DE4040134A1 - Wasserkasten fuer einen waermetauscher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wasserkasten für einen Wärme­ tauscher nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der DE-B 23 53 362 ist ein gattungsgemäßer Wasserkasten bekannt. Der Aufnahmestutzen ist in seiner Länge derart aus­ gebildet, daß er als Dichtfläche für die auf dem eingesteck­ ten Ende des Schlauchanschlußstutzens angeordnete Dichtung dienen kann. Die Rastvorrichtung ist im wesentlichen dadurch gebildet, daß am freien Endabschnitt des eingesteckten Schlauchanschlußstutzens Rastzungen ausgebildet sind, die entsprechende Rastnasen am Ende des Anschlußstutzens hinter­ greifen. Damit wird zwar eine ausreichende Axialsicherung des Schlauchanschlußstutzens am Wasserkasten erzielt, eine ausreichend steife Verbindung zwischen dem Wasserkasten und dem Schlauchanschlußstutzen ist aber nicht gegeben. So kön­ nen auf den Schlauchanschlußstutzen wirkende geringe Quer­ kräfte bereits zu einer Schrägstellung des Schlauchanschluß­ stutzens bezogen auf die Längsmittelachse des Aufnahme­ stutzens führen, wodurch Leckagen entstehen können. Da der Wasserkasten aus Kunststoff besteht, ist bei einer extremen Schrägstellung des Schlauchanschlußstutzens auch die Gefahr eines Ausbrechens des Schlauchanschlußstutzens bzw. eine unerwünschte Verformung des Aufnahmestutzens möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verbindung zwischen einem Schlauchanschlußstutzen und einem Wasserka­ sten derart auszubilden, daß bei Aufrechterhaltung des Prin­ zips der Einsteckverbindung eine höhere Steifigkeit der Ver­ bindung erzielt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Durch die radial außen angeordnete Rastvorrichtung ergibt sich die Möglichkeit, den Aufnahmestutzen ausschließlich als Führung für den Schlauchanschlußstutzen vorzusehen, so daß über eine entsprechend lange axiale Führung eine ausreichend steife Verbindung zwischen dem Wasserkasten und dem Schlauchanschlußstutzen herstellbar ist.

In besonderer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Aufnahmeteil und das Einsteckteil in Umfangsrichtung drehfest ineinandergreifen. Vorzugsweise werden dabei das Aufnahmeteil und das Einsteckteil der Rastvorrichtung in vorbestimmten Drehlagen zueinander formschlüssig miteinander verrastet. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß eine ein­ mal gewählte Lage eines winkligen Schlauchanschlußstutzens sich auch bei hoher Kraftbelastung nicht ändert.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das am Schlauchanschlußstutzen angeordnete Teil der Rastvorrichtung im eingerasteten Zustand des Schlauchanschlußstutzens den Aufnahmestutzen überragt, wodurch eine kurze axiale Baulänge erzielt ist.

Vorteilhaft ist das Aufnahmeteil der Rastvorrichtung von einem koaxial zum Stutzen liegenden Ring begrenzt, der über radiale Stege am Stutzen gehalten ist. Der Ring weist dabei zwischen je zwei Stegen eine sich in Umfangsrichtung er­ streckende, radial nach innen ragende Rastnase auf, deren Rastebene - in Einsteckrichtung gesehen - hinter den Stegen liegt. Das Einsteckende der Rastvorrichtung wird durch min­ destens eine axial sich erstreckende Zunge gebildet, die einen radial nach außen ragenden Rastnocken trägt und sich in Umfangsrichtung des Stutzens koaxial wölbt. Hintergreift der Rastnocken der Zunge die Rastnase des Rings, liegt die Zunge in Umfangsrichtung zwischen zwei Stegen, wodurch die formschlüssige Drehsicherung erzielt ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der ein nachfolgend im einzelnen beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Sauganschlußstut­ zen für einen Wasserkasten,

Fig. 1a eine Innenansicht in Richtung des Pfeiles X in Fig. 1 auf die Wandung des Sauganschlußstutzens,

Fig. 2 einen Axialschnitt durch einen Aufnahmestutzen eines schematisch dargestellten Wasserkastens,

Fig. 2a eine Seitenansicht auf den Aufnahmestutzen des Wasserkastens nach Fig. 2,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 eine Stirnansicht auf das freie Ende des An­ schlußstutzens gemäß Fig. 2,

Fig. 5 einen Axialschnitt durch einen im Aufnahmestutzen des Wasserkastens teilmontierten Sauganschluß­ stutzen,

Fig. 6 einen Axialschnitt gemäß Fig. 5 mit am Wasserka­ sten eingerastetem Sauganschlußstutzen.

Der in Fig. 1 dargestellte Schlauchanschlußstutzen 1 ist als Winkelstutzen ausgeführt. Er weist einen längeren Schenkel 101 und einen kürzeren Schenkel 102 auf. Das freie Ende des kürzeren Schenkels zeigt einen Befestigungsabschnitt 110 für einen Wasserschlauch. Der längere Schenkel 101 ist zum Ein­ stecken in einen Aufnahmestutzen 2 eines in Fig. 2 schema­ tisch dargestellten Wasserkastens 3 eines nicht näher darge­ stellten Wärmetauschers vorgesehen. Zum leichteren Einführen in den Aufnahmestutzen 2 ist der längere Schenkel 101 zu seinem freien Ende durch Verringerung der Wandstärke leicht konisch verjüngt ausgebildet.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist radial außen am Schlauchanschlußstutzen 1 der Aufnahmeteil 4 einer Rastvor­ richtung 6 (Fig. 5) und am Aufnahmestutzen 2 radial außen der Einsteckteil 5 der Rastvorrichtung 6 angeordnet. Vor­ teilhaft ist der Aufnahmeteil 4 mit dem Schlauchanschluß­ stutzen 1 und der Einsteckteil 5 mit dem Aufnahmestutzen 2 einteilig, vorzugsweise aus Kunststoff ausgebildet. Es kann zweckmäßig sein, das Aufnahmeteil am Anschlußstutzen 2 und das Einsteckteil am Schlauchanschlußstutzen 1 anzuordnen.

Der freie Endabschnitt 7 des am Wasserkasten 3 vorstehenden Aufnahmestutzens 2 ist kurz vor seiner Stirnseite 8 mit ver­ ringertem äußeren Durchmesser ausgebildet, so daß sich eine Ringschulter 9 ergibt. Vor der Ringschulter 9 liegt ein Dichtring 10, der im gezeigten Ausführungsbeispiel als O-Ring vorgesehen ist und die flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen dem Schlauchanschlußstutzen 1 und dem Aufnahme­ stutzen 2 herstellt.

Der gestufte Endabschnitt 7 ist von einem aus axial sich erstreckenden Zungen 12 gebildeten Ring 11 koaxial umgeben, wobei der Zungenring 11 über einen radialen Ringflansch 13 einteilig an den Aufnahmestutzen 2 anschließt (Fig. 2, 2a). Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind über den Umfang gleichmäßig verteilt vier Einsteckzungen 12 ausgebildet (Fig. 4), die in Umfangsrichtung gewählt sind und jeweils mit Abstand u zueinander liegen. Jede Zunge 12 weist an ih­ rem freien Ende einen radial nach außen stehenden Rastnocken 14 auf, der sich in Umfangsrichtung vorteilhaft über die ganze Breite Z einer Zunge 12 erstreckt. Wie Fig. 2a zeigt, erstrecken sich die Freiräume 12a zwischen zwei Zungen 12 nicht über deren ganze axiale Länge, so daß die Zungen in ihren Fußbereichen einen gemeinsamen Koaxialabschnitt bil­ den, der mit dem Ringflansch 13 verbunden ist.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel begrenzt der koaxiale Zun­ genring 11 mit dem Endabschnitt 7 einen Ringraum 15, der entsprechend dem gestuften Endabschnitt 7 einen gestuften Querschnitt aufweist (Fig. 2) und zur Stirnseite 8 des Auf­ nahmestutzens 2 offen ist.

Der längere Schenkel 101 des Schlauchanschlußstutzens 1 trägt am Stutzenknick eine einteilig angeformte Ringwand 20, die koaxial zum Stutzen liegt und mit diesem einen etwa U-förmigen, zum freien Ende des Schenkels offenen Aufnahme­ raum 21 für den Endabschnitt 7 des Aufnahmestutzens 2 bil­ det. Entsprechend dem gestuften Außendurchmesser des Endab­ schnitts 7 ist der Aufnahmeraum 21 im Durchmesser gestuft ausgebildet, so daß auf der dem Stutzenmantel zugewandten Innenseite der Ringwand 20 eine Ringschulter 22 ausgebildet ist.

Auf der Außenseite der Ringwand 20 sind in Umfangsrichtung mit gleichem Abstand 26 zueinander liegende, radiale Stege 23 angeordnet, die einen das Aufnahmeteil 4 der Rastvorrich­ tung 6 begrenzenden Ring 24 halten. Der Ring erstreckt sich etwa über die halbe axiale Länge der Ringwand 20 und endet etwa an deren freier Stirnseite.

Zwischen je zwei Stegen 23, die in Umfangsrichtung vorzugs­ weise in einem Winkelabstand 26 von 90° zueinander liegen, weist der Ring 24 eine radial nach innen ragende Rastnase 25 auf. Wie Fig. 3 zeigt, erstreckt sich die Rastnase 25 nur über einen Teilbereich des Winkelabstands 26; die Rastnase 25 liegt genau mittig zwischen zwei Stegen 23. Die durch die Rastnasen 25 bestimmte Rastebene 30 liegt - in Einsteckrich­ tung gesehen - hinter den Stegen 23.

Wie insbesondere Fig. 3 zeigt, begrenzen zwei benachbarte Stege 23, der Ring 24 und die Ringwand 20 jeweils ein Auf­ nahmefeld 27. Uber den Umfang verteilt sind entsprechend den vier vorgesehenen Zungen des Einsteckteils 5 vier Aufnahme­ felder 27 am Aufnahmeteil 4 vorgesehen, wobei die Breite Z der Zungen 12 der Breite B der Aufnahmefelder 27 angepaßt ist. Aufgrund der räumlichen Anordnung der Stege 23 über den Umfang der Ringwand 20 ist die Breite B aller Aufnahmefelder 27 gleich; entsprechend ist die Breite Z der vier Zungen des Einsteckteils 5 gleich. Die Rastvorrichtung 6 kann somit in vier unterschiedlichen Drehlagen von Aufnahmeteil und Ein­ steckteil zueinander drehfest verrastet werden. Die drehfe­ ste Verbindung ergibt sich durch das formschlüssige Eingrei­ fen der Zungen 12 zwischen je zwei Stege 23.

Wie Fig. 1a zeigt, ist im längeren Schenkel 101 zwischen dem Aufnahmeteil 4 und dem freien Ende 103 des Schenkels 101 im Stutzenmantel 104 ein U-förmiger Schlitz 105 vorgesehen, der in Längsrichtung des Schenkels 101 ausgerichtet ist und des­ sen Öffnung dem Aufnahmeteil 4 zugewandt liegt. Die sich da­ durch ergebende Zunge 106 in der Wandung des Schlauchan­ schlußstutzens 1 liegt mit ihrem freien Ende dem Ende 103 des Schenkels 101 zugewandt und ist in Stutzenlängsrichtung ausgerichtet. Diese Zunge 106 weist eine radial nach außen vorstehende Vorrastnase 107 auf, die sich vorteilhaft über die gesamte Breite der Zunge 106 erstreckt.

Wie Fig. 5 zeigt, rastet beim Einstecken des Schlauchan­ schlußstutzens 1 in den Aufnahmestutzen 2 die Vorrastnase 107 an der innen liegenden Stirnseite 19 des Aufnahmestut­ zens 2 ein, bevor die Rastvorrichtung 6 ineinandergreift. Auf diese Weise wird der Schlauchanschlußstutzen 1 am Was­ serkasten 3 unverlierbar gehalten, so daß der Schlauchan­ schlußstutzen 1 vormontiert werden kann und die endgültige Lage des winklig ausgeführten Schlauchanschlußstutzens 1 erst bei der Endmontage durch Einrasten der Rastvorrichtung 6 festgelegt wird. Der axiale Abstand A der Rastnase 107 von der Rastnase 25 des Aufnahmeteils 4 entspricht daher min­ destens der Länge L des Aufnahmestutzens 2 plus einem Leer­ weg W. Der Leerweg W ist dabei so gewählt, daß bei eingera­ steter Vorrastnase 107 das Einsteckteil 5 bereits teilweise im Aufnahmeteil 4 axial eingefahren ist, ohne jedoch im Aufnahmeteil 4 zu verrasten. Vorteilhaft ist der Leerweg W so bemessen, daß der Dichtring 10 gerade eben in den Auf­ nahmeraum 21 eingetreten ist.

In Fig. 6 ist der am Wasserkasten 3 verrastete Schlauchan­ schlußstutzen 1 dargestellt, auf dessen Befestigungsab­ schnitt 110 ein Wasserschlauch 111 festliegt. In dem in Fig. 6 dargestellten verrasteten Zustand ist der Schlauchan­ schlußstutzen 1 drehfest mit dem Aufnahmestutzen 2 verbun­ den, so daß die der verrasteten Drehstellung entsprechende Lage des Aufnahmestutzens gesichert ist. In dieser einge­ rasteten Stellung des Schlauchanschlußstutzens 1 ist der Endabschnitt 7 etwa spielfrei im Aufnahmeraum 21 gehalten, wobei der Dichtring 10 zwischen den Ringschultern 9 und 22 axial gepreßt liegt. Die Ringwand 20 des Aufnahmeteils 4 liegt dabei gleichzeitig vorzugsweise spielfrei im Ringraum 15 des Einsteckteils 5, so daß neben der Axialsicherung und der Drehsicherung auch eine sehr steife Verbindung erzielt ist. Vorteilhaft bildet der Boden des Aufnahmeraums 21 einen Anschlag 28 für die Stirnseite 8 des Endabschnitts 7; ent­ sprechend kann der Boden 16 des Ringraums 15 einen Axialan­ schlag für die Stirnseite 29 der Ringwand 20 bilden.

Da die die Rastvorrichtung bildenden Teile 4 und 5 radial außen an den Stutzen 1 und 2 angeordnet sind, kann der ein­ gesteckte Schenkel 101 des Schlauchanschlußstutzens über eine große axiale Länge im Aufnahmestutzen 2 spielfrei ge­ halten werden. Durch diese lange Führung wird eine besonders starre Verbindung erzielt.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erifndung ist der Schen­ kel 101 des Schlauchanschlußstutzens derart verlängert, daß sein freies Ende 103 im Bereich eines Austrittsstutzens 200 liegt. Es wird so eine günstige Beeinflussung der Strömung nach Art einer Ejektorwirkung erzielt, da der Austritts­ stutzen 200 des Wasserkastens 3 am Sauganschluß einer nicht gezeigten Pumpe angeschlossen ist, so daß die am freien Ende 103 des Schlauchanschlußstutzens 1 vorbeiströmende Flüssig­ keit eine Saugwirkung erzeugt, durch die über den Saugan­ schlußstutzen Kühlwasser aus dem Ausgleichsbehälter in den Kühlkreislauf gefördert wird.

Claims (14)

1. Wasserkasten für einen Wärmetauscher, mit einem in einen Aufnahmestutzen (2) des Wasserkastens (3) einsteckbaren Schlauchanschlußstutzen (1), der über eine aus einem Einsteckteil (5) und einem Aufnahmeteil (4) bestehende Rastvorrichtung (6) an dem Wasserkasten (3) einrastbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die die Rastvorrichtung bil­ denden Teile (4, 5) radial außen am Aufnahmestutzen (2) und am Schlauchanschlußstutzen (1) angeordnet sind.

2. Wasserkasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmeteil (4) und das Einsteckteil (5) in Umfangsrichtung drehfest ineinander­ greifen.

3. Wasserkasten nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeteil (4) und das Einsteckteil (5) in vorbestimmten Drehlagen formschlüs­ sig ineinandergreifen.

4. Wasserkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das am Schlauchanschlußstut­ zen (1) angeordnete Teil (4) der Rastvorrichtung (6) im eingerasteten Zustand des Schlauchanschlußsutztens (1) den Aufnahmestutzen (2) überragt.

5. Wasserkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Endabschnitt (7) des Anschlußstutzens (2) in einem am Schlauchanschluß­ stutzen (1) ausgebildeten, ringförmigen Aufnahmeraum (21) vorzugsweise spielfrei gehalten ist und zwischen einer äußeren Ringschulter (9) am Endabschnitt (7) und einer inneren Ringschulter (22) im Aufnahmeraum (21) eine Dichtung (10), vorzugsweise ein O-Ring angeordnet ist.

6. Wasserkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeteil (4) der Rastvorrichtung (6) von einem koaxial zum Stutzen (1) liegenden Ring (24) begrenzt ist, der über radiale Stege (23) am Stutzen (1) gehalten ist.

7. Wasserkasten nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (24) zwischen je zwei Stegen eine sich in Umfangsrichtung erstreckende, radial nach innen ragende Rastnase (25) aufweist, deren Rastebene (30) in Einsteckrichtung hinter den Stegen (23) liegt.

8. Wasserkasten nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (23) in Umfangs­ richtung jeweils einen gleichen Winkelabstand (26) von vorzugsweise 90° aufweisen.

9. Wasserkasten nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsteckteil (5) der Rastvorrichtung (6) durch mindestens eine axial sich erstreckende Zunge (12) gebildet ist, die einen radial nach außen ragenden Rastnocken (14) trägt und sich in Umfangsrichtung des Stutzens (2) koaxial wölbt.

10. Wasserkasten nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunge (12) in Umfangs­ richtung eine Breite (Z) hat, die der Breite (B) eines durch zwei Stege (23) begrenzten Aufnahmefeldes (27) im Aufnahmeteil (4) entspricht.

11. Wasserkasten nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß in Umfangsrichtung mehrere nebeneinander liegende Zungen (12) einen Zungenring (11) bilden.

12. Wasserkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeteil (4) am Schlauchanschlußstutzen (1) und das Einsteckteil (5) am Aufnahmestutzen (2) angeordnet ist.

13. Wasserkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Mantel (104) des in den Aufnahmestutzen (2) eingesteckten Schenkels (101) des Schlauchanschlußstutzens (1) eine sich axial erstrecken­ de Rastzunge (106) ausgebildet ist, die sich in Richtung auf das freie Ende (103) des Schenkels (101) erstreckt und eine radial nach außen gerichtete Vorrastnase (107) trägt, die mit einem Abstand (A) von der Rastebene (30) der Rastvorrichtung (6) entfernt liegt, wobei der Ab­ stand (A) länger als die axiale Länge (L) des Aufnah­ mestutzens (2) ausgebildet ist.

14. Wasserkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende (103) des eingesteckten Schenkels (101) des Schlauchanschlußstut­ zens (1) zur Erzielung einer Ejektorwirkung bis in den Bereich eines gegenüberliegenden Austrittsstutzens (200) des Wasserkastens (3) verlängert ist.