DE69300938T2 - Vorrichtung zur Fluidverbindung für einen Kraftfahrzeugwärmetauscher. - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Fluidverbindung für einen Kraftfahrzeugwärmetauscher.
• Ein derartiger Wärmetauscher wird üblicherweise von einem Fluid durchströmt, bei dem es sich im allgemeinen um Wasser mit Zusatz eines Frostschutzmittels für die Kühlung des Fahrzeugmotors handelt. Dieser Wärmetauscher kann entweder aus dem Kühler des Motors oder aus einem Heizradiator für den Fahrgastraum bestehen. In einem derartigen Wärmetauscher sind zwei Verbindungsvorrichtungen vorgesehen, von denen eine als Einlaß und die andere als Auslaß des Fluids dient.
• In ihrer üblichen Form umfaßt eine solche Verbindungs-Vorrichtung einen Stutzen, der zu einem Sammelkasten oder Wasserkasten des Wärmetauschers gehört und an dem eine Schlauchleitung aufgesteckt ist, die durch eine Schlauchklemme gehaltert wird. Dieser Stutzen ist in der Regel einstückig mit dem Sammelkasten ausgeführt, der beispielsweise aus Kunststoff hergestellt sein kann.
• Bei den derzeitigen Kraftfahrzeugen wird der Motorraum in zunehmendem Maße durch verschiedene Anlagen und Zubehörteile belegt, so daß der für diese verfügbare Platz immer begrenzter ausfällt.
• Daraus folgt, daß die vorerwähnten Schlauchleitungen verförmt werden müssen, um einem gewundenen Verlauf zwischen den Anlagen und Zubehörteilen zu folgen und sich an die Stutzen des Wärmetauschers anzuschließen.
• Die dadurch bedingten Hauptnachteile bestehen darin, daß sich der Einbau des Motors sowie seiner verschiedenen Anlagen und Zubehörteile an den Montagestraßen komplizierter gestaltet, wobei es jedoch auch zu Druckverlusten im Kühlkreislauf des Motors kommt.
• Wie in der FR-A-2 526 932 dargelegt, ist es bekannt, geradlinige Stutzen vorzusehen, die in ausgewählten Richtungen im Verhältnis zu einem Wärmetauschersammelkasten angeschlossen werden. So kann die Ausrichtung der Schlauchleitung im Verhältnis zu dem Sammelkasten, an den sie angeschlossen wird, ausgewählt werden.
• Da jedoch der Anschluß der Schlauchleitung dann in der Achse des Stutzens erfolgt, ist es nicht möglich, diese Schlauchleitung einen abrupten Richtungswechsel in unmittelbarer Nähe des Stutzens vollziehen zu lassen.
• Desweiteren ist es bekannt, gebogene Stutzen zu verwenden, die sich jedoch nicht leicht durch Formung herstellen lassen. Darüber hinaus ist es nicht möglich, einen Wasserkasten herzustellen, der einen damit einstückig ausgeführten gebogenen Stutzen umfaßt.
• Der Zweck der Erfindung besteht vor allein darin, die vorgenannten Nachteile zu beseitigen.
• Die Erfindung verfolgt insbesondere den Zweck, eine Vorrichtung zur Fluidverbindung für einen Kraftfahrzeugwärmetauscher bereitzustellen, der es ermöglicht, einen Schlauch oder eine andere Leitung in einer ausgewählten Position oder Anordnung im Verhältnis zu diesem Wärmetauscher anzuschließen.
• Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine derartige Verbindungsvorrichtung bereitzustellen, die besonders einfach durch Formungs- und/oder maschinelle Bearbeitungsvorgänge hergestellt werden kann.
• Außerdem bezweckt die Erfindung die Bereitstellung einer derartigen Vorrichtung, die keine Änderung des oder der Sammelkästen des Wärmetauschers erfordert, an dem sie angebracht werden soll.
• Darüber hinaus hat die Erfindung den Zweck, eine derartige Verbindungsvorrichtung bereitzustellen, die zu einem minimalen Druckverlust im Kühlkreislauf führt, der durch den Wärmetauscher hindurchgeht.
• Dazu schlägt die Erfindung eine Vorrichtung zur Fluid- Verbindung für einen Kraftfahrzeugwärmetauscher vor, bestehend aus einem ersten Stutzen und einem zweiten Stutzen, die jeweils Verbindungsringe mit zueinander passender Form besitzen, welche jeweils zu einem rohrförmigen Körper gehören, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Verbindungsring des ersten Stutzens in einer Gesamtebene erstreckt, die um einen ausgewählten Winkel im Verhältnis zu einer senkrecht zur Achse des rohrförmigen Körpers dieses Stutzens angeordneten Ebene geneigt ist, und daß sich der Verbindungsring des zweiten Stutzens in einer Gesamtebene erstreckt.
• Der Verbindungsring des ersten Stutzens schafft somit eine Verbindungsebene, die nicht senkrecht zur Achse des Körpers des Stutzens verläuft, der die Form eines geraden Rohres besitzt.
• Daher ist die Achse des ersten Stutzens im Verhältnis zur Achse des zweiten Stutzens geneigt, so daß dieser zweite Stutzen eine ausgewählte Ausrichtung im Verhältnis zum ersten Stutzen erhalten kann.
• Außerdem kann dieser erste Stutzen einfach durch herkömmliche Formungs- und/oder maschinelle Bearbeitungsvorgänge hergestellt werden, da er keine gebogenen Teile umfaßt.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich die Gesamtebene senkrecht zur Achse des Körpers dieses Stutzens.
• Der zweite Stutzen kann ebenfalls einfach durch herkömmliche Formungs- und/oder maschinelle Bearbeitungsverfahren hergestellt werden, da er keine gebogenen Teile umfaßt.
• Der Ausdruck "Verbindungsring", so wie er hier benutzt wird, bezeichnet grundsätzlich einen allgemeinen ringförmigen Teil, der sich an den Körper eines Stutzens anschließt, um seine Verbindung mit einem ringförmigen Teil mit dazu passender Form zu ermöglichen, der an einem anderen Stutzen vorgesehen ist. Ein derartiger Verbindungsring kann beispielsweise aus einem Bundring oder aus einem Flansch bestehen.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt der Verbindungsring des ersten Stutzens eine Steckaufnahme, während der Verbindungsring des zweiten Stutzens einen Steckeinsatz umfaßt.
• Die Steckaufnahme des ersten Stutzens bildet vorteilhafterweise einen Aufnahmesitz mit runder Auflagefläche für einen Runddichtring, während der Steckeinsatz des zweiten Stutzens eine hohlzylindrische Verlängerung ist, um die herum der Runddichtring eingesetzt wird. Auf diese Weise erhält man eine dichte Verbindungsstelle, indem die jeweiligen Verbindungsringe des ersten und zweiten Stutzens aneinander angesetzt und zusammengedrückt werden.
• Der erste Stutzen umfaßt vorteilhafterweise einen Ansatz für den Anschluß einer Schlauchleitung, während der zweite Stutzen mit einem Sammelkasten eines Wärmetauschers verbunden ist.
• Als Variante ist der erste Stutzen mit einem Wärmetauschersammelkasten verbunden, während der zweite Stutzen einen Ansatz für den Anschluß einer Schlauchleitung umfaßt.
• Der Stutzen, der mit dem Sammelkasten des Wärmetauschers verbunden ist, wird vorteilhafterweise einstückig mit dem Sammelkasten hergestellt, der vorzugsweise aus Kunststoff besteht.
• Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung umfaßt die Vorrichtung Sicherungsmittel, um die jeweiligen Verbindungsringe des ersten Stutzens und des zweiten Stutzens in Anlage zu halten.
• Der erste Stutzen und der zweite Stutzen werden vorteilhafterweise jeweils einteilig durch einstückige Formung beispielsweise aus Kunststoff hergestellt.
• In der nachstehenden, nur als Beispiel angeführten Beschreibung wird auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen, auf der folgendes dargestellt ist:
• - Figur 1 zeigt eine Teilansicht im Aufriß zur Darstellung einer erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung, die einerseits mit einem Wärmetauschersammelkasten und andererseits mit einer Schlauchleitung verbunden ist.
• - Figur 2 zeigt eine teilweise im Aufriß und teilweise im Schnitt ausgeführte Ansicht eines Teils der Verbindungsvorrichtung von Figur 1.
• - Figur 3 zeigt eine Schnittansicht des ersten Stutzens der der Verbindungsvorrichtung der Figuren 1 und 2.
• - Figur 4 zeigt in verkleinertem Maßstab eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV von Figur 2.
• Zunächst wird auf Figur 1 Bezug genommen, die eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Fluidverbindung 10 zeigt, welche einerseits mit einem Sammelkasten 12 eines Wärmetauschers, beispielsweise eines Kühlers für einen Kraftfahrzeugmotor, und andererseits mit einer Schlauchleitung 14 verbunden ist. Die Vorrichtung 10 dient zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Sammelkasten 12, der auch als Wasserkasten bezeichnet wird, und der Schlauchleitung 14, um ein Fluid in diesen Sammelkasten einzuleiten oder daraus abzulassen.
• Die Vorrichtung 10 umfaßt einen ersten Stutzen 16, der mit der Schlauchleitung 14 verbunden ist, und einen zweiten Stutzen 18, der mit dem Sammelkasten 12 verbunden ist, wobei die Stutzen 16 und 18 aneinander angefügt sind.
• Der erste Stutzen 16 besitzt einen Verbindungsring 20, der zu einem rohrförmigen Körper 22 gehört, welcher einen Ansatz bildet, auf den die Schlauchleitung 14 aufgesteckt wird. Der zweite Stutzen 18 umfaßt einen Verbindungsring 24, der zu einem rohrförmigen Körper 26 gehört, welcher mit dem Wasserkasten 12 verbunden ist. Die Verbindungsringe 20 und 24 haben zueinander passende Formen und werden durch zwei Schrauben 28 in Anlage gehalten, von denen in Figur 1 nur eine zu erkennen ist.
• Wie im einzelnen in den Figuren 2 und 3 dargestellt wird, handelt es sich bei dem rohrförmigen Körper 22 des ersten Stutzens 16 um ein geradliniges Rohr, das eine rotationssymmetrische Form um eine Achse A&sub1; aufweist. Der rohrförmige Körper 22 umfaßt an einem Ende den Verbindungsring 20 und an seinem entgegengesetzten Ende einen Umfangswulst 30 (Figur 3). Dieser Wulst dient dazu, das Herausziehen der Schlauchleitung 14 zu verhindern, die vorteilhafterweise durch eine Schlauchklemme 32 gesichert wird (Figur 1).
• Wie im einzelnen in den Figuren 2 und 3 dargestellt, erstreckt sich der Verbindungsring 20 des ersten Stutzens 16 in einer Gesamtebene P&sub1;, die um einen ausgewählten Winkel B im Verhältnis zu einer Ebene P&sub0; geneigt ist, welche senkrecht zur Achse A&sub1; des Körpers 22 des Stutzens verläuft. Der Winkel B ist ein spitzer Winkel mit einem ausgewählten Wert, der im allgemeinen kleiner als 45º ist.
• Der Verbindungsring 20 des ersten Stutzens 16 umf aßt eine Steckaufnahme 34, die hier aus einem ringförmigem Aufnahmesitz mit runder Auflagefläche besteht, dessen Mittelpunkt O sich im Schnittpunkt der Achse A&sub1; und der Ebene P&sub1; befindet (Figur 3).
• Der Stutzen 16 kann einteilig durch Formung aus einem geeigneten Werkstoff, beispielsweise aus Metall oder aus Kunststoff, hergestellt werden. Diese Formung ist besonders einfach auszuführen, da der rohrförmige Körper 22 gerade ist, so daß das Entformen in der Richtung der Achse A&sub1; erfolgen kann.
• Der rohrförmige Körper 26 des zweiten Stutzens 18 ist geradlinig und besitzt eine rotationssymmetrische Form um eine Achse A&sub2; (Figur 2). Diese Achse A&sub2; ist entsprechend einer ausgewählten Ausrichtung im Verhältnis zum Sammelkasten 12 angeordnet, wie dies beispielsweise in der bereits erwähnten FR-A-2 526 932 dargelegt wird.
• Der Verbindungsring 24 des zweiten Stutzens 18 erstreckt sich in einer Gesamtebene P&sub2; (Figur 2), die senkrecht zur Achse A&sub2; des Körpers 26 verläuft. Der Verbindungsring 24 besitzt einen Steckeinsatz, der eine zylindrische Verlängerung 35 in der Achse A&sub2; umfaßt, die sich an den Ring 24 über eine ringförmige Schulter 38 anschließt. Um die zylindrische Verlängerung 36 herum wird ein Runddichtring 40 eingesetzt, so daß er an der Schulter 38 zur Anlage kommt.
• Die zylindrische Verlängerung 36 bildet einen Steckeinsatz, der mit der Steckaufnahme 34 des Rings 20 zusammenwirken kann, wie dies in Figur 2 dargestellt ist. Wenn die Ringe 20 und 24, wie in Figur 2 veranschaulicht, aneinander angesetzt werden, verlaufen ihre jeweiligen Verbindungsebenen P&sub1; und P&sub2; parallel zueinander, wobei sich der Runddichtring 40 in dem ringförmigen Zwischenraum befindet, der zwischen der zylindrischen Verlängerung 36 und der ringförmigen Schulter 38 einerseits und der Steckaufnahine 34 mit runder Auflagefläche andererseits aufgenommen ist. In dieser Position bilden die Achsen A&sub1; bzw. A&sub2; der rohrförmigen Körper 22 und 26 untereinander einen Winkel B (Figur 2) gleich dem Neigungswinkel B der Ebene P&sub1; im Verhältnis zur Ebene P&sub0;.
• In einer nicht dargestellten Variante könnte die Verbindungsebene P&sub2; des zweiten Stutzens 18 ebenfalls im Verhältnis zu einer zur Achse A&sub2; senkrechten Ebene geneigt sein. In diesem Falle wäre der Winkel zwischen den Achsen A&sub1; und A&sub2; unterschiedlich.
• Der Stutzen 18 kann einteilig mit dem Sammelkasten 12 ausgeführt werden, wobei er leicht durch Formung, beispielsweise aus Kunststoff, herzustellen ist.
• Wie in Figur 4 dargestellt, hat der Verbindungsring 24 die allgemeine Form einer Raute mit abgerundeten Ecken, so daß zwei diametral entgegengesetzte Ösen 42 gebildet werden, durch die jeweils eine Schraube 28 hindurchgeführt werden kann. Jede der Schrauben 28 kann durch eine Bohrung des Rings 20 hindurchgehen (Figuren 2 und 4) und mit einer Gewindebohrung 44 zusammenwirken, die in dem mit entsprechender Form ausgeführten Verbindungsring 24 des zweiten Stutzens 18 vorgesehen ist. Durch Anziehen der beiden Schrauben 28 wird das Zusammendrücken des Dichtrings 40 bewirkt, der die Abdichtung des Verbindungsbereichs der Stutzen 16 und 18 herbeiführt.
• Auf diese Weise kann bei der Verbindungsvorrichtung 10 der Stutzen 16 eine ausgewählte Winkelausrichtung im Verhältnis zum Stutzen 18 erhalten, der ebenfalls eine ausgewählte Winkelausrichtung im Verhältnis zum Sammelkasten 12 aufweist. Dadurch kann die Schlauchleitung 14 beispielsweise um ein Hindernis herumgeführt werden, das durch ein in der Nähe des Sammelkastens angeordnetes Zubehörteil gebildet wird.
• Die Erfindung ist natürlich nicht auf die vorstehend als Beispiel beschriebene Ausführungsform beschränkt. Die jeweiligen Funktionen des ersten und zweiten Stutzens können auch umgekehrt werden, so daß der erste Stutzen mit dem Wasserkasten und der zweite Stutzen mit der Schlauchleitung verbunden wäre. Außerdem kann, wie bereits vorstehend angedeutet wurde, der zweite Stutzen ebenfalls eine Verbindungsebene aufweisen, die nicht senkrecht zur Achse des Stutzenkörpers verläuft. Darüber hinaus beschränken sich die Mittel für die Herbeiführung einer Steckverbindung zwischen den beiden Stutzen nicht auf ein Ineinanderstecken von Aufnahme- und Einsatzteil der vorstehend beschriebenen Art.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich auf besonders einfache Weise herstellen, insbesondere durch Formung, ohne daß dazu komplizierte Vorgänge erforderlich wären, wie sie bei der Herstellung gebogener Stutzen zur Anwendung kommen.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Fluidverbindung für einen Kraftfahrzeugwärmetauscher, bestehend aus einem ersten Stutzen (16) und einem zweiten Stutzen (18), die jeweils Verbindungsringe (20, 24) mit zueinander passender Form besitzen, welche jeweils zu einem rohrförmigen Körper (22, 26) gehören, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Verbindungsring (20) des ersten Stutzens (16) in einer Gesamtebene (P&sub1;) erstreckt, die um einen ausgewählten Winkel (B) im Verhältnis zu einer senkrecht zur Achse (A&sub1;) des rohrförmigen Körpers (22) dieses Stutzens angeordneten Ebene (P&sub0;) geneigt ist, und daß sich der Verbindungsring (24) des zweiten Stutzens (18) in einer Gesamtebene (P&sub2;) erstreckt, so daß die Ebenen (P&sub1;, P&sub2;) parallel zueinander angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Gesamtebene (P&sub2;) senkrecht zur Achse (A&sub2;) des Körpers (26) des zweiten Stutzens (18) erstreckt.

3.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsring (20) des ersten Stutzens (16) eine Steckaufnahme (34) umfaßt, während der Verbindungsring (24) des zweiten Stutzens (18) einen Steckeinsatz (36, 38) umfaßt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckaufnahme (34) des ersten Stutzens (16) einen Aufnahmesitz mit runder Auflagefläche für einen Runddichtring (30) bildet und daß der Steckeinsatz des zweiten Stutzens (18) eine hohlzylindrische Verlängerung (36) umfaßt, um die herum der Runddichtring (40) eingesetzt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Stutzen (16) einen Ansatz für den Anschluß einer Schlauchleitung (14) umfaßt, während der zweite Stutzen (18) mit einem Sammelkasten (12) eines Wärmetauschers verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Stutzen (16) mit einem Sammelkasten (12) eines Wärmetauschers verbunden ist, während der zweite Stutzen (18) einen Ansatz für den Anschluß einer Schlauchleitung (14) umfaßt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie Sicherungsmittel (28) umfaßt, um die jeweiligen Verbindungsringe (20, 24) des ersten Stutzens (16) und des zweiten Stutzens (18) in Anlage zu halten.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungsmittel zwei Schrauben (28) enthalten, die durch einen (24) der Verbindungsringe hindurchgehen und mit Gewindebohrungen zusammenwirken, die in dem anderen (20) der Verbindungsringe vorgesehen sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Stutzen (16) und der zweite Stutzen (18) jeweils einteilig durch einstückige Formung hergestellt sind.