DE4403402A1 - Rohranschluß für einen Wasserkasten eines Kraftfahrzeug-Wärmetauschers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rohranschluß für einen Wasserka­ sten eines Kraftfahrzeug-Wärmetauschers mit einem Anschlußstut­ zen, mit dem ein Rohrende eines zur Führung von Wärmetausch­ flüssigkeit dienenden Rohres dicht verbindbar ist.

Aus der DE 35 17 488 C2 ist ein Wasserkasten für einen Kraft­ fahrzeug-Wärmetauscher bekannt, der einen Rohranschluß auf­ weist. Dazu ist am Wasserkasten ein mit diesem einstückiger An­ schlußstutzen angeformt, in dessen Öffnung ein Rohrende eines zur Führung von Wärmetauschflüssigkeit dienenden Rohres axial einsteckbar ist. Dieses Rohr wird im Anschlußstutzen durch eine U-förmig gebogene und radial einschiebbare Klammer gehalten. Der Wasserkasten einschließlich des Anschlußstutzens ist aus Kunststoff hergestellt. Kunststoff-Wasserkästen sind jedoch für höhere Systemdrücke nicht geeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Rohranschluß der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Einsatzmöglichkeiten verbes­ sert sind und der für Kraftfahrzeug-Wärmetauschanlagen mit re­ lativ hohen Systemdrücken geeignet ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Anschlußstutzen ein vom Wasserkasten getrenntes Anschlußbauteil ist und mit einem in eine korrespondierende Öffnung des Wasserkastens einsetzba­ ren Verbindungsbereich versehen ist. Dadurch ist es möglich, den Anschlußstutzen an gut zugänglichen Stellen des Wasserka­ stens anzubringen. Die Herstellung des Wasserkastens und des Anschlußstutzens vereinfacht sich durch die Trennung von An­ schlußstutzen und Wasserkasten wesentlich. Durch die Trennung des Anschlußstutzens als Anschlußbauteil ist es auch möglich, den Rohranschluß als Verbindung zwischen zwei Rohren einzuset­ zen.

In Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens der Verbindungs­ bereich des Anschlußstutzens aus einem lötbaren Material, ins­ besondere Metall, hergestellt. Dadurch ist es möglich, den An­ schlußstutzen bei der Herstellung des Wärmetauschers mit zu verlöten. Es ist von Vorteil, die Verlötung des gesamten Wärme­ tauschers, d. h. von Wasserkästen, Rippen-Rohrblock und An­ schlußstutzen, in einem Arbeitsvorgang vorzunehmen, wenn die Wasserkästen des Wärmetauschers aus Metallblechen im Tiefzieh­ verfahren hergestellt worden sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Anschlußstutzen einstückig im Tiefziehverfahren hergestellt. Dies garantiert eine kostengünstige und einfache Herstellung des Anschlußstut­ zens.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Verbindungsbe­ reich des Anschlußstutzens mit einem lötbaren Material be­ schichtet. Dadurch ist der Anschlußstutzen in seinem Verbin­ dungsbereich, mit dem er dicht mit dem korrespondierenden Bau­ teil verbunden wird, verlötbar.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Anschlußbauteil aus einem Aluminiumwerkstoff hergestellt. Dies ist für hohe Sy­ stemdrücke von Vorteil, wenn auch die Wasserkästen aus einem Aluminiumwerkstoff hergestellt sind, so daß sich die gleichen Materialien in einfacher Weise verbinden lassen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die anhand der Zeich­ nungen dargestellt sind.

Fig. 1 zeigt in einem Schnitt einen Kraftfahrzeug-Wärmetau­ scher in Form eines Heizkörpers mit einem oberen und einem unteren Wasserkasten, wobei für jeden Wasser­ kasten eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rohranschlusses vorgesehen ist,

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt des obe­ ren Wasserkastens des Heizkörpers nach Fig. 1 auf Höhe des Rohranschlusses, wobei aus Übersichtlich­ keitsgründen die Isolierung des Heizkörpers nicht dargestellt ist,

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Anschlußstutzen des Rohran­ schlusses nach Fig. 2 entlang der Schnittlinie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 in vergrößerter Darstellung einen Einsatz des An­ schlußstutzens nach den Fig. 2 und 3 für die Verbin­ dung zweier Rohre,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform eines Rohranschlusses ähnlich Fig. 2, bei dem ein axial in den Anschluß­ stutzen hineingestecktes Rohrende mittels einer an­ schraubbaren Lasche dicht gehalten ist und

Fig. 6 eine Draufsicht auf den Anschlußstutzen nach Fig. 5, wobei jedoch das eingesteckte Rohrende sowie die an­ zuschraubende Klemmlasche nicht dargestellt sind.

Ein Wärmetauscher für ein Kraftfahrzeug ist in Fig. 1 ein Heiz­ körper (1) für einen Personenkraftwagen. Der Heizkörper (1) weist einen oberen Wasserkasten (2) sowie einen zweigeteilten unteren Wasserkasten (3) auf, zwischen denen ein in zwei Hälf­ ten (5 und 6) unterteilter Rippenrohrblock verläuft. Der Rip­ penrohrblock des Heizkörpers (1) ist somit in zwei Hälften (5 und 6) aufgeteilt, die unabhängig voneinander von Wärmetausch­ flüssigkeit durchströmt werden können. Der Heizkörper (1) ist daher insbesondere für Personenkraftwagen geeignet, bei denen die Heiztemperatur im Innenraum für die Fahrerseite und die Beifahrerseite jeweils getrennt einstellbar ist. Um die ge­ trennte Durchströmung mit Wärmetauschflüssigkeit zu erzielen, ist am oberen Wasserkasten (2) ein Rohranschluß (7) für ein als Zuleitung dienendes Rohr (10) vorgesehen. Am unteren Wasserka­ sten (3) ist für jede Hälfte (5 und 6) des Rippenrohrblockes jeweils ein als Ablauf dienender Rohranschluß (8, 9) vorgese­ hen. An den Rohranschluß (8) für die rechte Hälfte (6) des Rip­ penrohrblockes schließt ein Rohr (11), an den Rohranschluß (9) für die linke Hälfte (5) des Rippenrohrblockes schließt ein Rohr (12) an. Der Heizkörper (1) weist daher einen Zulauf und zwei voneinander unabhängige Abläufe auf. Das Rohr (12) ist le­ diglich ein Rohrstutzen, an den mittels eines Rohranschlusses (14) ein weiteres Rohr (13) anschließt. Das Rohr (11) ist in der Darstellung nach Fig. 1 nicht sichtbar hinter dem Rohr (12) bzw. dem Rohr (13) angeordnet. Die Rohre (11 und 13) sowie der Rohrstutzen (12) für das Rohr (13) weisen beim Ausführungsbei­ spiel einen Durchmesser von 15 mm auf. Das an den Rohranschluß (7) anschließende Rohr (10) hingegen weist einen größeren Durchmesser von 18 mm auf, um geeignete Strömungsverhältnisse im Strömungskreislauf zu schaffen, da an den unteren Wasser­ kasten (3) zwei Rohre (11, 12) und an den oberen Wasserkasten nur ein Rohr (10) anschließt. Bei einem anderen Ausführungsbei­ spiel der Erfindung sind die beiden Rohre (11; 12, 13) als Zuläufe und das Rohr (10) mit dem entsprechend vergrößerten Durchmesser als Rücklauf vorgesehen. Die Außenwandung des Heiz­ körpers (1) ist von einer an sich bekannten Isolierung (16) umgeben.

Die beiden Wasserkästen (2 und 3) sind beim Ausführungsbeispiel aus einem Aluminiumwerkstoff im Tiefziehverfahren hergestellt und für relativ hohe Systemdrücke geeignet.

Die Rohranschlüsse (7, 8 und 14) sind jeweils mit einem An­ schlußstutzen (15, 15a) versehen, der ein vom jeweiligen Was­ serkasten (2, 3) bzw. dem Rohrstutzen (12) getrenntes und ein­ stückiges Anschlußbauteil darstellt. Die Anschlußstutzen (15a) sind im Bereich der Rohranschlüsse (8, 14) vorgesehen und an die Durchmesser der Rohre (11, 12, 13) angepaßt. Der Anschluß­ stutzen (15) hingegen ist etwas größer bemessen und an den Durchmesser des Rohres (10) angepaßt. Bis auf ihre unterschied­ liche Größe sind die Anschlußstutzen (15 und 15a) jedoch iden­ tisch. Der Anschlußstutzen (15) wird im folgenden anhand der Fig. 2 und 3 näher beschrieben. Um den Anschlußstutzen (15) in den oberen Wasserkasten (2) einsetzen zu können, weist die Wandung des oberen Wasserkastens (2) eine kreisrunde Öffnung auf, die zur Verstärkung mit einem nach innen gebogenen, um­ laufenden Rand versehen ist. Die Öffnung im Bereich des Rohr­ anschlusses (8) im unteren Wasserkasten (3) ist analog ausge­ führt, so daß die ausführliche Beschreibung des Rohranschlusses (7) am oberen Wasserkasten (2) entsprechend auch auf den unte­ ren Wasserkasten (3) übertragbar ist. Der Anschlußstutzen (15) ist aus dem gleichen Werkstoff wie der Wasserkasten (2), näm­ lich aus einem Aluminiumwerkstoff, hergestellt und weist einen rohrförmigen Verbindungsbereich auf, dessen Außendurchmesser so an den Innendurchmesser der Öffnung im oberen Wasserkasten (2) angepaßt ist, daß der Verbindungsbereich in die Öffnung einge­ schoben werden kann. An den Verbindungsbereich schließt sich ein stufenförmig aufgeweiteter zylindrischer Bereich größeren Durchmessers an, der als Anschlagkragen für eine exakte Posi­ tionierung des Anschlußstutzens (15) in der Öffnung des Wasser­ kastens (2) dient. Der Anschlußstutzen (15) ist daher so weit in die Öffnung des Wasserkastens (2) einschiebbar, bis der Anschlagkragen an der Außenseite des Randes der Öffnung des Wasserkastens (2) zur Anlage kommt.

Das dem Verbindungsbereich des Anschlußstutzens (15) gegenüber­ liegende Stirnende stellt eine quadratische Aufnahmeöffnung dar, die durch vier Seitenwände (20 und 21) begrenzt ist. Dabei sind jeweils die gegenüberliegenden Seitenwände (21 bzw. 20) in Höhe, Breite und Form identisch. Die Seitenwände (20) sind höher und breiter als die Seitenwände (21) und weisen jeweils zwei Schlit­ ze für die Durchführung einer Sicherungsklammer (17) auf. Die Sicherungsklammer (17) hintergreift einen durch Stauchung ge­ bildeten Kragen (18) des axial in den Anschlußstutzen (15) eingesteckten Rohrendes des Rohres (10). Der Außendurchmesser des Rohres (10) entspricht in etwa dem Innendurchmesser des Verbindungsbereiches des Anschlußstutzens (15). Im Bereich der Innenwandung des abgestuften Anschlagkragens des Anschlußstut­ zens (15) ist eine umlaufende Dichtung (19) vorgesehen, die beim Hineinschieben des Rohrendes durch den Kragen (18) zusam­ mengepreßt wird. Um das Rohrende des Rohres (10) dicht in dem Anschlußstutzen (15) zu halten, hintergreift die U-förmige Si­ cherungsklammer (17), die durch die Schlitze der Seitenwände (20) hindurchgeschoben ist, den Kragen (18). Die Sicherung des Rohres (10) im Anschlußstutzen (15) entspricht im wesentlichen dem Rohranschluß gemäß der DE 35 17 488 C2, auf die diesbezüg­ lich verwiesen wird. Der Anschlußstutzen (15) ist einstückig im Tiefziehverfahren hergestellt, wodurch der Verbindungsbereich und der Anschlagkragen geschaffen werden. Nach dem Lochen der Schlitze in die späteren Seitenwände (20) werden die Seitenwän­ de (20 und 21) entsprechend hochgestellt. Eine entsprechende Verlötung der Kanten der Seitenwände (20 und 21) miteinander ist nicht notwendig, da der Anschlußstutzen (15) auch ohne eine Verlötung bereits eine ausreichende Stabilität aufweist. Der in die Öffnung des Wasserkastens (2) eingeschobene Anschlußstutzen (15) wird mit der Wandung des Wasserkastens (2) verlötet. Dies ist in einfacher Weise in einem Arbeitsgang zusammen mit der Verlötung des Wasserkastens (2) mit dem Rippenrohrblock mög­ lich. Selbstverständlich kann der Anschlußstutzen (15) auch nachträglich in den bereits fertiggestellten Heizkörper (1) eingelötet werden. Beim Ausführungsbeispiel ist die Außenwan­ dung des Wasserkastens (2) lotplattiert, so daß sich nach dem Einstecken des Anschlußstutzens (15) bei einem Erhitzen auf Löttemperatur im Verbindungsbereich des Anschlußstutzens (15) direkt eine Lötverbindung einstellt.

Der Rohranschluß (9) des unteren Wasserkastens (3) ist relativ schlecht zugänglich. Um den Anschluß des Rohres (13) zu verein­ fachen, ist in die Öffnung des Wasserkastens (3) im Bereich des Rohranschlusses (9) lediglich ein Ende eines Rohrkrümmers (12) eingelötet, an dessen anderem Ende der Rohranschluß (14) mit dem Anschlußstutzen (15a) vorgesehen ist. Dieser Rohranschluß (14) befindet sich seitlich neben dem Heizkörper (1) und ist relativ gut zugänglich. Der Rohranschluß ist entsprechend der Darstellung nach Fig. 4 ausgebildet, so daß nachfolgend auf Fig. 4 Bezug genommen wird. Der Anschlußstutzen (15a) des Rohr­ anschlusses (14) ist mit dem ausführlich beschriebenen An­ schlußstutzen (15) nach den Fig. 2 und 3 identisch. Auch das dichte Einsetzen des Rohres (13) in den Anschlußstutzen (15a) ist mit der beschriebenen Ausführungsform identisch. Das Ende des Verbindungsbereiches des Anschlußstutzens (15a) ist jedoch auf die Außenseite des Rohrendes des Rohres (12a) aufgesetzt und mit dieser Außenseite verlötet. Diese gelötete Verbindung entspricht der Verbindung des Anschlußstutzens (15a) mit dem Rohrkrümmer (12), so daß insoweit auf eine weitere Erläuterung verzichtet werden kann. Der Innendurchmesser des Verbindungsbe­ reiches des Anschlußstutzens (15a) entspricht dem Außendurch­ messer des Rohrendes des Rohres (12a), so daß bei einer Ver­ lötung des Verbindungsbereiches mit dem Rohrende eine umlaufend dichte Verbindung zwischen dem Anschlußstutzen (15a) und dem Rohrende des Rohres (12a) geschaffen wird.

Der Rohranschluß gemäß den Fig. 5 und 6 ist gegenüber dem bis­ her beschriebenen Ausführungsformen geringfügig verändert. Auch bei dieser Ausführung weist der Anschlußstutzen (15b) einen rohrförmigen Verbindungsbereich und einen daran anschließenden Anschlagkragen auf, wobei der Anschlußstutzen (15b) mittels seines Verbindungsbereiches in eine Öffnung einer Wandung eines Wasserkastens (2a) eingesetzt ist. Die Öffnung ist von einem nach außen abragenden umlaufenden Rand umgrenzt. Auch hier ist der Anschlußstutzen (15b) in seinem Verbindungsbereich dicht mit dem Rand der Öffnung des Wasserkastens (2a) verlötet. Der Kragen (18) des in den Anschlußstutzen (15b) eingesteckten Rohrendes des Rohres (10) ist bei dieser Ausführung jedoch nicht durch eine steckbare Klammer, sondern durch eine mittels einer Schraubverbindung gesicherte Lasche (23) dicht in dem An­ schlußstutzen (15b) gehalten. Der nach außen abragende Rand des Anschlußstutzens (15b) ist auf zwei gegenüberliegenden Seiten zur Erhöhung der Stabilität umgefalzt, wodurch sich eine Ein­ hängekante (22) und ein Aufnahmebereich (25) für eine Schraube (24) ergibt. An der Einhängekante (22) des Anschlußstutzens (15b) wird ein hakenförmig gebogener Teil einer aus Blech be­ stehenden Sicherungslasche (23) eingehängt, die den Kragen (18) ähnlich der zuvor beschriebenen Sicherungsklammer hintergreift. Auf der gegenüberliegenden Seite ist die Sicherungslasche (23) mit einer Bohrung versehen, durch die die Schraube (24) hin­ durchschiebbar ist. Um das Einschrauben der Schraube (24) in den Aufnahmebereich (25) zu ermöglichen, weist dieser Aufnahme­ bereich (25) einen Gewindedurchzug (26) auf. Sobald die Schrau­ be (24) daher in den Aufnahmebereich (25) eingeschraubt ist, klemmt sie die Sicherungslasche (23), wodurch der Kragen (18) dicht in den Anschlußstutzen (15b) hineingedrückt wird.

Ein nicht dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung ent­ spricht im wesentlichen der Darstellung nach Fig. 5 und 6. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der untere Rand des Verbindungs­ bereiches des Anschlußstutzens zusätzlich mit einer radial nach innen ragenden Einkerbung versehen, mit der eine entsprechende Einkerbung am unteren Rand der Mantelfläche des Rohres beim Einsetzen des Rohres in Eingriff gebracht wird. Dadurch ist gewährleistet, daß das Rohr nur in einer bestimmten Position in den Anschlußstutzen einsetzbar ist.

Claims (5)

1. Rohranschluß für einen Wasserkasten eines Kraftfahrzeug- Wärmetauschers mit einem Anschlußstutzen, mit dem ein Rohrende eines zur Führung von Wärmetauschflüssigkeit dienenden Rohres dicht verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß­ stutzen (15, 15a) ein vom Wasserkasten (2, 3) getrenntes An­ schlußbauteil ist und mit einem in eine korrespondierende Öff­ nung des Wasserkastens (2, 3) einsetzbaren Verbindungsbereich versehen ist.

2. Rohranschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsbereich des Anschlußstutzens (15, 15a) aus einem lötbaren Material, insbesondere Metall, hergestellt ist.

3. Rohranschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Anschlußstutzen (15, 15a) einstückig im Tief­ ziehverfahren hergestellt ist.

4. Rohranschluß nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Verbindungsbereich des Anschlußstutzens (15, 15a) mit einem lötbaren Material beschichtet ist.

5. Rohranschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußstutzen (15, 15a) aus einem Aluminiumwerkstoff hergestellt ist.