CN108603613A - 机动车快速耦合器和流体回路 - Google Patents

机动车快速耦合器和流体回路 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车中的流体接头的机动车快速耦合器(10)，所述快速耦合器包括：耦合器体(12)，在耦合器体中构成有流体线路(18)，流体能流动通过流体线路。所述快速耦合器(10)包括第一流体接口(14)，该第一流体接口构造成，使得快速耦合器(10)能直接地连接到机动车的流体引导构件、尤其是冷却器上，使得所述流体引导构件支撑所述快速耦合器(10)。所述快速耦合器(10)包括第二流体接口(16)，该第二流体接口经由流体线路(18)与第一流体接口(14)处于流动连通。所述快速耦合器(10)包括阀(30)，所述阀包括阀封闭元件(38)，该阀封闭元件延伸到流体线路(18)中。本发明还涉及一种具有机动车快速耦合器(10)的流体回路。

Description

机动车快速耦合器和流体回路
技术领域
本发明涉及一种用于机动车中的流体接头的机动车快速耦合器以及一种机动车中的流体回路、尤其是发动机的冷却回路或者空调设备的致冷剂回路。
背景技术
由现有技术已知一些快速耦合器，它们应用在机动车的流体回路中，例如应用在冷却系统中。用于流体接头的快速耦合器形成在通常固定安装在机动车中的流体引导构件例如冷却器与较柔性的引导流体的另一部件如线路例如软管之间的过渡部。快速耦合器为此连接到机动车的流体引导构件与流体引导线路上，使得流体能从流体引导构件经由流体引导线路流动至机动车的另一组件，或者相反地流体。通常在线路的两个端部上分别采用一个(快速)耦合器，以便保证朝向流体引导构件过渡或者朝向机动车组件过渡。
另外已知，在流体回路中可以设置截止阀，其释放或截止通过流体回路的流体流。这种阀通常具有两个流体接口，阀经由流体接口利用软管集成到流体回路中。此外，在机动车中需要为阀实现结构空间以及连接可能性，以便能将集成到流体回路中的阀定位在期望的取向上。
在此已表明为不利的是，在形成结构空间方面的灵活性是减小的，因为需要考虑到各单个组件即阀以及(快速)耦合器以及随之而来的需要的结构空间。另外，流体回路包括多个流体接口，这提高了干扰的风险、甚至失灵的风险。
发明内容
本发明的目的在于，实现一种快速耦合器，借此允许简单构造的流体回路，该流体回路还是节省空间的。
所述目的按本发明通过一种用于机动车中的流体接头的机动车快速耦合器达到，其包括：耦合器体，在耦合器体中有流体线路，流体能流动通过流体线路；第一流体接口，该第一流体接口构造成，使得快速耦合器能直接地连接到机动车的流体引导构件、尤其是冷却器上，使得所述流体引导构件支撑所述快速耦合器；第二流体接口，该第二流体接口经由流体线路与第一流体接口处于流动连通；以及阀，所述阀包括阀封闭元件，该阀封闭元件延伸到流体线路中。
本发明的目的此外通过一种机动车中的流体回路达到，其包括前述类型的机动车快速耦合器，该快速耦合器连接到机动车的流体引导构件上。
本发明的基本构思是，用于流体接头的快速耦合器同时包括阀，使得流体的控制在快速耦合器中实现。因此避免用于将阀连接到流体回路中的附加的接口。此外，流体回路更加节省空间地构成，因为不需要附加的结构空间用于单独地构成的阀。同时取消了否则需要的单独的用于阀的连接可能性，因为阀经由快速耦合器集成到流体回路中。此外，通过快速耦合器的第一流体接口保证，所述阀保持在期望的取向中。这是因为，连接有快速耦合器的流体引导构件经由第一流体接口支撑快速耦合器。第一流体接口构造成，使得出现的力、尤其是重力传递到流体引导构件上，使得快速耦合器保持可靠。
流体引导构件是机械地固定地连接在机动车上的自身刚性的结构组件。所述构件通常除了流体线路之外还具有其他功能、例如对流体进行冷却。因此，所述构件不是线路或软管。
一个方面规定，在耦合器体中，尤其是在第二流体接口的区域中，构成用于阀封闭元件的阀座。因此，耦合器体形成阀的组成部分，因为耦合器体包括该阀座，当阀处在关闭位置中时，阀封闭元件与阀座共同作用，阀在关闭位置中截止流体通过流体线路的通流。
按照一种实施方式，耦合器体具有阀接口，阀的至少一个阀驱动单元能经由该阀接口连接到耦合器体上。阀的阀驱动单元包括驱动装置以及阀封闭元件，该阀封闭元件伸入到流体线路中并且被驱动装置调节。阀驱动单元能通过阀接口经由内螺纹和配合的外螺纹或者经由单独的固定机构连接在耦合器体上。
作为替换，阀驱动单元可以固定地与耦合器体连接，尤其是与耦合器体一体地构成。
另一个方面规定，第一流体接口具有抗扭装置。因此保证，阀保持其相对于流体引导构件的取向，因为耦合器体不能相对于流体引导构件扭转。抗扭装置通常防止，快速耦合器相对于流体引导构件扭转。
优选阀是电阀、尤其是电磁阀，因此实现廉价的阀。阀可以构成为所谓的电调节器或者磁阀，其中，阀驱动单元包括线圈，通过该线圈产生磁场。
另一个方面规定，阀构造成，使得阀封闭元件能占据一个打开位置和一个关闭位置，在打开位置中流体能流动通过流体线路，在关闭位置中流体线路被阀封闭元件截止。据此，阀构成为截止阀，其能占据两个限定的位置。在打开位置中，允许通过流体回路的流体流，相反，在关闭位置中流体不能流动通过快速耦合器，使得通过流体回路的流体流被中断或者说截止。
尤其是所述阀构造成，使得阀封闭元件能占据在打开位置与关闭位置之间的中间位置。这些中间位置是释放的流体线路的横截面被改变的位置，使得阀开环控制或闭环控制流体的流量。因此，所述阀形成调节装置。
按照另一个方面，所述阀构造成故障安全的。这意味着，所述阀在阀驱动单元不起作用的状态中转变到预定义的期望的位置中。这例如可以通过如下方式实现：所述阀、尤其是阀驱动单元具有机械的安全元件例如弹簧元件，借此将阀封闭元件朝着关闭位置或打开位置加载，如果没有力由阀驱动单元的驱动装置产生的话。根据快速耦合器的应用领域的不同情况，故障安全位置可以是阀的打开位置或关闭位置。
一种另外的实施方式规定，所述阀包括加热装置，该加热装置至少间接地加热流动通过快速耦合器的流体。加热装置可以设置在阀驱动单元中，使得加热装置加热阀驱动单元的驱动装置壳体并且从而间接加热耦合器体，所述耦合器体又加热流体。作为替换或补充，所述加热装置配设给阀封闭元件，使得阀封闭元件被主动地加热并且在此产生的热量散发到流动通过流体线路的流体上。另外可能的是，所述加热装置设置在阀封闭元件中，使得由加热装置产生的热量直接散发到流体上。通过加热装置允许流体的直接和/或间接的加热。
快速耦合器尤其是标准的耦合器。
耦合器体优选由金属制成。因此保证，出现的力、尤其是阀驱动单元的重力能经由第一流体接口传递到流体引导构件上。另外，金属一般是良好的热导体，使得流体通过阀驱动单元的间接加热能以简单方式实现。
为了加热流体已经足够的是，阀封闭元件由金属制成，因为阀封闭元件直接与流体接触。
作为替换，耦合器体可以由塑料制成。在此尤其是可以采取加固措施，使得由塑料制成的耦合器体也适合承受出现的力。所述加固措施可以是关于材料厚度和/或所使用材料的材料变化。
附图说明
本发明的其他优点和特性由后续说明和参考的附图得到。附图如下：
图1显示按本发明的机动车快速耦合器的透视图；
图2显示图1的按本发明的机动车快速耦合器的侧视图；
图3显示沿着图2的线A-A的按本发明的机动车快速耦合器的剖视图；以及
图4部分地显示在具有按本发明的机动车快速耦合器的机动车中的示意性描述的按本发明的流体回路。
具体实施方式
在图1～3中显示用于车辆的冷却回路的机动车快速耦合器10，其包括耦合器体12，在耦合器体上设置第一流体接口14和第二流体接口16。
两个流体接口14、16在所示的实施方式中彼此成直角地设置在耦合器体12上，其中，两个流体接口14、16经由在耦合器体12中构成的流体线路18相互流动连通(请见图3)。
在其他实施方式中，流体接口14、16可以具有不同的彼此相对的角度。
在图4中示意性描述机动车中的流体回路20的一部分，如由图4可见，第一流体接口14构造成，使得快速耦合器10能直接地连接到机动车的流体引导构件22上。流体引导构件22可以是机动车的冷却器。
作为替换，流体引导构件22可以是涡轮增压器或者其他流体引导构件。
相反，第二流体接口16构造成，使得流体引导部件24例如软管或线路可以连接在快速耦合器10上，使得流体引导构件22与机动车的另外的组件26处于流体连通。
为此，第二流体接口16在其外侧上具有肋28，所述肋起密封件和保持件的作用，如果流体引导部件24连接到第二流体接口16上的话，方式为，流体引导部件套装到构成为管接头的第二流体接口16上。通常，流体引导部件24附加地通过卡箍29固定在第二流体接口16上。
此外，快速耦合器10具有阀30(请见图3)，所述阀在所示的实施方式中构成为电阀，该电阀也称为电调节器。作为替换，所述阀30可以构成为磁阀。
阀30包括阀驱动单元32，所述阀驱动单元包括驱动装置壳体34、安装在驱动装置壳体中的驱动装置36以及阀封闭元件38，所述阀封闭元件延伸到构成于耦合器体12中的流体线路18中。在所示的实施方式中，驱动装置36构成为电动机并且阀封闭元件38构成为阀锥。
作为替换，阀封闭元件38可以构成为球，或者构成为能实现封闭的其他几何形状。
阀驱动单元32经由耦合器体12的阀接口40固定在耦合器体上。阀接口40可以具有内螺纹和相应配合的外螺纹，使得阀驱动单元32旋入到耦合器体12中。但是螺纹的构成可以正好相反。密封件可以设置并且一般确保，流动通过耦合器体12的流体不在阀接口40上流出。
在耦合器体12中在第二流体接口16的区域中构成阀座42，阀封闭元件38与阀座共同作用，以便开环控制或闭环控制通过阀30或通过快速耦合器10的通流。
阀接口40与第二流体接口16相对置地设置，即与阀座42相对置，使得阀封闭元件38仅需要直线调整，以便被阀驱动单元32的驱动装置36压紧到阀座42上。阀接口40和第二流体接口16的对置设置保证，阀30结构简单并且因此是低干扰的。
作为替换可以规定，通过阀30的通流在不同于第二流体接口16所在区域的区域中通过阀封闭元件38截止。阀座42相应地在耦合器体12的另一区域中构成。
阀驱动单元32可以直线地调整所述阀30、尤其是阀封闭元件38，使其占据在图3中描述的打开位置或者在图3中虚线描述的关闭位置。
在打开位置中，流体从第一流体接口14经由流体线路18流动至第二流体接口16，使得流体从机动车的流体引导构件22流动至机动车的另外的组件26，或者相反地流动(请见图4)。
在关闭位置中，阀30或者说阀封闭元件38与阀座42一起截止通过流体线路18的通流，使得没有流体从机动车的流体引导构件22流动至机动车的另外的组件或者相反地流动。阀封闭元件32和阀座42因此在关闭位置中构成快速耦合器10内的流密的截止器。
此外，阀30、尤其是阀驱动单元32可以构造成，使得阀封闭元件38能占据打开位置与关闭位置之间的中间位置。在这些中间位置中，通过阀封闭元件38改变流体线路18的流动横截面，因此可以调节流动通过流体线路18的流体的流量。
阀封闭元件38朝着阀座42调整越大程度，则流体线路18的流动横截面越小并且因此流量越小。因此，通过阀30可以开环控制或闭环控制流量，所以阀30可以用作为调节装置。
总体上，阀30构成为故障安全的，这意味着，只要阀驱动单元32失灵，则阀占据一个优先的预定义的位置。该优先位置可以是打开位置或关闭位置，这视快速耦合器10的应用领域而定。
故障安全可以通过机械的安全元件例如弹簧实现，所述安全元件将阀封闭元件38朝着优先位置加载。安全元件可以设置在阀驱动单元32中。出于更好的整体概况的原因，这些安全元件在图3中未描述。
此外，阀30可以包括加热装置44，其至少间接地加热流动通过快速耦合器10的流体。加热装置44在所示实施方式中也设置在阀驱动单元32中、尤其是设置在驱动装置壳体34中。
所述加热装置44配设给阀封闭元件38，使得阀封闭元件直接地被加热装置44加热。与阀封闭元件38处于接触的流体因此间接地经由加热装置44加热。作为替换，加热装置44可以设置在阀封闭元件38中或者至少部分地构成阀封闭元件，使得流动通过流体线路18的流体直接地被加热装置44加热。
作为替换或补充，加热装置44加热驱动装置壳体34，因此，耦合器体12也被加热。流动通过耦合器体12的流体于是间接地被加热的耦合器体12加热。
耦合器体12尤其是由金属制成，使得耦合器体12是导热的并且具有一定的刚度。
刚度一般需要用来保证，阀驱动单元32的作用到耦合器体12上的力能经由第一流体接口14传递到流体引导构件22上，流体引导构件支撑快速耦合器10并且因此支撑阀30。
作为耦合器体12由金属制成的替换，耦合器体也可以由塑料制成、尤其是由导热塑料制成。在此可以设置加固措施，使得出现的力能被可靠地承受。
第一流体接口14此外优选设有抗扭装置46，因此保证，所述阀30具有并且保持相对于流体引导构件22的预定义的相对的位置或取向，如果阀30经由第一流体接口14与流体引导构件22耦合的话。
抗扭装置46防止，连接在流体引导构件22上的快速耦合器10相对于构件22扭转，这可能导致阀30的不期望的取向。
快速耦合器10在流体引导构件22上的连接以简单方式如此实现：快速耦合器10经由第一流体接口14插接到构件22的管接头上并且经由抗扭装置46固定和保险。
快速耦合器10另外优选构成为VDA耦合器，使得快速耦合器能符合标准地用于许多车辆组件。
在一种替换的实施方式中，阀驱动单元32、尤其是驱动装置壳体34与耦合器体12一体地构成，使得取消阀接口40。
因此通过按本发明的机动车快速耦合器10以简单方式实现，快速耦合器和阀30集成到流体回路20中，同时流体接口的数量最小化。
另外，按本发明的机动车快速耦合器10是节省空间的，因为不需要附加的结构空间用于阀30。这也适用于否则需要的阀保持装置，它们在按本发明的机动车快速耦合器10中可以取消。此外减小装配耗费。

Claims (10)

1.一种用于机动车中的流体接头的机动车快速耦合器(10)，所述快速耦合器包括：
a)耦合器体(12)，在耦合器体中有流体线路(18)，流体能流动通过流体线路；
b)第一流体接口(14)，该第一流体接口构造成，使得快速耦合器(10)能直接地连接到机动车的流体引导构件(22)、尤其是冷却器或涡轮增压器上，使得所述流体引导构件(22)支撑所述快速耦合器(10)；
c)第二流体接口(16)，该第二流体接口经由流体线路(18)与第一流体接口(14)处于流动连通；以及
d)阀(30)，所述阀包括阀封闭元件(38)，该阀封闭元件延伸到流体线路(18)中。
2.根据权利要求1所述的机动车快速耦合器(10)，其特征在于，在所述耦合器体(12)中，尤其是在第二流体接口(16)的区域中，构成用于阀封闭元件(38)的阀座(42)。
3.根据权利要求1或2所述的机动车快速耦合器(10)，其特征在于，所述耦合器体(12)具有阀接口(40)，所述阀(30)的至少一个阀驱动单元(32)能经由该阀接口连接到耦合器体(12)上。
4.根据上述权利要求之中任一项所述的机动车快速耦合器(10)，其特征在于，所述第一流体接口(14)具有抗扭装置(46)。
5.根据上述权利要求之中任一项所述的机动车快速耦合器(10)，其特征在于，所述阀(30)是电阀、尤其是电磁阀。
6.根据上述权利要求之中任一项所述的机动车快速耦合器(10)，其特征在于，所述阀(30)构造成，使得阀封闭元件(38)能占据一个打开位置和一个关闭位置，在打开位置中流体能流动通过流体线路(18)，在关闭位置中流体线路(18)被截止。
7.根据上述权利要求之中任一项所述的机动车快速耦合器(10)，其特征在于，所述阀(30)构造成，使得阀封闭元件(38)能占据打开位置与关闭位置之间的中间位置。
8.根据上述权利要求之中任一项所述的机动车快速耦合器(10)，其特征在于，所述阀(30)构造成故障安全的。
9.根据上述权利要求之中任一项所述的机动车快速耦合器(10)，其特征在于，所述阀(30)包括加热装置(44)，该加热装置至少间接地加热流动通过快速耦合器(10)的流体。
10.一种机动车中的流体回路(20)，所述流体回路包括根据上述权利要求之中任一项所述的机动车快速耦合器(10)，该快速耦合器(10)连接到机动车的流体引导构件(22)上。
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