenrohres 161 fort positioniert, um den unten zu beschreibenden Verlötungswirkungsgrad zu verbessern.

Wie die 6A und 6B erkennen lassen, wird der gestauchte Teil (swage portion) 161b durch ein Stauch-, Press- oder Einziehwerkzeug 230 mit einer Vielzahl von voneinander beabstandeter Teile 231 gebildet. Das Stauchwerkzeug (swaging tool) 230 ist von runder Gestalt, und eine Öffnung für das Außenrohr 161 ist im Mittelteil des Stauchwerkzeugs 230 ausgebildet. Die getrennt vorgesehenen Teile 231 können in einer radialen Richtung, wie durch die Pfeile in den 6A und 6B angedeutet, gleiten. Nachdem die Einzelteile 231 gegen eine Mitte gleiten, kommen die Einzelteile 231 in Kontakt miteinander in Umfangsrichtung. Wenn die Einzelteile 231 gegeneinander bewegt werden, ist der Innendurchmesser der Öffnung zwischen den unterteilten Teilen oder Einzelteilen 231 geringer als ein Außendurchmesser des Außenrohres 161, und zwar um eine bestimmte Stauchabmessung. Ränder der unterteilten Teile 231, die in Kontakt mit dem Außenrohr 161 kommen sollen, haben keilförmige oder halbkreisförmige Gestalt, derart, dass die Dicke der unterteilten Teile 231 gegen die Ränder hin abnimmt.

Nachdem jeder der unterteilten Teile 231 radial gegen das Außenrohr 161 gleitet, ist der Endteil 161a so angeordnet, dass er von den unterteilten Teilen 231 umgeben ist. Jetzt wird das Innenrohr 162 bereits in das Außenrohr 161 eingeführt. Dann gleitet jeder der unterteilten Teile 231 gegen eine Mittelseite. Somit kann der Stauchteil 161b geformt werden.

Jeder der unterteilten Teile 231 hat eine Fächerform, und die Öffnung für das Außenrohr 161 ist durch die unterteilten Teile 231 zu einer annähernd runden Gestalt geformt. Nach dieser Ausführungsform hat das Stauchwerkzeug bzw. das Werkzeug zum Verkleinern des Querschnitts 230 sechs unterteilte Teile 231. Alternativ kann das Stauchwerkzeug 231 drei, vier oder acht unterteilte Teile 231 haben. Obwohl das Werkzeug zum Verkleinern des Querschnitts 230 das Außenrohr 161 kontrahiert, kann die Querschnittsgestalt des Außenrohres 161 rund gehalten werden. Falten und Vorsprünge können geringfügig um den Stauchteil des Werkzeugs 161b durch das Stauchwerkzeug 230 geformt werden.

Am eingezogenen Teil verminderten Querschnitts 161b (swage portion) wird das Außenrohr 161 gegen das Innenrohr 162 kontrahiert. Nach einer Ausführungsform werden am Teil verminderten Querschnitts 161b der Innendurchmesser des Außenrohres 161 und der Außendurchmesser des Innenrohres 162 veranlasst, in etwa gleich zueinander zu werden. So befinden sich Außenrohr 161 und Innenrohr 162 in Kontakt miteinander. Bei dieser Ausführungsform, um eine verlässliche Verbindung zwischen Außenrohr 161 und Innenrohr 162 zu gewährleisten, wird der Innendurchmesser des Außenrohres 161 veranlasst, geringfügig kleiner als der Außendurchmesser des Innenrohres 162 zu werden. Das heißt, das Außenrohr 161 presst geringfügig gegen das Innenrohr 162. Daher wird, wie in 4 gezeigt, das Innenrohr 162 an dem Teil verminderten Querschnitts 161b ähnlich dem Außenrohr 161 kontrahiert. Die Tiefe des Kontraktionsteils oder eingeschnürten Teils des Innenrohres 162 ist kleiner als die Dicke des Innenrohres 162. Eine Nut mit trapezförmigem Querschnitt ist auf der gesamten Umfangsfläche des Außenrohres 161 entsprechend dem Teil mit vermindertem Querschnitt 161b ausgebildet. Selbst wenn der Endteil 161a des Außenrohres 161 geringfügig während des Formens des Teils verminderten oder eingeschnürten Querschnitts 161b kontrahiert wird, wird Hartlötmaterial über einen Spalt zwischen dem Außenrohr 161 und dem Innenrohr 162 aufgrund des verjüngten Teils 161c vorgesehen.

Als Nächstes wird ein Vorgang, basierend auf der vorstehenden Konstruktion sowie ein Vorteil im Betrieb anhand eines Mollier-Diagramms, gezeigt in 7, beschrieben.

Wünscht ein Insasse des Kraftfahrzeugs Klimatisierung hinsichtlich Kühlens, so erfolgt die Verbindung der elektromagnetischen Kupplung des Kompressors 110. Der Kompressor 110 wird vom Motor 10 angetrieben und saugt und komprimiert Kältemittel, das vom Verdampfer 140 zufließt. Hernach wird das Kältemittel vom Kompressor 110 zum Kondensator als ein Hochtemperatur- und Hochdruckkältemittel ausgetragen. Das Hochdruckkältemittel wird im Kondensator 120 zu einer flüssigen Phase gekühlt. Das flüssige Kältemittel strömt durch das Flüssigkeitsrohr 164, den Durchlass 160b und das Flüssigkeitsrohr 165 und wird dekomprimiert und im Expansionsventil 130 expandiert. Dann wird das expandierte Kältemittel im Verdampfer 140 verdampft und veranlasst, ein gesättigtes Gas bis zu einem Überhitzungsgrad von 0–3°C zu werden. Klimatisierte Luft wird entsprechend der Verdampfung des Kältemittels im Verdampfer 140 gekühlt. Das gesättigte Kältemittel in der Gasphase strömt durch das Saugrohr 166, das innere Rohr 162 und das Saugrohr 167 als ein Kältemittel von niedriger Temperatur und niedrigem Druck und geht zurück zum Kompressor 110.

Hier tauschen das Hochdruckkältemittel und das Niederdruckkältemittel Wärme im Verbundrohr 160 aus. Das Hochdruckkältemittel wird gekühlt und das Niederdruckkältemittel erwärmt. Das heißt, das flüssige vom Kondensator 120 abströmende Kältemittel wird im Verbundrohr 160 unterkühlt, so dass es eine niedrige Temperatur erhält. Die Menge an flüssigem Kältemittel, die vom Kondensator 120 zum Verdampfer 140 strömt, wird vergrößert und die Enthalpie im Verdampfer 140 gesteigert. Auf diese Weise kann die Kühlleistung des Verdampfers 140 verbessert werden.

Da weiterhin das Kältemittel, das vom Verdampfer 140 abströmt, einen vorbestimmten Überhitzungsgrad aufgrund des Verbundrohres 160 haben kann, braucht der Verdampfer 140 nicht dahingehend zur Wirkung kommen, dass das Kältemittel den vorbestimmten Überhitzungsgrad erhält. Somit kann die Kühlleistung des Verdampfers 140 verbessert werden. Dann kann, weil das vom Verdampfer 140 strömende Kühlmittel veranlasst wird, eine gesättigte Gasphase aufgrund des Verbundrohres 160 zu haben, eine Flüssigkeitskompression im Kompressor 110 reduziert werden. Zusätzlich erhält das Niederdruckkältemittel keine Strahlungswärme vom Motor 10, da das Innenrohr 162, das das Niederdruckkältemittel verbindet, durch das Außenrohr 161 überdeckt ist. So kann die Kühlleistung aufrecht erhalten werden.

Beim Verbundrohr 160 bei dieser Ausführungsform kann der Teil verminderten Querschnitts bzw. der eingezogene oder gestauchte Teil 161b sowie der verjüngte Teil 161c auf dem Endteil 161a des Außenrohres 161 vorgesehen sein. Aufgrund dieses Teils 161b, nunmehr nur „Teil verminderten Querschnitts" genannt, können Verschiebungen des Außenrohres 161 und des Innenrohres 162 in Längsrichtung vermindert werden. Daher lassen sich das Außenrohr 161 und das Innenrohr 162 leicht hartlöten. Weiterhin kann darum, weil der Spalt zwischen dem Außenrohr 161 und dem Innenrohr 162 gleichförmig über die gesamte Umfangsrichtung gemacht werden kann, ein Hartlötmaterial von Stab- oder Ringgestalt gleichförmig zwischen dem Außenrohr 161 und dem Innenrohr 162 vorgesehen werden. Somit kann ein verlässliches und sicheres Hartlöten durchgeführt werden.

Aufgrund des Verjüngungsteils 161c kann das Hartlötmaterial leicht in einem Verjüngungsspalt vorgesehen werden, der zwischen dem Verjüngungsteil 161c und dem Innenrohr 162 ausgebildet ist. Dann kann ein Spalt zwischen dem Außenrohr 161 und dem Innenrohr 162 mit dem Hartlötmaterial gefüllt werden, und eine Schweißraupe 180 kann im Verjüngungsraum oder konischen Raum, gezeigt in 4, gebildet werden. Somit wird wieder ein verlässliches und sicheres Hartlöten erreicht.

(Zweite Ausführungsform)

Wie in 8 zu sehen, sind die Flüssigkeitsrohre 164, 165 nach der ersten Ausführungsform zu einer Einheit, das heißt einer Verbindung oder einem Anschluss 168 in einer zweiten Ausführungsform geändert worden. Die anderen Teile nach der zweiten Ausführungsform sind denen der ersten Ausführungsform ähnlich.

Der Anschluss, die Verbindung bzw. die Verschraubung 168 verfügt über ein Teil mit Außengewinde 168a auf einer Außenfläche eines Rohrteils und wird an den Flansch der Öffnung 161d des Außenrohres 161 gelötet. Eine Innenseite des Rohrteils des Anschlusses oder der Verschraubung 168 steht mit dem Durchlass 160b in Verbindung.

Gemäß der zweiten Ausführungsform lässt sich das Verbundrohr 160 mit dem Anschluss, der Verschraubung bzw. der Vereinigung 168 mechanisch mit den Flüssigkeitsrohren 164, 165 verbinden, die über ein Innengewindeteil entsprechend dem Außengewindeteil 168a verfügen, nachdem das Außenrohr 168 und das Innenrohr 162 verlötet sind. Der Anschluss oder die Verbindung 168 kann die Befestigung der Flüssigkeitsrohre 164, 165 erleichtern und die technische Herstellbarkeit des Verbundrohres 160 insgesamt leichter machen.

(Dritte Ausführungsform)

Wie in 9 gezeigt, ist ein Verbindungsblock 169 zwischen dem Außenrohr 161 und dem Innenrohr 162 nach dieser dritten Ausführungsform angeordnet. Die anderen Teile der dritten Ausführungsform sind ähnlich denen der ersten Ausführungsform.

Nach einer Ausführungsform verfügt der Verbindungsblock 169 über ein Rohrteil, das durch Schneiden eines Blockmaterials aus Aluminium gebildet wurde. In einer axialen Richtung ist ein Ende des Rohrteils offen, und das andere Ende des Rohrteils ist geschlossen, so dass eine Basis gebildet wird. Eine Öffnung 169a zum Einführen des Innenrohres 162 ist im Mittelteil der Basis ausgebildet. Dann werden eine Innenfläche der Öffnung 169a und eine Außenfläche des Innenrohres 162 verlötet. Weiterhin wird der Endteil 161a des Außenrohres 161 in das offene Ende des Verbindungsblocks 169 eingeführt, und dann wird das offene Ende des Verbindungsblocks 169 sowie der Endteil 161a verlötet.

Weiterhin wird die Schraubverbindung 168 integral an einer Seitenwand des Verbindungsblocks 169 ausgeformt. Eine Innenseite des Rohrteils des Verbindungsstücks 168 steht in Verbindung mit dem Durchlass 160b.

Gemäß der dritten Ausführungsform kann ein Spalt zwischen dem Außenrohr 161 und dem Innenrohr 162 genau durch das offene Ende des Verbindungsblocks 169 und die Öffnung 169a bestimmt werden. So werden das Außenrohr 161 und das Innenrohr 162 leicht und zuverlässig verlötet.

Da weiterhin das Verbindungsstück 168 einteilig mit dem Verbindungsblock 169 ausgebildet ist, kann das Verbindungs- oder Vereinigungsstück 168 bei geringeren Entstehungskosten hergestellt werden, und der gleiche Vorteil ergibt sich wie für die zweite Ausführungsform.

(Vierte Ausführungsform)

Wie in 10 gezeigt, wird die Verbindung bzw. der Anschluss 168 nach der dritten Ausführungsform verändert in eine Öffnung 169b zum Einführen des Flüssigkeitsrohres 164, 165 nach der vierten Ausführungsform. Die Öffnung 169b ist auf der Seitenwandung des Verbindungsblocks 169 vorgesehen.

Gemäß der vierten Ausführungsform kann das Flüssigkeitsrohr 164, 165 an die Öffnung 169b angelötet werden, nachdem das Außenrohr 161 und das Innenrohr 162 verlötet sind. Als solches kann die Herstellbarkeit des Doppelrohres 160 verbessert werden.

(Fünfte Ausführungsform)

Wie in 11 gezeigt, ist die Öffnung 169b zum Einführen des Flüssigkeitsrohres 164, 165 in der Basis des Verbindungsblocks 169 vorgesehen, und das Flüssigkeitsrohr 164, 165 wird an die Öffnung 169b angelötet, so dass es sich in Längsrichtung des Innenrohres 162 nach der fünften Ausführungsform erstreckt.

Sind Flüssigkeitsrohre 164, 165 parallel zum Innenrohr 162 angeordnet, dann kann ein Biegen der Flüssigkeitsrohre 164, 165 vermieden werden. Da weiterhin der Raum für die Biegeteile nicht notwendig wird, kann das Verbundrohr 160 in einem engen Raum angeordnet werden.

(Andere Ausführungsformen)

Obwohl die vorliegende Erfindung voll in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben wurde, soll darauf hingewiesen werden, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen dem Fachmann klar sind.

Die oben beschriebenen Strukturen können für wenigstens ein Ende des Außenrohres und des Innenrohres Anwendung finden. Das andere Ende kann von konventionellem Aufbau sein.

Weiterhin wird die Kältezykluseinrichtung 100B für die Klimaanlage 100 eines Fahrzeugs eingesetzt. Alternativ kann die Einrichtung 100B für eine Hausklimaanlage Verwendung finden. In diesem Fall kann die Außenluft des äußeren Rohres 161 geringer verglichen mit der Luft innerhalb des Motorraums 1 sein. Somit kann ein Niederdruckkältemittel im Durchlass 160b fließen und ein Hochdruckkältemittel kann im Innenrohr 162 strömen, basierend auf der Wärmeaustauscherleistung zwischen dem Hochdruckkältemittel und dem Niederdruckkältemittel.

Weiterhin kann das Verbundrohr 160 für irgend eine geeignete Einrichtung außer einer Klimatisierungsvorrichtung Anwendung finden, beispielsweise einen inneren Wärmeaustauscher für einen Kältezyklus. Beispielsweise kann das Verbundrohr 160 für einen inneren Wärmeaustauscher für einen Kältezyklus einschließlich Kohlendioxid als Kältemittel Anwendung finden.

Weiterhin ist das im Verbundrohr 160 strömende Fluid nicht auf Kältemittel für die Kältekreislaufeinrichtung 100B begrenzt. Das Fluid kann von irgend einem geeigneten Typ sein. Auch kann ein Kältemittel einer anderen physikalischen Eigenschaft gewählt werden. Beispielsweise kann eine Kombination von Kältemitteln verwendet werden, in welchen Strömungsrichtungen, Temperaturen und Drücke der Kältemittel unterschiedlich sind.

Des weiteren können Flüssigkeitsrohre 164, 165 gerade sein. Darüber hinaus können die Flüssigkeitsrohre 164, 165 aus Aluminium gemacht sein. Alternativ können die Flüssigkeitsrohre 164, 165 aus irgend einem geeigneten Material, wie Eisen oder Kupfer, sein. Auch können die Innen- und Außenrohre 161, 162 aus irgend einem geeigneten Material gemacht sein.

Zusätzlich kann die Konstruktion und das Herstellungsverfahren für ein Verbundrohr 160 mit einer beliebigen Anzahl von Rohren Anwendung finden.

Solche Änderungen und Modifikationen sind als innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung liegend, definiert durch die beiliegenden Ansprüche, zu sehen.


Anspruch[de]
Verbundrohr (160) umfassend:

ein Außenrohr (161) mit einem Endteil (161a) und einem eingezogenen bzw. gestauchten Teil bzw. einem Teil verminderten Querschnitts (161b) auf dem Endteil (161a), und

ein Innenrohr (162), das innerhalb des Außenrohres (161) angeordnet ist, wobei der Endteil (161a) des Außenrohres (161) gegen eine Außenfläche des Innenrohres (162) verlötet ist, und

der Teil verminderten Querschnitts (161b) gegen das Innenrohr (162) zusammengezogen bzw. kontrahiert ist.
Verbundrohr (160) nach Anspruch 1, weiterhin umfassend:

eine Verbindungsausbildung (168) mit einem Schraubteil zum Anschluss eines Außenrohres (164, 165), wobei

das Verbindungsstück (168) einen ersten Durchlass, der die Verbindung mit einem zweiten Durchlass (160b) zwischen dem Außenrohr (161) und dem Innenrohr (162) herstellt, umfasst.
Verbundrohr (160) nach Anspruch 1, wobei:

das Außenrohr (161) über eine Öffnung (161d) verfügt, an die ein. Außenrohr (164, 165) angelötet ist und die Verbindung mit der Öffnung (161d) herstellt, wobei

die Öffnung (161d) mit einem Durchlass (160b) kommuniziert oder in Verbindung steht, der sich zwischen Außenrohr (161) und Innenrohr (162) befindet.
Verbundrohr (160) umfassend:

ein Außenrohr (161) mit einem Endteil (161a) und einem verjüngten Teil (161c) auf einer Innenfläche des Endteils (161a), und

ein Innenrohr (162), das im Außenrohr (161) angeordnet ist, wobei der Endteil (161a) des Außenrohres (161) gegen eine Außenfläche des Innenrohres (162) hartgelötet ist, und

der sich verjüngende Teil (161c) gegen einen Rand des Endteils (161a) schmaler wird.
Verbundrohr (160) nach Anspruch 4, wobei:

das Außenrohr (161) weiterhin einen Teil verminderten Querschnitts bzw. einen gestauchten Teil (161b) benachbart dem sich verjüngenden Teil (161c) auf dem Endteil (161a) umfasst, und

der Teil verminderten Querschnitts (161b) gegen das Innenrohr (162) eingeschnürt, verengt oder kontrahiert wird.
Verbundrohr (160) nach Anspruch 4, weiterhin umfassend:

ein Verbindungsstück (168), das einen Schraubteil (168a) zur Verbindung mit einem Außenrohr (164, 165) aufweist, wobei

das Verbindungsstück (168) einen ersten Durchlass umfasst, der die Verbindung mit einem zweiten Durchlass (160b) zwischen dem Außenrohr (161) und dem Innenrohr (162) herstellt.
Verbundrohr (160) nach Anspruch 4, wobei:

das Außenrohr (161) eine Öffnung (161d) aufweist, an der ein Außenrohr (164, 165) angelötet ist und so die Verbindung zur Öffnung (161d) hergestellt wird, und

die Öffnung (161d) die Verbindung mit dem Durchlass (160b) zwischen dem Außenrohr (161) und dem Innenrohr (162) herstellt.
Verbundrohr (160) umfassend:

ein Außenrohr (161) mit einem Endteil (161a),

ein Innenrohr (162), angeordnet im Außenrohr (161), und

ein Verbindungselement (169), das zwischen dem Endteil (161a) des Außenrohres (161) und einer Außenfläche des Innenrohres (162) angeordnet ist, wobei

das Außenrohr (161) und das Innenrohr (162) gegen das Verbindungselement (169) hartgelötet ist.
Verbundrohr (160) nach Anspruch 8, weiterhin umfassend:

ein Verbindungsstück (168) mit einem Gewindeteil (168a) zur Verbindung eines Außenrohres (164, 165), wobei

das Verbindungsstück (168) über einen ersten Durchlass verfügt, der in Verbindung mit einem zweiten Durchlass (160b) zwischen dem Außenrohr (161) und dem Innenrohr (162) steht, und

das Verbindungsrohr (168) einteilig mit dem Verbindungselement (169) ausgebildet ist.
Verbundrohr (160) nach Anspruch 8, wobei:

das Verbindungselement (169) über eine Öffnung (161d) verfügt, an der ein Außenrohr, um die Verbindung zur Öffnung (161d) herzustellen, angelötet ist, und

die Öffnung (161d) mit einem Durchlass (160b) zwischen dem Außenrohr (161) und dem Innenrohr (162) in Verbindung steht bzw. kommuniziert.
Verfahren zur Herstellung eines Verbundrohres (160), umfassend:

Einführen eines Innenrohres (162) in ein Außenrohr (161),

Verkleinern des Querschnitts bzw. Einziehen eines Endteils (161a) des Außenrohres (161), so dass das Außenrohr (161) gegen das Innenrohr (162) kontrahiert bzw. zusammengezogen wird, und

Löten des Endteils (161a) des Außenrohres (161) gegen eine Außenfläche des Innenrohres (162).
Verfahren nach Anspruch 11, weiterhin umfassend:

Ankoppeln eines Außenrohres (164, 165) zur Verbindung mit einem Durchlass (160b) zwischen dem Außenrohr (161) und dem Innenrohr (162) nach dem Löten.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Ankoppeln oder Kuppeln mechanisch durchgeführt wird. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Ankoppeln oder Kuppeln durch Löten ausgeführt wird. Verfahren zur Herstellung eines Verbundrohres (160), umfassend:

Formen eines Verjüngungs- oder Einziehteils (161c) auf einer Innenfläche eines Endteils (161a) eines Außenrohres (161) in einer Längsrichtung, derart, dass der Verjüngungsteil (161c) dünner gegen einen Rand oder eine Kante des Endteils (161a) wird,

Einführen eines Innenrohres (162) in das Außenrohr (161), und

(Hart)löten des Endteils (161a) des Außenrohres (161) gegen eine Außenfläche des Innenrohres (162), indem Lötmaterial in einen Verjüngungsfreiraum zwischen dem Außenrohr (161) und dem Innenrohr, gebildet durch den Verjüngungsteil (161c), eingespeist wird.
Verfahren nach Anspruch 15, weiterhin umfassend:

Einziehen bzw. Durchmesserverkleinern des Endteils (161a) des Außenrohres (161), derart, dass ein Zusammenziehen oder Kontrahieren gegen die Außenfläche des Innenrohres (162) vor dem Löten erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 15, weiterhin umfassend:

Ankoppeln oder Kuppeln eines Außenrohres (164, 165) zur Verbindung mit einem Durchlass (160b) zwischen dem Außenrohr (161) und dem Innenrohr (162) nach dem Löten.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Ankoppeln oder Kuppeln mechanisch durchgeführt wird. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Ankoppeln oder Kuppeln mittels Lötens erfolgt. Verfahren zur Herstellung eines Verbundrohres (160) nach Anspruch 1, umfassend:

Einführen eines Innenrohres (162) in ein Außenrohr (161), und

(Hart)löten des Außenrohres (161) und des Innenrohres (162) an ein Verbindungselement (169), das zwischen einem Endteil (161a) des Außenrohres (161) und einer Außenfläche des Innenrohres (162) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 20, weiterhin umfassend:

Ankoppeln oder Kuppeln eines Außenrohres (164, 165) zur Verbindung mit einem Durchlass (160b) zwischen dem Außenrohr (161) und dem Innenrohr (162) nach dem Löten.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Ankoppeln oder Kuppeln mechanisch durchgeführt wird. Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Ankoppeln oder Kuppeln durch Löten erfolgt.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

  Patente PDF

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com