DE102008061462B4

DE102008061462B4 - Kühlsystem für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102008061462B4
Application number: DE200810061462
Authority: DE
Inventors: Rolf Habermann
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2008-12-10
Filing date: 2008-12-10
Publication date: 2011-04-14
Anticipated expiration: 2028-12-11
Also published as: CN102245957A; BRPI0923343A2; DE102008061462A1; US9052046B2; EP2368064A1; CN102245957B; WO2010068529A1; US20110232591A1

Abstract

Kühlsystem für einen Verbrennungsmotor mit einem Kühlkreislauf für ein Kühlfluid mit einer ersten Komponente im Kühlkreislauf, die einen ersten Rohrabschnitt aufweist und einer zweiten Komponente im Kühlkreislauf, die mindestens einen zweiten Rohrabschnitt aufweist und einer dichten Verbindung zwischen den Rohrabschnitten, wobei die erste oder zweite Komponente Mittel zur festen Anbringung an den Verbrennungsmotor aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrabschnitte (18, 20) der beiden Komponenten (10, 12) ineinander steckbar und relativ zueinander beweglich geformt sind und zwischen diesen eine Dichtung (56) angeordnet ist, dass ferner achsparallel zum ersten Rohrabschnitt (20) der ersten Komponente (10) eine federnde Verriegelungszunge (22) angeformt ist, die am freien Ende einen zum Rohrabschnitt (20) hin gerichteten Rastabschnitt (24) aufweist, an der ersten Komponente (10) parallel und im Abstand zur Verriegelungszunge (22) ein länglicher Führungsabschnitt (26) zwischen dem Rohrabschnitt (20) und der Verriegelungszunge (22) angeformt ist, an der zweiten Komponente (12) parallel beabstandete Arme (36, 38) angeformt sind,...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kühlsystem für einen Verbrennungsmotor nach dem Patentanspruch 1.
Es ist bekannt, in Kühlsystemen für Verbrennungsmotoren einen Kühlwasserregler aus zwei Komponenten zu bilden, von denen einer zum Beispiel eine Thermostatventilanordnung enthält. Es ist bekannt, die Gehäuse für derartige Komponenten, die zumeist aus Kunststoff bestehen, einteilig zu fertigen. Nachteilig aber ist, dass bei Ausfall eines Teils die gesamte Anordnung ausgewechselt werden muss. Dies ist vom Material und von der Montage her aufwendig.
Es ist auch bekannt, die erwähnten Komponenten einzeln zu fertigen. Üblicherweise wird eine Komponente, insbesondere die Thermostatventilanordnung, fest mit dem Motor verbunden. Bei dem Zusammenbau dieser Komponente mit der weiteren Komponente kann es zu gewissen Fehlausrichtungen und einem Spiel in Längsrichtung kommen. Die Montage gestaltet sich relativ schwierig, da sie unmittelbar am Motor stattfindet.
Aus DE 41 18 463 ist eine Verbindungsanordnung für den Kühlkreislauf von Motoren bekannt, bei der ein Rohrelement über einen Schnappmechanismus an einer Abzweigungsleitung befestigt ist. In DE 102 45 792 ist eine Kupplung in einem Kühlmittelschlauch mit integrierter Halteplatte beschrieben. Eine Schlauchverbindung für ein erstes Schlauchende und ein zweites Schlauchende ist vorgesehen, wobei eine Aufnahme für die Schlauchenden über ein elastisches Rastmittel innerhalb einer Öffnung einer Karosseriewand angeordnet ist. Weiter ist aus DE 10 2006 042 649 A1 eine vormontierbare Einheit aus einem Rohrstutzen und einem Thermostatventil bekannt, bei der der Rohrstutzen einen Ventilsitz aufweist für ein Ventilglied, das von einer Ventilfeder gegen den Ventilsitz vorgespannt ist. Schließlich ist aus DE 10 2007 052 263 A1 eine Thermostatventilanordnung für einen Kühlmittelkreislauf einer Kraftfahrzeugbrennkraftmaschine bekannt, wobei das Thermostatventil in einem baulich gesonderten Gehäuse angeordnet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kühlsystem für einen Verbrennungsmotor mit einem Kühlkreislauf für Kühlfluid zu schaffen, bei dem fest mit dem Motor verbindbare Komponenten auf einfache Weise mit einer weiteren Komponente so verbindbar ist, dass die Verbindung nach der Montage so lange nicht lösbar ist, bis die mit dem Motor verbundene Komponente ihrerseits gelöst wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Kühlsystem sind Rohrabschnitte der beiden Komponenten ineinander steckbar und relativ zueinander beweglich geformt, wobei zwischen diesen eine Dichtung angeordnet werden kann. Ferner ist achsparallel zu einem ersten Rohrabschnitt der ersten Komponente eine federnde Verriegelungszunge angeformt, die am freien Ende einen zum Rohrabschnitt gerichteten Rastabschnitt aufweist, an der zweiten Komponente ist parallel und im Abstand zur Verriegelungszunge ein länglicher Führungsabschnitt zwischen Rohrabschnitt und Verriegelungszunge angeformt. An der zweiten Komponente sind parallel beabstandet Arme angeformt, die sich parallel zur Achse des zweiten Rohrabschnitts über das Ende des zweiten Rohrabschnitts hinaus erstrecken. Zwischen den Armen ist ein achsparalleler flacher Steg geformt, der an dem der zweiten Komponente zugewandten Ende eine Rastschulter aufweist, welche von dem Abschnitt der Verriegelungszunge hintergriffen wird, wenn die Rohrabschnitte ineinandergesteckt werden. In diesem Fall begrenzen endseitige Anschlagflächen an der ersten und zweiten Komponente die Einsteckbewegung. Die Federzunge wird annähernd passend zwischen den Armen aufgenommen, und der längliche Führungsabschnitt wird auf der anderen Seite des Steges von seitlichen Führungsflächen der Arme geführt.
Mit Hilfe der beschriebenen Rast- oder Schnappverbindung können die Komponenten auf einfache Weise miteinander verbunden werden, wenn die Rohrabschnitte ineinandergesteckt werden. Wird ein gewisses axiales Spiel zwischen den entlang der in Eingriff stehenden Rastverbindungsabschnitten vorgesehen, ist nicht erforderlich, dass die miteinander zu verbindenden Komponenten eine genaue Ausrichtung zueinander haben bzw. eine präzise Relativlage zueinander. Besonders vorteilhaft ist, wenn die Verriegelungszunge auf einer Seite der zugeordneten Komponente liegt, welche dem Motorteil zugewandt ist, an dem die Komponente befestigt wird. Nach dem Befestigen kann die Verriegelungszunge nicht mehr entriegelt werden, da ein Zugang zu dieser nicht mehr besteht. Eine Montage ist gleichwohl möglich, da die bewegliche Komponente einfach auf die mit dem Motorteil verschraubte Komponente aufgesteckt werden kann.
Die erfindungsgemäße Ausführung hat ferner den Vorteil, dass mit der mit dem Motorteil unmittelbar verbundenen Komponente Komponenten beliebiger Ausführung mit der befestigten Komponente verbunden werden können, wenn mit der zu verbindenden Komponente die Verbindungs- und Verrastungsabschnitte komplementär zu denen der fest verbundenen Komponente sind. So kann zum Beispiel ein einfaches Wasserrohr, ein Kühlwasserregler oder dergleichen mit der fest mit dem Motor verbundenen Komponente passend zusammengesteckt werden. Somit ermöglicht die erfindungsgemäße Schnapp- oder Rastverbindung eine Modulbauweise in der Art, dass je nach Ausgestaltung des Kühlkreislaufes unterschiedliche Komponenten mit der fest mit dem Motor verbundenen Komponenten zusammensteckbar sind.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen die Arme jeweils einen biegbaren Endabschnitt auf mit einem Schnappverbindungsabschnitt am freien Ende, wobei die Schnappverbindungsabschnitte einander gegenüberliegen. Seitliche Führungsflächen des Führungsabschnitts weisen jeweils zweite Schnappverbindungsabschnitte auf, mit denen die ersten Schnappverbindungsabschnitte verriegelnd zusammenwirken, wenn die Abschnitte ineinander gesteckt werden. Die vorstehenden biegbaren Armabschnitte erleichtern das Zusammenführen der Komponenten während des Einsteckens bevor der Führungsabschnitt zwischen den Armen eingeführt ist.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Zeichnungen beispielhaft erläutert werden:
1 zeigt zwei Komponenten eines Kühlsystems nach der Erfindung vor ihrer Verbindung in perspektivischer Darstellung,
2 zeigt die Komponenten nach 1 in zusammengestecktem Zustand,
3 zeigt in Seitenansicht die Komponenten nach 1 in einer um 180° verdrehten Lage,
4 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach 3 entlang der Linie 4-4, jedoch im zusammengesteckten Zustand der Komponenten,
5 zeigt die Seitenansicht der zusammengesteckten Komponenten nach 2 in einer um 180° geschwenkten Darstellung,
6 zeigt einen Schnitt durch die Anordnung nach 5 entlang der Linie 6-6,
7 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach 2 entlang der Linie 7-7,
8 zeigt einen Teilschnitt nach 2 entlang der Linie 8-8.
In 1 sind eine erste Komponente 10 und eine zweite Komponente 12 eines nicht im Einzelnen dargestellten Kühlkreislaufs eines Kühlsystems für einen Verbrennungsmotor dargestellt. Die Komponente 10 ist zum Beispiel eine Thermostatventilanordnung. Mit einem Flansch 14 wird die Komponente 10 mit einem nicht gezeigten Motorteil fest verbunden. Die Komponente 12 ist zum Beispiel ein Kühlwasserregler, wobei bei 16 ein Zapfen gezeigt ist, für eine Verbindung mit einem Drehantrieb. Die beiden Komponenten 10, 12 sollen miteinander verbunden werden, sodass eine Strömungsverbindung hergestellt ist. Diese Verbindung soll erfolgen, wenn die Komponente 10 bereits mit dem Verbrennungsmotor fest verbunden ist. Die Komponente 10 weist einen Rohrstutzen 18 auf, der mit einem Rohrstutzen 20 der Komponente 12 zusammengesteckt werden soll. Die Ausbildung der Rohrstutzen wird weiter unten noch beschrieben werden. Man erkennt oberhalb des Rohrstutzens 20 eine federnde Zunge 22, die im Abstand parallel zur Achse des Rohrstutzens 20 an die Komponente 12 angeformt ist. Die federnde Zunge 22 weist am freien Ende einen hakenförmigen Rastabschnitt 24 auf. An den Rohrstutzen 20 ist ferner eine Führung 26 angeformt, die ebenfalls parallel zur Achse des Rohrstutzens 20 verläuft und im Abstand dazu bzw. im Abstand zur federnden Zunge 22. Die Führung 26 ist bei 28 abgebogen und an dieser Stelle mit dem Rohrstutzen 20 verbunden. Die Komponente 12 weist außerdem an den dem Rohrstutzen 20 gegenüberliegenden Enden weitere Rohrstutzen 30, 32 auf, die zum Kühlkreislauf gehören, wie auch einen weiteren, nach oben sich erstreckenden Stutzen 34. Der Kühlwasserregler 12 soll jedoch im Einzelnen nicht weiter beschrieben werden, da er an sich bekannt ist.
An die Komponente 10 sind achsparallel zum Rohrstutzen 18 zwei parallel beabstandete Arme 36, 38 angeformt, zwischen denen ein flacher Steg 40 angeordnet ist. Oberhalb des Stegs sind erste Führungsflächen 42 und unterhalb des Stegs zweite Führungsflächen 44 auf den einander zugekehrten Seiten der Arme 36, 38 geformt. Entgegengesetzt dem freien Ende des Steges 40 ist im hinteren Bereich eine Vertiefung 46 geformt, welche eine Schulter 48 bildet.
Die Arme weisen zum freien Ende hin überstehende Abschnitte 50, 52 auf, die etwas biegsamer sind. Sie haben auf den einander zugekehrten Seiten am freien Ende erste Schnappverbindungsabschnitte 54.
Beim Zusammenstecken der Rohrabschnitte 18, 20 gleiten die biegsamen Abschnitte 50, 52 an den entsprechenden Seiten des Führungsabschnitts 26. Nach einer gewissen Strecke gleitet der Rastabschnitt 24 auf der Oberseite des Stegs 40, und die Führungsflächen 44 der Arme 36, 38 werden an den Seiten des Führungsabschnitts 26 geführt, bis der Rastabschnitt 24 die Schulter 48 hintergreift. In diesem Augenblick sind die Rohrabschnitte 18, 20 ineinander gesteckt. Eine Ringdichtung 56 sorgt für eine ausreichende Abdichtung. Hierauf wird weiter unten noch eingegangen.
In 2 ist gezeigt, wie die Komponenten nach 1 endgültig zusammengesteckt sind. Die Federzunge 22 ist unmittelbar dem Motorteil benachbart, an dem der Flansch 14 befestigt ist. Ein Lösen der Verbindung durch Wegbiegen der Zunge 22 ist daher nicht möglich.
In 3 sind die Komponenten 10 und 12 noch einmal in Seitenansicht und um 180° vertauscht gegenüber 1 dargestellt. Hierbei erkennt man auch einen Gegenverbindungsabschnitt 54 für den biegbaren Endabschnitt 52 des Arms 38. Auf der gegenüberliegenden Seite ist ein entsprechender Gegenschnappverbindungsabschnitt 55 vorgesehen. Diese wirken mit den Schnappverbindungsabschnitten 54 zusammen, wenn die Komponenten 10, 12 vollständig zusammengesteckt sind.
4 zeigt die zusammengesetzten Komponenten nach 3. Wie man erkennt, weist der Rohrabschnitt 18 einen Endabschnitt mit vergrößertem Durchmesser auf, der die Dichtung 56 aufnimmt. Der Rohrabschnitt 20 hat einen radialen Bund 60, der annähernd passend in den Abschnitt mit vergrößertem Durch messer einführbar ist. Wie erkennbar, ist die auf diese Weise gebildete Ringkammer in Axialrichtung größer als der Durchmesser der Dichtung 56, beispielsweise eines Dichtrings. Wie ferner in 4 zu erkennen, ist zwischen der Zunge 22 und dem Steg 36 sowohl in Achsrichtung als auch in radialer Richtung ein Spiel, wie bei 62 angedeutet.
Das Zusammenstecken der Komponenten 10, 12 wird durch Anschlagflächen begrenzt, von denen die Komponente 12 eine bei 70 und die Komponente 10 mehrere bei 72 am Ende der Arme 36, 38 aufweist. Wenn die Anschlagflächen 70, 72 gegeneinander stoßen, hat der Rastabschnitt 24 der Federzunge 22 die Schulter 48 rastend hintergriffen. Die Rohrabschnitte 18, 20 sind dabei ausreichend weit ineinander gesteckt, wie dies etwa in 4 dargestellt ist. Ein Lösen der Komponenten 10, 12 voneinander ist nur möglich, wenn die Federzunge 22 nach außen gebogen werden kann. Dies ist zwar generell möglich, nicht aber wenn die Komponente 10 mit dem nicht gezeigten Motor verbunden ist. Erst wenn die Komponente 10 von dem Motor entfernt ist, kann die beschriebene Verbindung gelöst werden. Auf diese Weise kann zum Beispiel eine der beiden Komponenten 10 oder 12 ausgetauscht werden, falls Sie nicht mehr funktionstüchtig ist.

Claims

Kühlsystem für einen Verbrennungsmotor mit einem Kühlkreislauf für ein Kühlfluid mit einer ersten Komponente im Kühlkreislauf, die einen ersten Rohrabschnitt aufweist und einer zweiten Komponente im Kühlkreislauf, die mindestens einen zweiten Rohrabschnitt aufweist und einer dichten Verbindung zwischen den Rohrabschnitten, wobei die erste oder zweite Komponente Mittel zur festen Anbringung an den Verbrennungsmotor aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrabschnitte (18, 20) der beiden Komponenten (10, 12) ineinander steckbar und relativ zueinander beweglich geformt sind und zwischen diesen eine Dichtung (56) angeordnet ist, dass ferner achsparallel zum ersten Rohrabschnitt (20) der ersten Komponente (10) eine federnde Verriegelungszunge (22) angeformt ist, die am freien Ende einen zum Rohrabschnitt (20) hin gerichteten Rastabschnitt (24) aufweist, an der ersten Komponente (10) parallel und im Abstand zur Verriegelungszunge (22) ein länglicher Führungsabschnitt (26) zwischen dem Rohrabschnitt (20) und der Verriegelungszunge (22) angeformt ist, an der zweiten Komponente (12) parallel beabstandete Arme (36, 38) angeformt sind, die sich parallel zur Achse des zweiten Rohrabschnitts (18) über das Ende des zweiten Rohrabschnitts (18) hinaus erstrecken, zwischen den Armen (36, 38) ein achsparalleler flacher Steg geformt ist, der an dem der zweiten Komponente (12) zugewandten Ende eine Rastschulter (48) aufweist, welche von dem Rastabschnitt (24) der Verriegelungszunge (22) hintergriffen wird, wenn die Rohrabschnitte (18, 20) ineinander gesteckt werden, wobei endseitige Anschlagflächen (70, 72) an der ersten und zweiten Komponente (10, 12) die Einsteckbewegung begrenzen und die Federzunge (22) annähernd passend zwischen den Armen (36, 38) aufgenommen wird und wobei der längliche Führungsabschnitt (26) auf der anderen Seite des Stegs (40) von seitlichen Führungsflächen (44) der Arme (36, 38) geführt ist.
Kühlstem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Verriegelungszunge (22) zugekehrte kleine Fläche des Führungsabschnitts (26) an der einen Seite eines Stegs (40) an diesem anliegt oder mit geringem Abstand zu diesem erstreckt ist, wenn die Rohrstutzen (18, 20) ineinander gesteckt sind.
Kühlsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (36, 38) einen biegbaren Endabschnitt (50, 52) haben mit einem ersten Schnappverbindungsabschnitt (54) am freien Ende, wobei die Schnappverbindungsabschnitte (54) einander gegenüberliegen und seitliche Führungsflächen des Führungsabschnitts (26) jeweils einen zweiten Schnappverbindungsabschnitt (55) aufweisen und mit den ersten Schnappverbindungsabschnitten (54) verriegelnd zusammenwirken, wenn die Rohrabschnitte (18, 20) ineinander gesteckt werden.
Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Verrastung der Verriegelungszunge (22) die Rohrabschnitte (18, 20) und damit die Komponenten in Achsrichtung ein Spiel aufweisen.
Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrabschnitt (18) mit dem größeren Innendurchmesser einen Endabschnitt mit größerem Durchmesser aufweist und der Rohrabschnitt (20) mit dem kleineren Außendurchmesser den Abstand vom freien Ende einen radialen Bund (60) aufweist und die Dichtung (56) von dem Endabschnitt mit dem größeren Innendurchmesser aufgenommen ist.
Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass beide Komponenten (10, 12) von einer Thermostatventilanordnung bzw. einem Kühlwasserregler für den Kühlkreislauf gebildet sind.
Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei der mit dem Verbrennungsmotor verbundenen Komponente (10) die Verriegelungszunge (22) der mit der ersten Komponente (10) zusammengesteckten zweiten Komponente (12) auf der dem Motor zugekehrten Seite der zusammengesteckten Komponenten (10, 12) liegt.