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Die Erfindung betrifft eine Fahrzeug-Klimaanlage mit einer Kopplungsbaugruppe sowie ein Verfahren zur Kopplung eines Rohrelements einer Fahrzeug-Klimaanlage an ein Anschlusselement.
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Aus dem Stand der Technik sind Rohrelemente für Fahrzeug-Klimaanlagen aus Kunststoff bekannt, an denen einstückig ein Kopplungselement zur Koppelung des Rohrelements an ein Anschlusselement ausgebildet ist. Des Weiteren sind Metallrohre bekannt, an denen ein Kopplungselement aus Kunststoff angespritzt ist. Die Herstellung solcher Kopplungsbaugruppen ist aufwendig, und zum Anschluss an verschiedene Anschlusselemente muss die Einheit von Rohrelement und Kopplungselement komplett ausgetauscht werden.
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Darüber hinaus zeigt die
DE 10 2006 015 555 B3 , die das technische Gebiet der hydraulischen Steckverbindungen betrifft, eine hydraulische Steckkupplung, bei der ein Hydraulikrohr mit einer Hydraulikkupplung gekoppelt wird. Dafür wird auf das Hydraulikrohr eine Steckarmatur aufgesteckt und mit dem Hydraulikrohr verrastet.
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Die
DE 695 14 018 T2 zeigt eine Verbindung von Rohrleitungen für eine Fahrzeug-Klimaanlage, mit einem Kopplungselement, das auf eine der Rohrleitungen drehfest aufgesteckt wird und das an beiden zu verbindenden Rohrleitungen durch eine Rastverbindung fixierbar ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kopplungsbaugruppe für eine Fahrzeug-Klimaanlage zu schaffen, bei der die einzelnen Elemente auf einfache und kostengünstige Weise hergestellt werden können und die eine flexible Anwendung der einzelnen Elemente ermöglicht, sowie ein einfaches und flexibles Verfahren zur Kopplung eines Rohrelements einer Fahrzeug-Klimaanlage an ein Anschlusselement zu schaffen.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Klimaanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Eine solche Klimaanlage kann durch einfachen Austausch verschieden ausgeführter Kopplungselemente an verschiedene Anschlusselemente angeschlossen werden.
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Das Kopplungselement ist mit einer drehfesten Verbindung in Umfangsrichtung am Gehäuse fixiert. Auf diese Weise wird die Orientierung des Kopplungselements direkt durch die Verbindung mit dem Gehäuse bestimmt.
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Die drehfeste Verbindung weist sich in axialer Richtung erstreckende Fortsätze des Kopplungselements und Ausnehmungen im Gehäuse auf, die formschlüssig ineinandergreifen. Dies ermöglicht eine einfache drehfeste Verbindung mit geringem Bauraumbedarf.
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Die drehfeste Verbindung kann so ausgebildet sein, dass Gehäuse und Kopplungselement in einem, vorzugsweise genau einem, vorgegebenen Winkel zueinander fixiert sind.
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Aufgrund der Kopplungsbaugruppe können Rohrelement und Kopplungselement separat hergestellt werden, wodurch die Herstellung der beiden Teile vereinfacht wird und die Produktion kostengünstiger und flexibler wird, insbesondere kostengünstiger und flexibler als ein Rohrelement mit angespritztem Kopplungselement. Die Rohrelemente und die separaten Kopplungselemente können auch getrennt transportiert werden, insbesondere über getrennte Transportwege, wobei es vorteilhaft ist, dass das benötigte Transportvolumen für die getrennten Rohrelemente und die getrennten Kopplungselemente jeweils geringer ist, als für die verbundene Baugruppe aus Rohrelement und Kopplungselement. Zur Montage des Kopplungselements ist es ausreichend, diese einfach auf das Rohrelement aufzuschieben, so dass es dort einrastet. Es ist weiterhin möglich, die gleichen Rohrelemente mithilfe verschieden ausgeführter Kopplungselemente an verschiedene Anschlusselemente zu koppeln. Eine Drehung des Rohrelements um seine Achse relativ zum Kopplungselement wird im montierten Zustand verhindert.
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Vorzugsweise ist das Kopplungselement genau einem Rohrelement zugeordnet. Auf diese Weise können insbesondere mehrere Rohrelemente, die mit jeweils einem Kopplungselement ausgestattet sind, flexibel an mehrere Anschlusselemente angeschlossen werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die drehfeste Verbindung eine Aussparung im Rohrelement und einen radial nach innen ragenden Vorsprung des Kopplungselements auf, welche formschlüssig ineinandergreifen. Dies ermöglicht eine einfache Ausführungsform der drehfesten Verbindung.
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Alternativ kann die drehfeste Verbindung einen Abschnitt des Rohrelements umfassen, in welchem der Rohrquerschnitt nicht kreisförmig ist, wobei der Rohrquerschnitt vorzugsweise an mindestens einer Seite abgeflacht oder ausgebuchtet, polygonal oder elliptisch ist. Der nicht kreisförmige Rohrquerschnitt bricht die Rotationssymmetrie des Rohrelements, wodurch sich das Rohrelement im aufgesteckten Kopplungselement nicht frei drehen kann. Ein solcher Abschnitt des Rohrelements kann an verschiedenen Stellen des Rohrelements angebracht sein.
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Vorzugsweise ist die drehfeste Verbindung so ausgebildet, dass Rohrelement und Kopplungselement in einem, vorzugsweise genau einem, vorgegebenen Winkel zueinander fixiert sind. Dies ermöglicht beispielsweise eine einfache Ausrichtung des Kopplungselements in einem definierten Winkel zum Rohrelement.
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Die Rastverbindung kann an einem Bereich des Kopplungselements vorgesehen sein, der in gekoppeltem Zustand der Kopplungsbaugruppe zumindest teilweise innerhalb des Anschlusselements liegt, wobei das Anschlusselement ein Lösen der Rastverbindung zwischen Rohrelement und Kopplungselement verhindert. Auf diese Weise wird die Rastverbindung zwischen Kopplungselement und Rohrelement durch das Anschlusselement in gekoppeltem Zustand zusätzlich gesichert.
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Alternativ kann die Rastverbindung an einem Bereich des Kopplungselements vorgesehen sein, der in gekoppeltem Zustand der Kopplungsbaugruppe außerhalb des Anschlusselements liegt. Eine solche Rastverbindung ist auch in gekoppeltem Zustand der Kopplungsbaugruppe zugängig und ermöglicht beispielsweise eine Inspektion der Rastverbindung im gekoppelten Zustand. Darüber hinaus ist es bei einer solchen Rastverbindung möglich, das Kopplungselement zuerst mit dem Anschlusselement zu koppeln und anschließend das Rohrelement im Kopplungselement einrasten zu lassen.
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Die Rastverbindung kann eine Rastnase am Kopplungselement aufweisen, die in eine Einbuchtung oder Ausbuchtung des Rohrelements eingreift. Dies ermöglicht eine einfache und flexible Ausführung der Rastverbindung.
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Vorzugsweise ist ein Anschlusselement vorgesehen, das über eine formschlüssige, vorzugsweise lösbare, Verbindung mit dem Kopplungselement verbunden ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die formschlüssige Verbindung des Kopplungselements mit dem Anschlusselement durch eine Klammer hergestellt, die in Aussparungen am Kopplungselement und am Anschlusselement eingreift. Auf diese Weise kann die formschlüssige Verbindung des Kopplungselements auf einfache Weise durch Anbringen bzw. Entfernen der Klammer hergestellt bzw. gelöst werden.
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Vorzugsweise ist die formschlüssige Verbindung des Kopplungselements mit dem Anschlusselement so ausgebildet, dass Anschlusselement und Kopplungselement in einem, vorzugsweise genau einem, vorgegebenen Winkel zueinander fixiert sind. Dies ermöglicht eine genaue Ausrichtung zwischen Kopplungselement und Anschlusselement und kann zur Vermeidung eines Fehlanschlusses bei mehreren Anschlusselementen genutzt werden, falls die Anschlusselemente jeweils verschiedene Ausrichtungen der Kopplungselemente vorsehen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Dichtung zwischen dem Rohrelement und dem Anschlusselement vorgesehen. Die Dichtung verhindert ein Austreten von Flüssigkeiten oder Gasen zwischen dem Rohrelement und dem Anschlusselement. Da sie unmittelbar zwischen dem Rohrelement und dem Anschlusselement abdichtet, ist eine maximale Sicherheit gegen eine Leckage gegeben.
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Alternativ können eine erste Dichtung zwischen dem Rohrelement und dem Kopplungselement und eine zweite Dichtung zwischen dem Kopplungselement und dem Anschlusselement vorgesehen sein.
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Das Rohrelement kann aus Metall, vorzugsweise Aluminium, gefertigt sein. Metallrohrelemente können in einem größeren Druck- und Temperaturbereich angewendet werden als beispielsweise Kunststoffrohrelemente.
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Das Kopplungselement ist vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt. Dies ermöglicht insbesondere eine einfache Formgebung des Kopplungselements.
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Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur Kopplung eines Rohrelements einer Fahrzeug-Klimaanlage an ein Anschlusselement mit den Verfahrensschritten des Anspruchs 18. Ein solches Verfahren ermöglicht einen einfachen Anschluss der Fahrzeug-Klimaanlage an das Anschlusselement, wobei das Rohrelement und das Kopplungselement separate Bauelemente sind. Insbesondere bei einer Fahrzeug-Klimaanlage mit fest verbundenem Rohrelement können verschiedene Ausführungsformen des Kopplungselements einen Anschluss an verschieden ausgeführte Anschlusselemente ermöglichen. Darüber hinaus wird auf diese Weise eine Drehung des Kopplungselements relativ zum Rohrelement verhindert und der Winkel des Kopplungselements zum Rohrelement vorgegeben.
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Das Kopplungselement wird in einem, vorzugsweise genau einem, vorgegebenen Winkel zu einem Gehäuse der Klimaanlage auf das Rohrelement aufgesteckt und durch eine drehfeste Verbindung in diesem Winkel zum Gehäuse fixiert. Auf diese Weise wird eine Drehung des Kopplungselements relativ zum Gehäuse der Klimaanlage verhindert und der Winkel des Kopplungselements zum Gehäuse der Klimaanlage vorgegeben.
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Das Kopplungselement kann in einem, vorzugsweise genau einem, vorgegebenen Winkel zum Anschlusselement in das Anschlusselement eingeführt werden und durch eine formschlüssige Verbindung in diesem Winkel zum Anschlusselement fixiert werden. Durch die genaue Vorgabe der Winkel zwischen den Elementen der Kopplungsbaugruppe wird, insbesondere bei mehreren Rohrelementen, die an mehrere Anschlusselemente angeschlossen werden sollen, ein Fehlanschluss verhindert.
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Vorzugsweise ist die Rastverbindung zwischen Rohrelement und Kopplungselement standardisiert. Auf diese Weise kann ein Kopplungselement mit verschiedenen Rohrelementen verschiedener Fahrzeug-Klimaanlagen verwendet werden oder verschiedene Kopplungselemente können mit einem Rohrelement verwendet werden zum Anschluss an verschiedene Anschlusselemente.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
- - 1 eine Schnittansicht einer Kopplungsbaugruppe gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
- - 2 eine weitere Schnittansicht der Kopplungsbaugruppe gemäß 1;
- - 3 eine Explosionsansicht der Kopplungsbaugruppe gemäß 1;
- - 4 eine perspektivische Ansicht eines Kopplungselements gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
- - 5 eine perspektivische Ansicht der Kopplungsbaugruppe gemäß 1;
- - 6 eine weitere perspektivische Ansicht der Kopplungsbaugruppe aus 1;
- - 7 eine Schnittansicht der Kopplungsbaugruppe aus 1;
- - 8 eine perspektivische Ansicht der Kopplungsbaugruppe mit Anschlusselement gemäß der ersten Ausführungsform;
- - 9 eine weitere perspektivische Ansicht der Kopplungsbaugruppe aus 8;
- - 10 eine Schnittansicht einer Kopplungsbaugruppe gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
- - 11 ein Rohrelement der Kopplungsbaugruppe aus 10;
- - 12 ein Kopplungselement der Kopplungsbaugruppe aus 10;
- - 13 ein mit einem Rohrelement verbundenes Kopplungselement gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
- - 14 eine perspektivische Ansicht der Kopplungsbaugruppe mit Anschlusselement gemäß 10;
- - 15 eine perspektivische Ansicht des Kopplungselements gemäß der zweiten Ausführungsform;
- - 16 eine perspektivische Ansicht der Kopplungsbaugruppe gemäß 10;
- - 17a bis 17c eine Schnittansicht der Kopplungsbaugruppe gemäß der zweiten Ausführungsform entlang der Schnittebene XVII-XVII in 10;
- - 18 eine weitere Schnittansicht der Kopplungsbaugruppe gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
- - 19 eine Schnittansicht einer Kopplungsbaugruppe gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
- - 20 eine perspektivische Ansicht des Rohrelements aus 19;
- - 21 eine perspektivische Ansicht des Kopplungselements aus 19;
- - 22 eine perspektivische Ansicht des mit dem Rohrelement verbundenen Kopplungselements gemäß 19;
- - 23 eine perspektivische Ansicht der Kopplungsbaugruppe mit Anschlusselement gemäß 19;
- - 24 eine perspektivische Ansicht des hinteren Bereichs des Kopplungselements gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung;
- - 25 eine perspektivische Ansicht des hinteren Bereichs der Kopplungsbaugruppe mit Anschlusselement gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung;
- - 26 eine Schnittansicht einer Kopplungsbaugruppe gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung;
- - 27 eine Detailansicht eines Gehäuses einer erfindungsgemäßen Klimaanlage;
- - 28 eine perspektivische Ansicht eines mit einem Rohrelement verbundenen Kopplungselements gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
- - 29 eine Explosionsansicht des Rohrelements und des Kopplungselements von 28;
- - 30 eine perspektivische Ansicht des Kopplungselements von 28;
- - 31 eine erste perspektivische Ansicht einer Kopplungsbaugruppe mit dem Kopplungselement von 28;
- - 32 eine zweite perspektivische Ansicht der Kopplungsbaugruppe von Kopplungsbaugruppe von 28; und
- - 33 einen Querschnitt durch die Kopplungsbaugruppe von 31 in einem montierten Zustand.
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Eine erste Ausführungsform einer Kopplungsbaugruppe 10 für eine Fahrzeug-Klimaanlage wird anhand der 1 bis 9 beschrieben. Ein Rohrelement 12 einer Fahrzeug-Klimaanlage ist über ein Kopplungselement 14 mit einem Anschlusselement 16 verbunden.
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1 und 2 zeigen jeweils eine Schnittansicht der an das Anschlusselement 16 gekoppelten Kopplungsbaugruppe 10, wobei 1 eine Draufsicht auf die Schnittfläche zeigt und 2 ausschließlich die Schnittebene darstellt.
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Das Rohrelement 12 weist eine Falzung auf, die eine in Umfangsrichtung umlaufende Ausbuchtung 18 bildet. Am vorderen Ende des Rohrelements 12 ist eine Aussparung 20 vorgesehen.
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Das Kopplungselement 14 ist auf das Ende des Rohrelements 12 aufgesteckt. Im hinteren Bereich des Kopplungselements 14 weist das Kopplungselement 14 mehrere Rastnasen 22 auf, die an der Ausbuchtung 18 des Rohrelements 12 angreifen, wodurch eine Rastverbindung 24 zwischen Kopplungselement 14 und Rohrelement 12 gebildet wird.
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Im Inneren des Kopplungselements 14 ist ein radial nach innen ragender Vorsprung 26 vorgesehen, der formschlüssig mit der Aussparung 20 im Rohrelement 12 ineinandergreift, um eine drehfeste Verbindung 28 zwischen Rohrelement 12 und Kopplungselement 14 zu bilden. Durch das formschlüssige Ineinandergreifen des radial nach innen ragenden Vorsprungs 26 des Kopplungselements 14 und der Aussparung 20 des Rohrelements 12 wird eine Drehung des Rohrelements 12 relativ zum Kopplungselement 14 verhindert, wobei Rohrelement 12 und Kopplungselement 14 in einem vorgegebenen Winkel zueinander fixiert sind. Der Vorsprung 26 und die Aussparung 20 sind in der in 1 gezeigten Variante im Wesentlichen rechteckig ausgeführt.
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Es ist auch möglich, dass mehrere ineinandergreifende Vorsprünge 26 und Aussparungen 20 vorgesehen sind, die beispielsweise bei einer symmetrischen Verteilung in Umfangsrichtung mehrere vorgegebene Winkel zur Fixierung von Rohrelement 12 und Kopplungselement 14 ermöglichen oder beispielsweise bei asymmetrischer Verteilung oder unterschiedlichen Größen der Vorsprünge 26 und Aussparungen 20 genau einen Winkel vorgeben.
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Das Kopplungselement 14 ist in das Anschlusselement 16 eingeführt und liegt mit einer Anschlagfläche 30 an einem Anschlag des Anschlusselements 16 an. In dieser Position sind Aussparungen 32 am Kopplungselement 14 und Aussparungen 34 am Anschlusselement 16 in axialer Richtung aufeinander ausgerichtet. Eine Klammer 36 erstreckt sich durch die Aussparungen 32 am Kopplungselement 14 und die Aussparungen 34 am Anschlusselement 16 und stellt auf diese Weise eine formschlüssige Verbindung 38 zwischen Kopplungselement 14 und Anschlusselement 16 her. Die formschlüssige Verbindung 38 fixiert das Kopplungselement 14 in axialer Richtung am Anschlusselement 16.
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Die Klammer 36 ist am Anschlusselement 16 lösbar angeordnet, wodurch die formschlüssige Verbindung 38 von Kopplungselement 14 und Anschlusselement 16 lösbar ist.
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Das Kopplungselement 14 weist im Bereich der Aussparungen 32 zwei radial nach außen ragende Vorsprünge 40 auf, die Teil der formschlüssigen Verbindung 38 sind und in dafür vorgesehene Ausnehmungen 42 im Anschlusselement 16 eingreifen, sodass Anschlusselement 16 und Kopplungselement 14 in einem vorgegebenen Winkel zueinander fixiert sind. Die Vorsprünge 40 sind auf gegenüberliegenden Seiten des Kopplungselements 14 angeordnet und sind von unterschiedlicher Größe. Auf diese Weise fixiert die formschlüssige Verbindung 38 Anschlusselement 16 und Kopplungselement 14 in genau einem vorgegebenen Winkel zueinander. Zur Fixierung in genau einem vorgegebenen Winkel können anstelle der unterschiedlichen Größe der Vorsprünge 40 und Ausnehmungen 42 beispielsweise auch asymmetrische Verteilungen der Vorsprünge 40 und Ausnehmungen 42 vorgesehen sein.
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Eine erste Dichtung 44 ist zwischen dem Rohrelement 12 und dem Kopplungselement 14 vorgesehen. Eine zweite Dichtung 46 ist zwischen dem Kopplungselement 14 und dem Anschlusselement 16 vorgesehen. Die Dichtungen 44, 46 sind jeweils als O-Ringe ausgeführt. Es können natürlich auch andere Ausführungen der Dichtungen 44, 46 vorgesehen sein.
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3 zeigt eine Explosionsansicht des Kopplungselements 14 mit der ersten Dichtung 44 und dem Rohrelement 12.
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4 zeigt eine perspektivische Ansicht des Kopplungselements 14 mit eingelegter erster Dichtung 44. 5 und 6 zeigen perspektivische Ansichten des mit dem Rohrelement 12 verbundenen Kopplungselements 14.
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7 zeigt eine weitere Schnittansicht der ersten Ausführungsform, wobei in dieser Variante der radial nach innen ragende Vorsprung 26 auf der zum Rohrelement 12 zeigenden Seite gerundet ist, wodurch die Positionierung des Rohrelements 12 in Umfangsrichtung im Kopplungselement 14 vereinfacht wird.
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8 und 9 zeigen zwei perspektivische Ansichten der an das Anschlusselement 16 gekoppelten Kopplungsbaugruppe 10. In 8 sind die Vorsprünge 40 des Kopplungselements 14 und die Ausnehmungen 42 des Anschlusselements 16, die den Winkel der formschlüssigen Verbindung 38 des Kopplungselements 14 mit dem Anschlusselement 16 vorgeben, gezeigt.
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In 9 sind die Aussparungen 32, 34 des Kopplungselements 14 bzw. Anschlusselements 16 und die Klammer 36 der formschlüssigen Verbindung 38 gut zu erkennen.
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In den 10 bis 18 wird eine zweite Ausführungsform der Kopplungsbaugruppe 10 gezeigt. Die formschlüssige Verbindung 38 zwischen dem Kopplungselement 14 und dem Anschlusselement 16 entspricht der formschlüssigen Verbindung 38 der ersten Ausführungsform und wird im Folgenden nicht weiter erläutert. Das Anschlusselement 16 ist mit dem Anschlusselement 16 der ersten Ausführungsform identisch.
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Eine Dichtung 48 ist vorgesehen, deren Ausführung im Wesentlichen mit der zweiten Dichtung 46 der ersten Ausführungsform identisch ist.
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10 und 18 zeigen jeweils eine Schnittansicht der zweiten Ausführungsform der Kopplungsbaugruppe 10, wobei 10 eine Draufsicht auf die Schnittebene zeigt und 18 ausschließlich die Schnittebene darstellt.
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Das Kopplungselement 14 ist auf das Ende des Rohrelements 12 aufgesteckt. Eine Rastverbindung 24 im vorderen Bereich des Kopplungselements 14 weist zwei Rastnasen 22 auf, die in eine Einbuchtung 50 des Rohrelements 12 eingreifen. Die Einbuchtung 50 wird durch eine umlaufende Nut im Rohrelement 12 gebildet.
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Die Rastverbindung 24 ist an einem Bereich des Kopplungselements 14 vorgesehen, der in gekoppeltem Zustand der Kopplungsbaugruppe 10 innerhalb des Anschlusselements 16 liegt. Die Rastnasen 22 bilden einen Teil der Anschlagfläche 30 des Kopplungselements 14. In gekoppeltem Zustand der Kopplungsbaugruppe 10 liegt die Anschlagfläche 30 des Kopplungselements 14 am Anschlag des Anschlusselements 16 an, wodurch eine radiale Bewegung der Rastnasen 22 aus der Einbuchtung 50 heraus durch das Anschlusselement 16 verhindert wird. Auf diese Weise verhindert das Anschlusselement 16 ein Lösen der Rastverbindung 24 zwischen Rohrelement 12 und Kopplungselement 14 in gekoppeltem Zustand der Kopplungsbaugruppe 10.
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Eine drehfeste Verbindung 28 wird in der zweiten Ausführungsform durch die Formgebung eines Abschnitts 52 des Rohrelements 12 ermöglicht. In diesem Abschnitt 52 des Rohrelements 12 ist der Rohrquerschnitt nicht kreisförmig. Der nicht kreisförmige Rohrquerschnitt bricht eine Rotationssymmetrie des Rohrelements 12 und verhindert ein freies Drehen des Rohrelements 12 im aufgesteckten Kopplungselement 14.
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In 11 ist eine perspektivische Ansicht des Rohrelements 12 gezeigt. Das Rohrelement 12 weist im Abschnitt 52 einen größeren Radius auf, wobei das Rohrelement 12 im Abschnitt 52 auf einer Seite abgeflacht ist. Wie in 15 und 16 gut zu erkennen ist, entspricht die Geometrie des Kopplungselements 14 der Geometrie des Abschnitts 52 des Rohrelements 12, wodurch das Rohrelement 12 in der in 11 und 15 gezeigten Variante in genau einem vorgegebenen Winkel zueinander fixiert sind.
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12 zeigt das Kopplungselement 14 mit den beiden Rastnasen 22. Die Rastnasen 22 sind an in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Seiten des Kopplungselements 14 angeordnet. Es ist natürlich auch möglich, dass mehrere Rastnasen 22 insbesondere über den gesamten Umfang des Kopplungselements 14 verteilt sind.
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13 zeigt eine perspektivische Ansicht des mit dem Rohrelement 12 verbundenen Kopplungselements 14. Wie in dieser Ansicht gut zu erkennen ist, steht das Rohrelement 12 auf der Vorderseite über das Kopplungselement 14 hinaus. Dies ermöglicht, wie in 10 und 18 gut zu erkennen, die Verwendung einer einzigen Dichtung 48 zwischen dem Rohrelement 12 und dem Anschlusselement 16.
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14 zeigt eine perspektivische Ansicht der an das Anschlusselement 16 gekoppelten Kopplungsbaugruppe 10 mit der formschlüssigen Verbindung 38.
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15 zeigt das Kopplungselement 14 in einer perspektivischen Ansicht von hinten, wobei der nicht kreisförmige, auf einer Seite abgeflachte Querschnitt zur Aufnahme des Abschnitts 52 des Rohrelements 12 gut zu erkennen ist.
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16 zeigt die an das Anschlusselement 16 gekoppelte Kopplungsbaugruppe 10 in einer perspektivischen Ansicht von hinten, wobei die formschlüssige Verbindung 38 mit den Vorsprüngen 40 des Kopplungselements 14 und den Ausnehmungen 42 des Anschlusselements 16 gut zu erkennen ist.
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In den 17a, 17b und 17c sind verschiedene Möglichkeiten von nicht kreisförmigen Rohrquerschnitten gezeigt. In 17a ist der Rohrquerschnitt im Wesentlichen polygonal mit vier Ecken. Die Symmetrie des polygonalen Rohrquerschnitts ermöglicht vier vorgegebene Winkel zwischen dem Rohrelement 12 und dem Kopplungselement 14, wobei das Rohrelement 12 jeweils um eine Vierteldrehung gedreht sein kann.
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17b entspricht im Wesentlichen dem in 10 bis 16 gezeigten Rohrquerschnitt des Rohrelements 12. Die Schnittebene X-X entspricht der Schnittebene der 10 und 18. Das Rohrelement 12 ist dabei im Abschnitt 52 auf einer Seite abgeflacht. Diese Geometrie gibt genau einen Winkel zwischen Rohrelement 12 und Kopplungselement 14 vor.
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17c zeigt eine elliptische Geometrie des nicht kreisförmigen Rohrquerschnitts, die zwei mögliche Winkel vorgibt.
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Es sind natürlich auch weitere nicht kreisförmige Rohrquerschnitte im Abschnitt 52 des Rohrelements 12 möglich, beispielsweise ovale oder eierförmige Querschnitte, Ausbuchtungen an einer oder mehreren Seiten oder andere unregelmäßige Geometrien.
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Eine dritte Ausführungsform der Erfindung ist in den 19 bis 27 beschrieben. Die formschlüssige Verbindung des Kopplungselements 14 mit dem Anschlusselement 16 entspricht wiederum der formschlüssigen Verbindung 38 der ersten Ausführungsform. Die Rastverbindung 24 im vorderen Bereich des Kopplungselements 14 entspricht der Rastverbindung 24 der zweiten Ausführungsform. Auf diese Elemente wird im Folgenden nicht genauer eingegangen.
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19 und 26 zeigen eine Schnittansicht der dritten Ausführungsform der Kopplungsbaugruppe 10, wobei 19 eine Draufsicht auf die Schnittebene zeigt und 26 ausschließlich die Schnittebene darstellt. 26 zeigt auch einen Teil des Gehäuses 58 der Klimaanlage.
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Das Kopplungselement 14 weist zwei sich in axialer Richtung erstreckende Fortsätze 54 auf.
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Die Fortsätze 54 greifen formschlüssig in Ausnehmungen 56 in einem Gehäuse 58 einer Klimaanlage, der das Rohrelement 12 zugeordnet ist. Die Fortsätze 54 bilden mit den Ausnehmungen 56 im Gehäuse 58 eine drehfeste Verbindung 60 zwischen dem Gehäuse 58 und dem Kopplungselement 14.
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20 zeigt das Rohrelement 12 mit der in Umfangsrichtung umlaufenden Einbuchtung 50. Der Querschnitt des Rohrelements 12 ist kreisförmig. Das Kopplungselement 14 mit den sich axial erstreckenden Fortsätzen 54 ist in 21 gezeigt. Es ist keine drehfeste Verbindung zwischen Rohrelement 12 und Kopplungselement 14 vorgesehen, wodurch sich die Bauweise des Rohrelements 12 vereinfacht und die Herstellung des Rohrelements 12 besonders kostengünstig ist.
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22 zeigt das am Rohrelement 12 fixierte Kopplungselement 14 und 23 zeigt die gesamte am Anschlusselement 16 gekoppelte Kupplungsbaugruppe 10 mit der formschlüssigen Verbindung 38.
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24 und 25 zeigen jeweils eine perspektivische Ansicht des Kopplungselements 14 mit den Fortsätzen 54 in einer Ansicht von hinten, wobei das Kopplungselement 14 in 25 an das Rohrelement 12 und das Anschlusselement 16 gekoppelt ist. In 24 ist gut zu erkennen, dass die beiden Fortsätze 54 in Umfangsrichtung unterschiedlich groß sind. Aufgrund der unterschiedlichen Größen der beiden Fortsätze 54 und Ausnehmungen 56 sind Gehäuse 58 und Kopplungselement 14 durch die drehfeste Verbindung 60 in genau einem vorgegebenen Winkel zueinander fixiert. 27 zeigt einen Abschnitt des Gehäuses 58 der Klimaanlage. Das Gehäuse 58 weist zwei Öffnungen 62 auf, durch die die Rohrelemente 12 aus dem Gehäuse 58 der Klimaanlage ragen können. Neben den Öffnungen 62 sind jeweils zwei Ausnehmungen 56 für die Aufnahme der Fortsätze 54 des Kopplungselements 14 angeordnet.
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Die beiden unterschiedlich großen Ausnehmungen 56 sind bei den beiden Öffnungen 62 jeweils in verschiedener Orientierung angeordnet, wodurch auch die Kopplungselemente 14 in unterschiedlichen Orientierungsrichtungen am Gehäuse 58 angeordnet sind. Da auch die formschlüssige Verbindung 38 genau einen Winkel zwischen dem Kopplungselement 14 und dem Anschlusselement 16 vorgibt, wird auch die Orientierung des Anschlusselements 16 durch die Anordnung der Ausnehmungen 56 am Gehäuse 58 bestimmt. Auf diese Weise wird ein falscher Anschluss bei mehreren Rohrelementen 12 und Anschlusselementen 16 verhindert.
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Bei allen Ausführungsformen ist das Rohrelement 12 aus Metall, insbesondere Aluminium, gefertigt. Das Kopplungselement 14 ist aus Kunststoff gefertigt. Abhängig von den Anforderungen der Bauteile, insbesondere in Bezug auf Temperatur und Druck, können auch andere Materialen verwendet werden.
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Die verschiedenen gezeigten Verbindungen zwischen Rohrelement 12, Kopplungselement 14 und Anschlusselement 16 können natürlich auch auf andere Art ausgeführt sein. Insbesondere ist es möglich, ineinandergreifende Vorsprünge und Aussparungen an den jeweiligen Elementen zu vertauschen.
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Im Folgenden wird ein Verfahren zur Kopplung eines Rohrelements 12 einer Fahrzeug-Klimaanlage an ein Anschlusselement 16 beschrieben. In einem ersten Verfahrensschritt werden das Rohrelement 12, das Anschlusselement 16 und ein separates Kopplungselement 14 bereitgestellt. Es ist auch möglich, dass mehrere Rohrelemente 12 und Anschlusselemente 16 bereitgestellt werden, beispielsweise Zu- und Ablaufrohre der Fahrzeug-Klimaanlage. Jedem Rohrelement 12 ist dabei genau ein Kopplungselement 14 zugeordnet.
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Das Kopplungselement 14 wird auf das Ende des Rohrelements 12 aufgesteckt und durch die Rastverbindung 24 am Rohrelement 12 befestigt. Die Rastverbindung 24 kann wie in der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform im hinteren Bereich des Kopplungselements 14 oder wie in der in 10 gezeigten zweiten Ausführungsform im vorderen Bereich des Kopplungselements 14 angeordnet sein.
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Das am Rohrelement 12 fixierte Kopplungselement 14 wird in das Anschlusselement 16 eingeführt und im Anschlusselement 16 befestigt. Zur Befestigung ist die formschlüssige Verbindung 38 vorgesehen.
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Die Rohrelemente 12 und die Kopplungselemente 14 können somit bis zur eigentlichen Montage der Fahrzeug-Klimaanlage als separate Bauteile behandelt werden, insbesondere bei der Produktion der Bauteile. Sind die Rohrelemente 12 beispielsweise fest mit der Fahrzeug-Klimaanlage verbunden, so ermöglichen verschieden ausgebildete Kopplungselemente 14 den Anschluss der gleichen Fahrzeug-Klimaanlage an verschiedene Anschlusselemente 16. Es ist auch möglich, dass die Rastverbindung 24 zur Befestigung des Kopplungselements 14 am Rohrelement 12 lösbar ausgeführt ist, wodurch ein Austausch der Kopplungselements 14 und somit ein Austausch der Klimaanlage und Anschluss an verschiedene Anschlusselemente 16 möglich ist.
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Das Kopplungselement 14 wird in genau einem vorgegebenen Winkel zum Rohrelement 12 auf das Rohrelement 12 aufgesteckt und durch eine drehfeste Verbindung 28 in diesem Winkel zum Rohrelement 12 fixiert (gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform). Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Klimaanlage nicht in unmittelbarer Nähe des Anschlusselements 16 ist oder falls das Rohrelement 12 zwischen der Klimaanlage und dem Anschlusselement 16 gewinkelt ist.
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Bei einem Kopplungselement 14 gemäß der dritten Ausführungsform wird das Kopplungselement 14 in genau einem vorgegebenen Winkel zu dem Gehäuse 58 der Klimaanlage auf das Rohrelement 12 aufgesteckt und durch eine drehfeste Verbindung 60 in diesem Winkel zum Gehäuse 58 fixiert. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, falls das Rohrelement 12 ohne Winkel zwischen der Klimaanlage und dem Anschlusselement 16 angeordnet ist und das Anschlusselement 16 in der Nähe der Klimaanlage ist. Das Kopplungselement 14 wird in genau einem vorgegebenen Winkel zum Anschlusselement 16 in das Anschlusselement 16 eingeführt und durch die formschlüssige Verbindung 38 in diesem Winkel zum Anschlusselement 16 fixiert. Auf diese Weise wird ein versehentlicher Fehlanschluss des Rohrelements 12 an das falsche Anschlusselement 16 verhindert.
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Bei der in den 1 bis 9 gezeigten ersten Ausführungsform ist auch erst eine Kopplung des Kopplungselements 14 mit dem Anschlusselement 16 und anschließend ein Einstecken des Rohrelements 12 in das Kopplungselement 14 möglich, da die Rastverbindung 24 im gekoppelten Zustand außerhalb des Anschlusselements 16 liegt.
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In den 28 bis 33 ist eine Kopplungsbaugruppe gemäß einer vierten Ausführungsform gezeigt. Für Merkmale, die von vorhergehenden Baugruppen bekannt sind, werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
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Die Kopplungsbaugruppe der vierten Ausführungsform basiert im Wesentlichen auf der dritten Ausführungsform, verwendet aber zusätzlich einen umlaufenden Bund oder eine Ausbuchtung 18 am Rohrelement 12, wie sie von der ersten Ausführungsform bekannt ist. Anders als bei der ersten Ausführungsform dient die Ausbuchtung 18 aber nicht dazu, mit der Rastverbindung 24 zusammenzuwirken. Bei der vierten Ausführungsform dient die Ausbuchtung 18 als Widerlager für eine Anlageschulter 70, die am Kopplungselement 14 „an der Rückseite“ vorgesehen ist, also an der vom Ende des Rohrelements 12 und der Rastverbindung 24 abgewandten Seite.
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Bei der Montage wird das Kopplungselement 14 auf das Rohrelement 12 aufgeschoben. Die Ausbuchtung 18 zusammen mit der Anlageschulter 70 verhindert, dass das Kopplungselement 14 zu weit auf das Rohrelement aufgeschoben wird und dadurch andere Bauteile beschädigt, beispielsweise eine Isolierung auf dem Rohr. Stattdessen gewährleistet die Ausbuchtung 18 zusammen mit der Anlageschulter 70, dass das Kopplungselement 14 genau bis zu der Position auf das Rohrelement 12 aufgeschoben wird, in der die Rastnasen 22 am Kopplungselement 14 die Rastverbindung 24 mit der Nut des Rohres herstellen, die von der Einbuchtung 50 gebildet ist. Auf diese Weise ergeben sich kleine Toleranzen und eine hohe Prozesssicherheit.
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Ein weiteres Merkmal der vierten Ausführungsform besteht darin, dass sich das Rohrelement 12 im Kopplungselement 14 frei drehen kann (wenn man von der Reibung aufgrund der Rastverbindung 24 etc. absieht). Dies gewährleistet, dass sich das Rohrelement bei der Montage „richtig“ im Kopplungselement ausrichten kann und sich daher nicht relativ zum Kopplungselement 14 und damit zum Gehäuse 58 verspannen kann.