DE102014014273A1

DE102014014273A1 - Eine Kühlrohrverbindung zur Motorkühlung und eine mit einer Kühlrohrverbindung ausgestattete Motorkühlvorrichtung

Info

Publication number: DE102014014273A1
Application number: DE102014014273.6A
Authority: DE
Inventors: c/o FANUC CORPORATION Takamizawa Suguru
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2013-10-04
Filing date: 2014-09-26
Publication date: 2015-04-09
Anticipated expiration: 2034-09-27
Also published as: CN104518615B; US20150097367A1; JP5778736B2; CN104518615A; JP2015076901A; CN204517573U; US10520117B2; DE102014014273B4

Abstract

Eine Kühlrohrverbindung, die eine Feineinstellung der Länge eines Kühlrohrs ermöglicht, das aus einer Kühlrohrverbindung herausragt. Die Kühlrohrverbindung ist mit einem Grundkörper, einem Befestigungselement, das am Grundkörper befestigt ist, einem Verformungselement, das zwischen dem Grundkörper und dem Befestigungselement angeordnet ist, und einer ersten abgeschrägten Oberfläche vorgesehen, die in Bezug auf die Mittelachse abgeschrägt ist. Diese erste abgeschrägte Oberfläche drückt mit der Befestigungskraft des Befestigungselements am Grundkörper gegen das Verformungselement und verformt das Verformungselement in eine Richtung zur Mittelachse.

Description

BISHERIGER STAND DER TECHNIK
1. Technischer Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kühlrohrverbindung zur Durchleitung eines Kühlmittels zum Kühlen eines Motors sowie auf eine Motorkühlvorrichtung, die diese Kühlrohrverbindung aufweist.
2. Beschreibung der diesbezüglichen Technik
Eine Motorkühlvorrichtung zur Ableitung von Wärme, die während des Betriebs eines elektrischen oder anderen Motors erzeugt wird, ist bekannt (z. B. die japanische Patentveröffentlichung Nr. 2010-268667A ).
Eine Motorkühlvorrichtung weist ein Kühlrohr auf, durch welches ein Kühlmittel zum Kühlen eines Motors fließt, und eine Kühlrohrverbindung, die ein Kühlrohr aufnimmt, sodass das Kühlrohr mit einem Kühlmantel oder anderen Element verbunden wird. In einer derartigen Motorkühlvorrichtung ist es manchmal erforderlich, nach der Montage der Motorkühlvorrichtung die Länge des Kühlrohrs, das aus der Kühlrohrverbindung herausragt, endgültig anzupassen.
Allerdings wurde das Kühlrohr gemäß der herkömmlichen Kühlrohrverbindung durch Schweißen etc. an der Kühlrohrverbindung befestigt, wodurch es unmöglich wurde, das Kühlrohr aus der Kühlrohrverbindung herauszuziehen oder das Kühlrohr in die Kühlrohrverbindung hineinzuschieben, um die Länge des Kühlrohrs, das aus der Kühlrohrverbindung herausragt, endgültig anzupassen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Kühlrohrverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung, die ein Kühlrohr aufnimmt, durch das ein Kühlmittel zum Kühlen eines Motors fließt, umfasst einen Grundkörper mit einer ersten Durchgangsbohrung, die das Kühlrohr aufnimmt, ein Befestigungselement, das am Grundkörper befestigt ist, wobei das Befestigungselement eine zweite Durchgangsbohrung aufweist, die auf die erste Durchgangsbohrung ausgerichtet ist und das Kühlrohr aufnimmt, ein Verformungselement, das zwischen dem Grundkörper und dem Befestigungselement angeordnet ist, wobei das Verformungselement über eine dritte Durchgangsbohrung verfügt, die auf die erste und zweite Durchgangsbohrung ausgerichtet ist und das Kühlrohr aufnimmt, und eine erste abgeschrägte Oberfläche, die zu einer Mittelachse der dritten Durchgangsbohrung hin abgeschrägt ist.
Die erste abgeschrägte Oberfläche drückt gegen das Verformungselement, um das Verformungselement in einer Richtung zur Mittelachse durch die Kraft zur Befestigung des Befestigungselements am Grundkörper zu deformieren. Das Verformungselement kann eine zweite abgeschrägte Oberfläche aufweisen, welche Kontakt mit der ersten abgeschrägten Oberfläche hat. Die erste abgeschrägte Oberfläche kann auch einstückig mit dem Grundkörper geformt sein. Der Grundkörper kann eine Vertiefung aufweisen, die sich von der Stirnseite, die dem Befestigungselement gegenüberliegt, nach innen vertieft. Diese Vertiefung kann eine Öffnung einer zweiten Durchgangsbohrung an der Bodenfläche davon aufweisen und das Befestigungselement darin festhalten.
Die Kühlrohrverbindung kann des Weiteren auch ein Zwischenbefestigungselement zwischen dem Befestigungselement und dem Verformungselement aufweisen. In diesem Fall kann die erste abgeschrägte Oberfläche einstückig mit dem Zwischenbefestigungselement geformt sein. Der Grundkörper kann eine Vertiefung aufweisen, die sich von der Stirnseite, die dem Befestigungselement gegenüberliegt, nach innen vertieft. Diese Vertiefung kann eine Öffnung der ersten Durchgangsbohrung an der Bodenfläche davon aufweisen und das Befestigungselement und das Zwischenbefestigungselement darin festhalten.
Die Kühlrohrverbindung kann des Weiteren ein Ringelement aufweisen, das eng am Umfang des Kühlrohrs anliegt, sodass eine Leckage des Kühlmittels aus der Kühlrohrverbindung verhindert wird. Das Ringelement kann in einer Ringhaltenut, die am Befestigungselement gebildet wird, festgehalten werden.
In einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Motorkühlvorrichtung die obige Kühlrohrverbindung.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die oben genannten sowie andere Ziele, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlicher, wobei:
1 eine Außenansicht einer Motorkühlvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 einen Querschnitt einer Kühlrohrverbindung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 einen auseinandergezogenen Querschnitt einer in 2 dargestellten Kühlrohrverbindung zeigt;
4 einen Querschnitt einer Kühlrohrverbindung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 einen auseinandergezogenen Querschnitt einer in 4 darstellten Kühlrohrverbindung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nachstehend werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung basierend auf den Zeichnungen genau beschrieben. Zuerst wird unter Bezugnahme auf 1 eine Motorkühlvorrichtung 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Die Motorkühlvorrichtung 10 ist zum Kühlen eines Motors M durch einen Kühlmittelfluss um den Motor M bestimmt. Die Motorkühlvorrichtung 10 enthält eine Vielzahl von Kühlmänteln 11, die um den Motor M angeordnet sind, mit den Kühlmänteln 11 verbundene Kühlrohre 12 und Kühlrohrverbindungen 100 zum Anschlussstück der Kühlrohre 12 an die Kühlmäntel 11.
Eine Vielzahl der Kühlmäntel 11 ist am Motor M befestigt, sodass sie den Motor M umgeben. Die Kühlmäntel 11 verfügen in ihrem Inneren über einen Kühlkanal (nicht dargestellt) zum Durchfluss des Kühlmittels. Das Kühlmittel durchströmt den Kühlkanal und leitet die im Motor M erzeugte Wärme ab.
Die Kühlrohre 12 sind rohrförmige Elemente, damit das Kühlmittel diese durchströmen kann. Die Kühlrohre 12 verbinden eine Kühlmitteleinspeisungsvorrichtung (nicht dargestellt), die außerhalb des Motors M und der Kühlmäntel 11 angeordnet ist, und verbinden des Weiteren auch zwei Kühlmäntel 11 miteinander, damit das Kühlmittel fließen kann. Die Kühlrohre 12 sind an zusätzliche Anschlüsse 14 angeschlossen, die an den Kühlrohrverbindungen 100 befestigt sind. Die Kühlrohre 12 sind über die zusätzlichen Anschlüsse 14 und die Kühlrohrverbindungen 100 an die Kühlmäntel 11 angeschlossen und auf die Kühlrohre 13 abgestimmt (2), die innerhalb der Kühlmäntel 11 angeordnet sind. Somit strömt das von der Kühlmitteleinspeisungsvorrichtung eingespeiste Kühlmittel durch die Kühlrohre 12 und 13 in die Kühlmäntel 11 und leitet die durch den Motor M erzeugte Wärme ab.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 2 und 3 eine Kühlrohrverbindung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erläutert. Bitte beachten Sie, dass in der folgenden Erläuterung die Richtung entlang einer Mittelachse O des Grundkörpers 101 als die „Achsenrichtung” und die Richtung nach links in 2 als die „axiale Vorwärtsrichtung” definiert ist. Die Kühlrohrverbindung 100 umfasst einen Grundkörper 101, ein Befestigungselement 102 und ein Verformungselement 103.
Der Grundkörper 101 ist ein säulenförmiges Element, das über die Mittelachse O verfügt und aus einem biegesteifen Metall besteht. Der Grundkörper 101 ist an dem darüber liegenden Kühlmantel 11 befestigt. Der Grundkörper 101 hat eine Vertiefung 106a, die von einer axialen rückwärtigen Stirnseite 106 nach innen verläuft. An der Seitenfläche der Vertiefung 106a befindet sich ein Gewinde. Mit dem Gewinde wird der zusätzliche Anschluss 14 in der Vertiefung 106a verschraubt.
Der Grundkörper 101 hat eine Vertiefung 105, die von einer axialen Stirnseite 104 nach innen verläuft. Die Vertiefung 105 definiert einen säulenförmigen Innenraum. Die Seitenfläche der Vertiefung 105 wird durch ein Innengewinde 105a gebildet. Der Grundkörper 101 hat eine Durchgangsbohrung 108, die durch den Grundkörper 101 in der Achsenrichtung von einer Bodenfläche 106b der Vertiefung 106a zu einer Bodenfläche 107 der Vertiefung 105 verläuft.
Die Durchgangsbohrung 108 hat einen etwas größeren Durchmesser als der Außendurchmesser des Kühlrohrs 13. Ein Öffnungsteil 109 der Durchgangsbohrung 108 an der axialen Vorderseite wird mit einer kegelförmigen ersten abgeschrägten Oberfläche 110 gebildet. Die erste abgeschrägte Oberfläche 110 ist im Hinblick auf die Achse O abgeschrägt, sodass sie in axialer Vorwärtsrichtung von der Achse O weg verläuft.
Das Befestigungselement 102 ist ein säulenförmiges Element, das aus biegesteifem Metall hergestellt ist. Das Befestigungselement 102 ist am Grundkörper 101 befestigt, sodass seine Mittelachse der Mittelachse O des Grundkörpers 101 entspricht. Das Befestigungselement 102 hat eine Durchgangsbohrung 113, die durch die Mitte des Befestigungselements 102 in Achsenrichtung von einer axialen Stirnseite 111 zu einer axialen Rückseite 112 verläuft. Die Durchgangsbohrung 113 hat einen Durchmesser, der etwas größer ist als der Außendurchmesser des Kühlrohrs 13. Eine Öffnung 114 der Durchgangsbohrung 113 an der axialen Rückseite wird mit einer Ringhaltenut 116 gebildet, die an der Innenseite mit einem O-Ring 115 ausgestattet ist.
Die Ringhaltenut 116 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird durch eine abgeschrägte Oberfläche definiert, die zur Achse O abgeschrägt ist, sodass sie radial nach außen und axial nach hinten verläuft. Des Weiteren wird auf der Außenumfangsfläche des Befestigungselements 102 ein Außengewinde 102a gebildet, das in das Innengewinde 105a eingeschraubt werden kann, das im Grundkörper 101 vorgesehen ist.
Das Verformungselement 103 ist ein kegelstumpfförmiges Element, das um dieselbe Achse zentriert ist wie die Mittelachse O des Grundkörpers 101 und aus biegesteifen Metall besteht. Vorzugsweise werden der Grundkörper 101, das Befestigungselement 102 und das Verformungselement 103 aus Metallen hergestellt, welche dieselbe Festigkeit und denselben Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen (z. B. dasselbe Metall). Das Verformungselement 103 hat eine Durchgangsbohrung 119, die durch die Mitte des Verformungselements 103 in Achsenrichtung von der axialen Stirnseite 117 zur axialen Rückseite 118 verläuft. Die Durchgangsbohrung 119 hat einen Durchmesser, der etwas größer ist als der Außendurchmesser des Kühlrohrs 13.
Das Verformungselement 103 hat eine zweite abgeschrägte Oberfläche 120 als Außenumfangsfläche. Die zweite abgeschrägte Oberfläche 120 verläuft von der axialen Rückseite 118 zur axialen Stirnseite 117, wobei sie im Hinblick auf die Achse O abgeschrägt ist, sodass sie von der Achse O weg in eine axiale Vorwärtsrichtung verläuft. Der Schrägungswinkel der zweiten abgeschrägten Oberfläche 120 ist im Hinblick auf die Achse O so angelegt, dass er nahezu dem der ersten abgeschrägten Oberfläche 110 entspricht, die im Grundkörper 101 vorgesehen ist. Der Schrägungswinkel der zweiten abgeschrägten Oberfläche 120 ist im Hinblick auf die Achse O z. B. in einem Bereich größer 0° und kleiner 90° angelegt.
Wenn die Kühlrohrverbindung 100 wie in 2 dargestellt zusammengebaut wird, fügt der Nutzer zuerst das Verformungselement 103 in einen Zwischenraum S₁ ein, der durch die erste abgeschrägte Oberfläche 110 des Grundkörpers 101 definiert wird. Wenn das Verformungselement 103 in den Zwischenraum S₁ eingefügt ist, wird die Stirnseite 117 des Verformungselements 103 etwa an der axialen Vorderseite relativ zur Bodenfläche 107 der Vertiefung 105 des Grundkörpers 101 positioniert.
Als nächstes fügt der Nutzer das Befestigungselement 102 von der axialen Vorderseite aus in die Vertiefung 105 des Grundkörpers 101 ein und schraubt das Außengewinde 102a in das Innengewinde 105a, indem er das Befestigungselement 102 in dieselbe Richtung wie die Umfangsrichtung um die Achse O dreht. Dann platziert der Nutzer das Befestigungselement 102 in einer Position, wo das Befestigungselement 102 das Verformungselement 103 leicht berührt.
In diesem Zustand werden die Durchgangsbohrung 108 des Grundkörpers 101, die Durchgangsbohrung 113 des Befestigungselements 102 und die Durchgangsbohrung 119 des Verformungselements 103 untereinander ausgerichtet. Dann führt der Nutzer das Kühlrohr 13 in die Durchgangsbohrung 108, die Durchgangsbohrung 113 und die Durchgangsbohrung 119 ein. Wie oben erläutert werden die Durchmesser der Durchgangsbohrung 108, der Durchgangsbohrung 113 und der Durchgangsbohrung 119 so festgelegt, dass sie etwas größer sind als der Außendurchmesser des Kühlrohrs 13. Dementsprechend kann der Nutzer das Kühlrohr 13 problemlos in die Durchgangsbohrung 108, die Durchgangsbohrung 113 und die Durchgangsbohrung 119 einführen.
Hier schiebt der Nutzer das Kühlrohr 13 in die Durchgangsbohrungen 108, 113, und 119, sodass die axiale Rückseite des Kühlrohrs 13 von der Bodenfläche 106b der Vertiefung 106a zur axialen Vorderseite um einen vorher festgelegten Abstand getrennt ist. Demzufolge kann man, wenn der zusätzliche Anschluss 14 an der Kühlrohrverbindung 100 wie in 2 dargestellt befestigt wird, die Deformierung des Kühlrohrs 13 verursacht durch die axiale Rückseite des Kühlrohrs 13 verhindern, die an den zusätzlichen Anschluss 14 angrenzt.
Nachdem der Nutzer das Kühlrohr 13 in die Durchgangsbohrung 108, die Durchgangsbohrung 113 und die Durchgangsbohrung 119 eingeführt hat, befestigt er das Schiebeelement 102 fest an der Innenseite der Vertiefung 105 des Grundkörpers 10, indem er das Schiebeelement 102 in dieselbe Richtung wie die Umfangsrichtung und des Weiteren in die Vertiefung 105 eindreht. Dadurch drückt die Stirnseite 112 des Befestigungselements 102 gegen die Stirnseite 117 des Verformungselements 103. Somit wirkt eine Schubkraft F₁ in Richtung der axialen Rückseite auf das Verformungselement 103 ein, wie durch den Pfeil F₁ in 2 dargestellt.
Das Verformungselement 103 nimmt die Schubkraft F₁ und die normale Kraft von der ersten abgeschrägten Oberfläche 110 des Grundkörpers 101 auf und wird in eine Richtung deformiert, die sich der Achsenrichtung nähert (d. h., radial nach innen), was hauptsächlich auf die Wirkung der radialen Komponente F2 der normalen Kraft etc. zurückzuführen ist. Demzufolge wird der Durchmesser der Durchgangsbohrung 119 des Verformungselements 103 geringer und das Kühlrohr 13 in der Durchgangsbohrung 119 befestigt.
Beachten Sie, dass die Schrägungswinkel der ersten abgeschrägten Oberfläche 110 und der zweiten abgeschrägten Oberfläche 120 sowie das Material des Verformungselements 103 so ausgewählt werden, dass die o. g. Verformung des Verformungselements 103 nicht im plastischen, sondern im elastischen Bereich auftritt. Der O-Ring 115 wird in der Ringhaltenut 116 festgehalten, die im Befestigungselement 102 vorgesehen ist, und liegt eng am Umfang des Kühlrohrs 13 an. Demzufolge kann, wenn das Kühlmittel durch das Kühlrohr 13 strömt, verhindert werden, dass das Kühlmittel zwischen dem Befestigungselement 102 und dem Kühlrohr 13 entlang läuft und aus der Kühlrohrverbindung 100 austritt.
Andererseits dreht der Nutzer, wenn es nach dem Einbau der Kühlrohrverbindung 100 erforderlich wird, die Einbringungstiefe des Kühlrohrs 13 in die Kühlrohrverbindung 100 zu ändern, das Befestigungselement 102 in die entgegengesetzte Richtung zur Umfangsrichtung, um so das Befestigungselement 102 vom Grundkörper 101 zu lösen. Demzufolge wird die Presskraft zwischen dem Befestigungselement 102 und dem Verformungselement 103 gelockert und das Verformungselement 103 kehrt in den Zustand vor der Montage zurück. Demzufolge wird die vom Verformungselement 103 auf das Kühlrohr 13 ausgeübte Spannkraft gelöst, sodass der Nutzer das Kühlrohr 13 tiefer in die Kühlrohrverbindung 100 hineinschieben oder das Kühlrohr 13 aus der Kühlrohrverbindung 100 herausziehen kann.
Somit wird gemäß der Kühlrohrverbindung 100 der vorliegenden Ausführungsform das Kühlrohr 13 durch reversible elastische Verformung des Verformungselements 103 festgehalten, indem die Schubkraft F₁ genutzt wird, die auf das Verformungselement 103 sowie auf die erste abgeschrägte Oberfläche 110, die am Grundkörper 101 vorgesehen ist, angewandt wird, wenn das Befestigungselement 102 am Grundkörper 101 befestigt wird.
Gemäß dieser Konfiguration kann der Nutzer das Kühlrohr 13 leicht in der Kühlrohrverbindung 100 befestigen, indem er das Befestigungselement 102 ohne Schweißen, etc. lediglich am Grundkörper 101 befestigt, während er das Kühlrohr 13 auch tiefer in die Kühlrohrverbindung 100 einschieben oder aus der Kühlrohrverbindung 100 herausziehen kann, indem er einfach das Befestigungselement 102 vom Grundkörper 101 löst.
Bei einer derartigen Konfiguration ist diese Kühlrohrverbindung 100 besonders vorteilhaft, wenn es z. B. erforderlich wird, die Länge des Kühlrohrs 13, das aus der Kühlrohrverbindung 100 herausragt, endgültig anzupassen. Insbesondere nach der Montage der Motorkühlvorrichtung 10 gemäß 1 wird es manchmal notwendig, die Position eines Kühlmantels 11 endgültig anzupassen. Wenn in einem derartigen Fall ein Kühlrohr 13 fest an der Kühlrohrverbindung 100 befestigt wurde und es daher unmöglich ist, die Länge des aus der Kühlrohrverbindung 100 herausragenden Kühlrohrs 13 anzupassen, wäre es schwierig, die Position des Kühlmantels 11 endgültig anzupassen.
Im Gegensatz dazu ist es mit der oben erläuterten Kühlrohrverbindung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, ein Kühlrohr 13 tiefer in die Kühlrohrverbindung 100 einzuschieben oder aus der Kühlrohrverbindung 100 herauszuziehen, indem man das Befestigungselement 102 einfach vom Grundkörper 101 löst. Somit kann der Nutzer die Länge des Kühlrohrs 13 anpassen, das aus der Kühlrohrverbindung 100 herausragt, und es ist möglich, die Position eines Kühlmantels 11 auch nach der Montage der Motorkühlvorrichtung 10 anzupassen.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 4 und 5 eine Kühlrohrverbindung 200 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Bitte beachten Sie, dass ähnliche Elemente wie in der obigen Ausführungsform dieselben Referenznummern erhalten und deren detaillierte Erläuterungen ausgelassen werden. Des Weiteren werden zum besseren Verständnis in 5 die Kühlrohre 12 und die zusätzlichen Anschlüsse 14 weggelassen. Die Kühlrohrverbindung 200 umfasst einen Grundkörper 201, ein Befestigungselement 202, ein Zwischenbefestigungselement 203 und ein Verformungselement 204.
Der Grundkörper 201 ist ein Element mit einer Mittelachse O, und er ist an einem o. g. Kühlmantel 11 befestigt. Der Grundkörper 201 umfasst eine Vertiefung 206, die von der axialen Stirnseite 205 nach innen verläuft, eine Vertiefung 207a, die von der axialen Rückseite 207 nach innen verläuft, eine Durchgangsbohrung 209 durch den Grundkörper 201 in Achsenrichtung von der Bodenfläche 207b der Vertiefung 207a zur Bodenfläche 208 der Vertiefung 206 und eine Vielzahl an Bolzenlöchern 210, die durch den Grundkörper 201 in Achsenrichtung von der Stirnseite 205 zur Stirnseite 207 verlaufen. Ähnlich wie in der o. g. Ausführungsform ist ein zusätzlicher Anschluss 14 mit der Vertiefung 207a verbunden, die im Grundkörper 201 vorgesehen ist.
Das Befestigungselement 202 ist ein Element, das um dieselbe Achse zentriert ist wie die Mittelachse O des Grundkörpers 201. Das Befestigungselement 202 hat eine Durchgangsbohrung 213, die durch die Mitte des Befestigungselements 202 in Achsenrichtung von einer axialen Stirnseite 211 zu einer axialen Rückseite 212 verläuft. Eine Öffnung 214 der Durchgangsbohrung 213 an der Rückseite in Achsenrichtung wird mit einer Ringhaltenut 216 gebildet, die den O-Ring 215 in der Öffnung hält.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Ringhaltenut 216 als eine säulenförmige Vertiefung gebildet, die vom Umfang der Durchgangsbohrung 213 radial nach außen verläuft. Des Weiteren verfügt das Befestigungselement 202 über Schraubenlöcher 217 an den Positionen entsprechend der Vielzahl an Bolzenlöchern 210, die im Grundkörper 201 vorgesehen sind.
Das Zwischenbefestigungselement 203 ist ein säulenförmiges Element, das um dieselbe Achse zentriert ist wie die Mittelachse O des Grundkörpers 201. Das Zwischenbefestigungselement 203 verfügt über einen Innenraum S₂, der durch eine erste abgeschrägte Oberfläche 218 definiert wird. Die erste abgeschrägte Oberfläche 218 verläuft von der axialen Rückseite 220 zur axialen Stirnseite 219, wobei sie in Bezug auf die Achse O abgeschrägt ist, sodass sie sich der Achse O nähert, indem sie in axialer Vorwärtsrichtung verläuft.
Das Verformungselement 204 ist ein kegelstumpfförmiges Element, das um dieselbe Achse zentriert ist wie die Mittelachse O des Grundkörpers 201. Vorzugsweise sind der Grundkörper 201, das Befestigungselement 202, das Zwischenbefestigungselement 203 und das Verformungselement 204 aus denselben Metallen mit derselben Festigkeit und denselben Wärmeausdehnungskoeffizienten hergestellt (z. B. demselben Metall). Das Verformungselement 204 hat eine Durchgangsbohrung 223, die durch die Mitte des Verformungselements 204 in Achsenrichtung von einer axialen Stirnseite 221 zu einer axialen Rückseite 222 verläuft. Des Weiteren verfügt das Verformungselement 204 über eine zweite abgeschrägte Oberfläche 224 als Außenumfangsfläche. Die zweite abgeschrägte Oberfläche 224 verläuft von der axialen Rückseite 222 zur axialen Stirnseite 221, während sie in Bezug auf die Achse O abgeschrägt ist, sodass sie sich der Achse O nähert und in axialer Vorwärtsrichtung verläuft.
Der Schrägungswinkel der zweiten abgeschrägten Oberfläche 224 ist in Bezug auf die Achse O nahezu der Gleiche wie bei der ersten abgeschrägten Oberfläche 218, die am Zwischenbefestigungselement 203 vorgesehen ist. Der Schrägungswinkel der zweiten abgeschrägten Oberfläche 224 wird in Bezug auf die Achse O z. B. in einem Bereich größer 0° und kleiner 90° angelegt. Des Weiteren haben, ähnlich wie in der oben genannten Ausführungsform, die Durchgangsbohrung 209 des Grundkörpers 201, die Durchgangsbohrung 213 des Befestigungselements 202 und die Durchgangsbohrung 223 des Verformungselements 204 etwas größere Durchmesser als der Außendurchmesser des Kühlrohrs 13 im Zustand vor der Montage.
Während der Montage der Kühlrohrverbindung 200 gemäß 4 schiebt der Nutzer das Verformungselement 204 in den Innenraum S₂ des Zwischenbefestigungselements 203, sodass die erste abgeschrägte Oberfläche 218 des Zwischenbefestigungselements 203 und die zweite abgeschrägte Oberfläche 224 des Verformungselements 204 sich berühren. Dann führt der Nutzer die montierten Zwischenbefestigungs- 203 und Verformungselemente 204 in die Vertiefung 206 ein, die im Grundkörper 201 vorgesehen ist.
Wenn das Zwischenbefestigungselement 203 und das Verformungselement 204 in die Vertiefung 206 eingeführt sind, wird die axiale Stirnseite 219 des Zwischenbefestigungselements 203 auf etwa der axialen Vorderseite relativ zur axialen Stirnseite 205 des Grundkörpers 201 positioniert.
Als Nächstes platziert der Nutzer das Befestigungselement 202 von der axialen Vorderseite auf dem Grundkörper 201 und befestigt das Befestigungselement 202 mit Bolzen 225 am Grundkörper 201, sodass die Stirnseite 212 des Befestigungselements 202 leichten Kontakt mit der Stirnseite 219 des Zwischenbefestigungselements 203 hat. Die Bolzen 225 durchdringen die Bolzenlöcher 210 des Grundkörpers 201 und werden in die Schraubenlöcher 217 des Befestigungselements 202 geschraubt.
In diesem Zustand sind die Durchgangsbohrung 209 des Grundkörpers 201, die Durchgangsbohrung 213 des Befestigungselements 202 und die Durchgangsbohrung 223 des Verformungselements 204 aufeinander ausgerichtet. Dann führt der Nutzer das Kühlrohr 13 in die Durchgangsbohrung 209, die Durchgangsbohrung 213 und die Durchgangsbohrung 223 ein. Wie oben erläutert, werden die Durchmesser der Durchgangsbohrung 209, der Durchgangsbohrung 213 und der Durchgangsbohrung 223 etwas größer bemessen als der Außendurchmesser des Kühlrohrs 13. Demzufolge kann der Nutzer das Kühlrohr 13 problemlos in die Durchgangsbohrung 209, die Durchgangsbohrung 213 und die Durchgangsbohrung 223 einführen.
Nach Einführung des Kühlrohrs 13 in die Durchgangsbohrung 209, die Durchgangsbohrung 213 und die Durchgangsbohrung 223 befestigt der Nutzer das Befestigungselement 202 fest am Grundkörper 201, indem er die Bolzen 225 fester anzieht. Demzufolge wird vom Befestigungselement 202 eine Schubkraft F₁ in axialer Rückwärtsrichtung auf das Zwischenbefestigungselement 203 ausgeübt, wie durch den Pfeil F₁ in 4 dargestellt. Aufgrund dieser Schubkraft F₁ wird das Zwischenbefestigungselement 203 in axialer Rückwärtsrichtung geschoben, wobei die erste abgeschrägte Oberfläche 218 der Zwischenbefestigungselement 203 gegen die zweite abgeschrägte Oberfläche 224 des Verformungselements 204 gedrückt wird.
Demzufolge nimmt das Verformungselement 204 eine Normalkraft von der ersten abgeschrägten Oberfläche 218 auf und wird radial nach innen verformt, und zwar hauptsächlich durch die Einwirkung der radialen Komponentenkraft F₂ der Normalkraft, etc. Aufgrund dieser Verformung des Verformungselements 204 schrumpft der Durchmesser der Durchgangsbohrung 223 des Verformungselements 204 und das Kühlrohr 13 wird in der Durchgangsbohrung 223 festgehalten. Zu diesem Zeitpunkt wird der O-Ring 215 in der Ringhaltenut 216 festgehalten, die am Befestigungselement 202 vorgesehen ist, und hat engen Kontakt mit dem Umfang des Kühlrohrs 13. Aufgrund dieser Tatsache kann, wenn Kühlmittel durch das Kühlrohr 13 strömt, verhindert werden, dass Kühlmittel aus der Kühlrohrverbindung 200 austritt.
Wenn es andererseits erforderlich wird, die Eindrehtiefe des in die Kühlrohrverbindung 200 eingeführten Kühlrohrs 13 zu ändern, kann der Nutzer die Bolzen 225 lösen. Demzufolge wird die Verpressung zwischen dem Zwischenbefestigungselement 203 und dem Verformungselement 204 gelöst, und das Verformungselement 204 kehrt in den Zustand vor der Montage zurück. Demzufolge wird die Befestigungskraft des Verformungselements 204 auf das Kühlrohr 13 gelöst, wodurch der Nutzer das Kühlrohr 13 tiefer in die Kühlrohrverbindung 200 einführen oder aus der Kühlrohrverbindung 200 herausziehen kann.
Auf diese Weise kann der Nutzer gemäß der Kühlrohrverbindung 200 der vorliegenden Ausführungsform das Kühlrohr 13 tiefer in die Kühlrohrverbindung 200 einführen oder es aus der Kühlrohrverbindung 200 herausziehen, indem er einfach die Bolzen 225 fester anzieht oder löst. Demzufolge ist es dem Nutzer möglich, die Länge des Kühlrohrs 13, das aus der Kühlrohrverbindung 200 herausragt, anzupassen. Daher kann der Nutzer die Position eines Kühlmantels 11 anpassen, und zwar selbst nach der Montage der Motorkühlvorrichtung 10.
Bitte beachten Sie, dass in den o. g. Ausführungsformen der Fall erläutert wurde, wo die erste abgeschrägte Oberfläche sowie die zweite abgeschrägte Oberfläche konische Oberflächen aufweisen. Allerdings ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Die erste abgeschrägte Oberfläche und die zweite abgeschrägte Oberfläche können z. B. auch kegelstumpfartige pyramidenförmige abgeschrägte Oberflächen sein, wie z. B. kegelstumpfartige dreiseitige pyramidenförmige oder kegelstumpfartige quadratische pyramiden-förmige Oberflächen. Alternativ können sie, solange wie abgeschrägte Oberflächen, deren Querschnittsfläche in einer Richtung in der Achsenrichtung kleiner (oder größer) wird, abgeschrägte Oberflächen sein, die irgendwelche Querschnittsformen aufweisen.
Des Weiteren wurde in den o. g. Ausführungsformen der Fall erläutert, bei dem das Verformungselement eine Kegelstumpfform aufweist, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Es kann z. B. auch ein keilförmiges Element, ein konisches polygonales Element, etc. sein. Des Weiteren verformt sich das Verformungselement beim Anpressen gegen die erste abgeschrägte Oberfläche in diametrischer Richtung leicht nach innen, sodass es auch möglich ist, einen Spalt zu bilden, der von einer Stirnseite des Verformungselements in Achsenrichtung in einem genau vorgegebenen Abstand zur anderen Seite in Achsenrichtung verläuft. Des Weiteren kann dieser Spalt in diametrischer Richtung durch das Verformungselement verlaufen. Er kann auch so vorgesehen werden, dass er in diametrischer Richtung in einem genau vorgegebenen Abstand von der zweiten abgeschrägten Oberfläche des Verformungselements nach innen verläuft.
Des Weiteren wurde in den o. g. Ausführungsformen der Fall erläutert, bei dem das Verformungselement eine zweite abgeschrägte Oberfläche aufwies. Allerdings ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Das Verformungselement kann z. B. auch die Form eines Ringelements aufweisen, das keine abgeschrägte Oberfläche hat. Der Grund dafür ist, dass selbst wenn das Verformungselement über keine zweite abgeschrägte Oberfläche verfügt, die erste abgeschrägte Oberfläche angepresst werden kann, um sich in diametrischer Richtung nach innen zu verformen und so das Kühlrohr festzuhalten.
Des Weiteren wurde in den o. g. Ausführungsformen der Fall erläutert, bei dem die erste abgeschrägte Oberfläche einstückig mit dem Grundkörper gebildet wird, sowie der Fall, bei dem die erste abgeschrägte Oberfläche am Zwischenbefestigungselement gebildet wird. Allerdings ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Die erste abgeschrägte Oberfläche kann auch einstückig mit dem Befestigungselement gebildet werden, während eine erste abgeschrägte Oberfläche an einem anderen Element als dem o. g. Element gebildet werden und das Verformungselement andrücken kann.
Des Weiteren wurde in den o. g. Ausführungsformen der Fall erläutert, bei dem die Ringhaltenut durch eine abgeschrägte Oberfläche definiert wird, die in Bezug auf die Achse O abgeschrägt ist, sowie der Fall, bei dem diese durch eine säulenförmige Vertiefung von der Wand der Durchgangsbohrung nach außen in diametrischer Richtung gebildet wird. Allerdings ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Die Ringhaltenut kann z. B. eine Oberfläche mit einer Form aufweisen, die sich an die Außenumfangsfläche des Gummirings anpasst.
Wie oben erläutert, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, statt das Verformungselement anzuschweißen etc., es reversibel elastisch zu deformieren, sodass das Kühlrohr in der Kühlrohrverbindung festgehalten wird und der Nutzer die Länge des Kühlrohrs, das aus der Kühlrohrverbindung herausragt, leicht anpassen kann.
Oben wurde die vorliegende Erfindung anhand der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert, aber die o. g. Ausführungsformen limitieren die Erfindung in Bezug auf die Ansprüche nicht. Des Weiteren sind alle Kombinationen der in der Ausführungsform erläuterten Eigenschaften nicht zwingend notwendig für die Erfindung. Des Weiteren können die o. g. Ausführungsformen auf verschiedene Weise von Fachleuten verändert oder verbessert werden. Derartige veränderte oder verbesserte Ausführungsformen sind ebenfalls im technischen Umfang der vorliegenden Erfindung aufweisen, was auch aus dem Anspruchswortlaut hervorgeht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010-268667 A [0002]

Claims

Kühlrohrverbindung (100), die ein Kühlrohr aufnimmt (12, 13), durch das ein Kühlmittel zum Kühlen eines Motors strömt, die Folgendes umfasst: einen Grundkörper (101) mit einer ersten Durchgangsbohrung (108), die das Kühlrohr aufnimmt; ein Befestigungselement (102), das am Grundkörper (101) befestigt ist, wobei das Befestigungselement (102) eine zweite Durchgangsbohrung (113) aufweist, die auf die erste Durchgangsbohrung (108) ausgerichtet ist und das Kühlrohr aufnimmt (13); ein Verformungselement (103) zwischen dem Grundkörper (101) und dem Befestigungselement (102), wobei das Verformungselement (103) eine dritte Durchgangsbohrung (119) aufweist, die auf die erste Durchgangsbohrung (108) und zweite Durchgangsbohrung (113) ausgerichtet ist und das Kühlrohr aufnimmt (13); und eine erste abgeschrägte Oberfläche (110), die in Bezug auf die Mittelachse (O) der dritten Durchgangsbohrung (119) abgeschrägt ist, wobei die erste abgeschrägte Oberfläche gegen das Verformungselement (103) drückt, sodass das Verformungselement (103) durch die Befestigungskraft des Befestigungselements (102) am Grundkörper (101) in eine Richtung zur Mittelachse (O) gepresst wird.
Kühlrohrverbindung gemäß Anspruch 1, worin das Verformungselement (103) eine zweite abgeschrägte Oberfläche (120) aufweist, die Oberflächenkontakt mit der ersten abgeschrägten Oberfläche (110) hat.
Kühlrohrverbindung gemäß Anspruch 1 oder 2, worin die erste abgeschrägte Oberfläche (110) einstückig mit dem Grundkörper (101) geformt ist.
Kühlrohrverbindung gemäß Anspruch 3, worin der Grundkörper (101) eine Vertiefung (105) aufweist, die sich von der Stirnseite (104), die dem Befestigungselement (102) gegenüberliegt, nach innen vertieft, und die Vertiefung (105) eine Öffnung der ersten Durchgangsbohrung (108) an der Bodenfläche (107) der Vertiefung (105) aufweist und das Befestigungselement (102) in der Vertiefung (105) hält.
Kühlrohrverbindung (200) gemäß Anspruch 1 oder 2, die des Weiteren ein Zwischenbefestigungselement (203) umfasst, das zwischen dem Befestigungselement (202) und dem Verformungselement (204) angeordnet ist, worin die erste abgeschrägte Oberfläche (218) einstückig mit dem Zwischenbefestigungselement (203) geformt ist.
Kühlrohrverbindung gemäß Anspruch 5, worin der Grundkörper (201) eine Vertiefung (206) aufweist, die sich von der Stirnseite nach innen vertieft (205), die dem Befestigungselement (202) gegenüberliegt, und die Vertiefung (206) eine Öffnung der ersten Durchgangsbohrung (209) an der Bodenfläche (208) der Vertiefung (206) umfasst und das Befestigungselement (202) und das Zwischenbefestigungs-element (203) in der Vertiefung (206) hält.
Kühlrohrverbindung gemäß einem der Ansprüche 1–6, die des Weiteren ein Ringelement (115) umfasst, das engen Kontakt mit dem Kreisumfang des Kühlrohrs (13) hat, sodass verhindert wird, dass das Kühlmittel aus der Kühlrohrverbindung (100) austritt, worin das Ringelement (115) in einer Ringhaltenut (116) gehalten wird, die am Befestigungselement (102) gebildet wird.
Motorkühlvorrichtung (10), die eine Kühlrohrverbindung (100) gemäß einem der Ansprüche 1–7 umfasst.