Die Erfindung bezieht sich auf einen Anschlußstutzen für einen Wärme
übertrager mit einem metallischen Sammelkasten, wobei der Anschlußstut
zen mit dem Sammelkasten verlötbar ist.
Wärmeübertrager mit metallischen Sammelkästen und Anschlußstutzen, die
miteinander verlötet werden, sind bekannt, und zwar in erster Linie als so
genannte Buntmetallkühler, deren Kühlmittelkästen aus Messing bestehen.
Moderne Aluminiumkühler weisen jedoch in der Regel Kühlmittelkästen aus
Kunststoff auf, an welche die Anschlußstutzen bereits einstückig angespritzt
sind. Diese Anschlußstutzen aus Kunststoff werden mittels einer Schlauch
kupplung mit den Kühlmittelschläuchen verbunden, wobei eine Dichtung
zwischen Kühlmittelschlauch bzw. Schlauchkupplung und Anschlußstutzen
und eine Sicherung vorgesehen sein muß. Daher weisen diese Anschluß
stutzen zum Teil komplizierte Formen auf, die jedoch spritztechnisch mei
stens ohne weiteres realisierbar sind. In jüngster Zeit wurden die Kunststoff
kästen jedoch durch Metallkästen verdrängt, da Kühler heute vielfach als
sogenannte Ganzmetallkühler, d. h. einschließlich der Kühlmittelkästen und
der Anschlußstutzen aus Aluminium hergestellt werden. Ein Problem ergibt
sich dann, wenn die Verbindung zwischen Anschlußstutzen und Schlauch
kupplung nicht mehr aus zwei Kunststoffteilen, sondern aus einem metalli
schen Anschlußstutzen und einer herkömmlichen Schlauchkupplung in
Kunststoff bestehen soll.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen metallischen Anschlußstutzen für
einen Wärmeübertrager zu schaffen, der für eine Kunststoff-
Schlauchkupplung verwendbar ist. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfin
dung, bei einem metallischen Anschlußstutzen eine Verdrehsicherung für
die Schlauchkupplung darzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentan
spruches 1 gelöst. Demzufolge weist der Anschlußstutzen vier aneinander
anschließende Bereiche auf, welche gewährleisten, daß eine herkömmliche
Schlauchkupplung für diesen metallischen Stutzen verwendet werden kann.
Mit dem Verbindungsbereich wird der Anschlußstutzen in einen Durchzug
des Sammelkastens eingesetzt, wobei der Bund als Anschlag dient, und mit
dem Sammelkasten dicht verlötet. Der nutförmige Sicherungsbereich dient
zur Aufnahme einer Sicherungsklammer, der Dichtungsbereich dient zur
Anlage für einen O-Ring, welcher in der Kupplungshülse aufgenommen ist,
und der konische Bereich dient der Zentrierung beider Teile der Kupplung.
Nach einer ersten Ausführungsform (Ansprüche 2-6) ist der Stutzen aus ei
nem Aluminiumrohr hergestellt, bei welchem der Anschlagbereich durch
zwei Sicken gebildet wird. An einer der beiden Sicken sind Verdrehsiche
rungen vorgesehen, die in eine entsprechende Längsnut der Kupplungshül
se eingreifen und somit ein Verdrehen der Kupplungshülse und des mit ihr
verbundenen Schlauches verhindern. In vorteilhafter Weise weisen zwei
einander gegenüberliegende, zungenartige Verdrehsicherungen unter
schiedliche Größe auf - dadurch wird jeweils die gewünschte Montagepositi
on gewährleistet, d. h. eine Verdrehung um 180° verhindert. Zusätzlich ist
ein weiteres Zungenpaar zur Vorfixierung bei der Montage vorgesehen.
Vorteilhafterweise weisen die Zungen je eines Zungenpaares unterschiedli
che Breite auf, damit eine eindeutige Montageposition gewährleistet ist.
Nach einer zweiten Ausführungsform (Ansprüche 7-9) ist der Stutzen durch
Fließpressen hergestellt, d. h. er wird aus einem massiven Rohling durch
Verformung unter hoher Krafteinwirkung in die Endform gebracht. Dabei ist
eine Verdrehsicherung in Form von einem bzw. zwei Stegen vorteilhaft.
Gemäß Anspruch 10 ist der Stutzen aus einer Aluminiumlegierung herge
stellt, welche mit dem Aluminiumblech des Sammelkastens hartlötbar ist,
wobei die erforderliche Lotplattierung vorzugsweise auf dem Aluminiumblech
des Sammelkastens aufgebracht ist.
Gemäß Anspruch 11 lassen sich beide Ausführungsformen des metallischen
Stutzens vorteilhaft für eine herkömmliche Schlauchkupplung mit Kunststoff
hülse verwenden, so daß keine neue Schlauchkupplung in ganz Metallbau
weise erforderlich ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und
werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 einen Ganzmetallkühler mit Anschlußstutzen,
Fig. 2 den Anschlußstutzen als Einzelteil,
Fig. 3 den Anschlußstutzen in Verbindung mit einer Schlauch
kupplung und
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Anschlußstutzen.
Fig. 1 zeigt einen sogenannten Ganzmetallkühler, der nur aus Metallteilen,
d. h. hartverlöteten Aluminiumteilen besteht. Im einzelnen weist dieser Küh
ler 1 ein Netz, bestehend aus Rohren 2 und dazwischen angeordneten Well
rippen 3 auf, die mit den Rohren verlötet sind. Die Flachrohre 2 sind endsei
tig rechteckförmig aufgeweitet, einerseits an ihren Längsseiten miteinander
und an ihren Schmalseiten mit den Kühlmittelkästen 4 und 5 verlötet. Ein
solcher Kühler ist beispielsweise aus der DE-A 195 43 986 der Anmelderin
bekannt. In die Kühlmittelkästen 4 und 5 sind Anschlußstutzen 6, 7 und 8
eingelötet.
In Fig. 2, 2a und 2b ist einer dieser Anschlußstutzen als Einzelteil 20 ver
größert dargestellt. Dieser Stutzen 20 besteht aus einem rohrförmigen Teil
mit kreisförmigem Querschnitt und weist im wesentlichen folgende vier Ab
schnitte auf: ein erster Abschnitt 21 ist als zylindrischer Stutzen ausgebildet,
der mit einem Durchzug des zuvor beschriebenen Kühlmittelkastens verlötet
wird. Ein zweiter Abschnitt 22 besteht aus zwei aneinander liegenden, um
laufenden Sicken 22a und 22b, an welche sich ein dritter nutförmiger Ab
schnitt 23 anschließt. Der vierte Abschnitt 24 ist wiederum zylindrisch aus
gebildet und wird über eine Zentriernase 25 mit dem nutförmigen Abschnitt
23 verbunden. An der dem Nutabschnitt 23 zugewandten Sicke 22b sind
zwei zungenförmige Verdrehsicherungen 26 und 27 angeformt, d. h. diese
sich diametral gegenüberliegenden Zungen 26, 27 sind partiell aus der Sic
ke 22b durch Quetschung des Materials herausgeformt. In ähnlicher Weise
sind zwei weitere Zungen 25a, 25b an die Zentriernase 25 angeformt, und
zwar fluchtend mit den Zungen 26, 27, allerdings in der Radialerstreckung
etwas kleiner. Durch diese zusätzlichen Zungen erfolgt bei der Montage eine
Vorfixierung. Wichtig ist, daß die Rohrwandung des Stutzens 20 bei der
Ausformung der Zungen nicht durchbrochen wird, um die erforderliche
Dichtheit zu gewährleisten. Der Stutzen 20 ist als einstückiges Teil aus ei
nem Halbzeugrohr durch verschiedenen Verformungsschritte hergestellt. Die
Zungen 25a, 25b, 26 und 27 überragen den Durchmesser der beiden Sicken
22a und 22b bzw. der Zentriernase 25 und sind jeweils von unterschiedlicher
Größe: dies dient der eindeutigen Montage des Kupplungsteils, was im fol
genden beschrieben wird.
Fig. 3 zeigt den zuvor beschriebenen Stutzen 20 (gleiche Bezugszahlen wie
in Fig. 2), einerseits mit seinem Verbindungsbereich 21 verlötet mit dem
teilweise dargestellten Kühlmittelkasten 30 und andererseits verbunden mit
einer Schlauchkupplung 31, auf welche ein teilweise dargestellter Kühlmit
telschlauch 32 aufgepreßt und mittels einer Schlauchschelle 33 dicht ver
bunden ist. Diese Schlauchkupplung 31 besteht aus einer an sich bekannten
Kunststoffhülse 34, die in einer Ringnut 35 einen O-Ring 36 aufnimmt. Die
Hülse 34 weist ferner einen Schlitz 37 zur Aufnahme und Montage eines
drahtförmigen Sicherungsbügels 38 und einen Endabschnitt 39 auf, in wel
chen Längsnuten 40 und 41 eingearbeitet sind, die sich diametral gegen
überliegen und sich in ihrer Breite (in Umfangsrichtung gesehen) unter
scheiden. Diese Hülse 34 ist mit dem Stutzen 20 in der Weise montiert, daß
der O-Ring 36 auf dem Abschnitt 24 abdichtet und der Sicherungsbügel 38
in die Nut 23 eingreift und somit die Kupplung 31 gegenüber dem Stutzen 20
sichert. Schließlich greifen die beiden Zungen 26 und 27 in die Axialnuten
40 und 41 ein und verhindern somit ein Verdrehen der Kupplung 31 gegen
über dem Stutzen 20, was insbesondere zur Schonung des O-Ringes 36 von
Bedeutung ist. Durch die unterschiedliche Ausbildung der Zungen 26 und 27
in Verbindung mit den korrespondierenden Nuten 40 und 41 wird sicherge
stellt, daß die Schlauchkupplung 31 jeweils in der gleichen Lage mit dem
Stutzen montiert wird. Um die Montage zu erleichtern, ist - wie oben be
schrieben - ein weiteres Zungenpaar 25a, 25b vorgesehen, welches bei der
Montage der Schlauchkupplung 31 zunächst in die Axialnuten 40, 41 ein
greift und somit eine Vor-Ausrichtung der Teile 20 und 31 hinsichtlich ihrer
Lage in Umfangsrichtung bewirkt. In der Endposition liegt das Zungenpaar
25a, 25b dann in passenden Aussparungen 42, 43 der Hülse 34. Diese Aus
bildung des Metallstutzens eines Ganzmetall-Wärmetauschers erlaubt es,
eine an sich bekannte in Kunststoff ausgeführte Schlauchkupplung für einen
Kunststoffstutzen auch für einen Ganzmetall-Wärmetauscher zu verwenden.
Fig. 4, 4a und 4b zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen metalli
schen Anschlußstutzen 44, der durch Fließpressen aus einem etwa tablet
tenförmigen Werkstoffrohling im wesentlichen in einem Arbeitsgang herge
stellt ist. Dieser Stutzen weist in analoger Weise wie das oben beschriebene
Ausführungsbeispiel gem. Fig. 2 einen ersten Verbindungsbereich 45, einen
umlaufenden Bund 46 als Anschlag, einen nutförmigen Sicherungsbereich
47, einen konischen Zentrierbereich 48 und einen zylindrischen Dichtungs
bereich 49 auf. Die Verdrehsicherung ist hier als durchgehender, in Axial
richtung verlaufender Steg 50 ausgebildet, welcher sich über den Bund 46
und die Nut 47 erstreckt. Wie aus Fig. 4a ersichtlich, welche einen Schnitt
längs der Linie A-A zeigt, reicht dieser Steg 50 bis auf den Grund der Nut
47. In analoger Weise ist auf der diametral gegenüber liegenden Seite des
Steges 50 ein weiterer Steg 51 mit einer etwas größeren Breite (in Umfangs
richtung gesehen) angeordnet. Durch beide Stege 50 und 51 wird somit die
Nut 47 in zwei Nuthälften 47a und 47b unterteilt. In diese Nuthälfte 47a, 47b
greift im montierten Zustand ein Sicherungsring ein, der dem Teil 38 in Fig.
3 entspricht. Um eine einwandfreie Dichtheit des zylindrischen Bereiches 49
mit dem O-Ring, entsprechend dem Teil 36 in Fig. 3, zu erreichen ist es
vorteilhaft, wenn die zylindrische Fläche 49 nach der Herstellung durch
Fließpressen zusätzlich spangebend bearbeitet wird, um eine möglichst ge
ringe Bautiefe zu erzielen. Die Aluminiumlegierung, aus welcher der Stutzen
44 durch Fließpressen hergestellt wird, ist mit dem oben erwähnten Sam
melkasten verlötbar, beispielsweise durch das sog. Nocolok-Lötverfahren.
Die Erfindung ist zwar für das Ausführungsbeispiel eines Kühlmit
tel/Luftkühlers beschrieben worden, sie ist jedoch ohne weiteres auch für
andere Wärmetauscher anwendbar, z. B. für einen Ladeluft/Luftkühler oder
für einen Öl/Luftkühler.