DE3424346A1

DE3424346A1 - Heizwasserfuehrung

Info

Publication number: DE3424346A1
Application number: DE3424346A
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl.-Ing. Dietzsch (FH), 7250 Leonberg
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1984-07-03
Filing date: 1984-07-03
Publication date: 1986-01-16
Also published as: DE3424346C2; FR2567081A1; ES287073Y; FR2567081B1; ES287073U

Description

Heizwasserführung

Die Erfindung betrifft eine Heizwasserführung für eine luftseitig geregelte Heizungs- oder Belüftungsanlage in Kraftfahrzeugen mit einem beweglichen Wärmetauscher, dem erwärmtes Kühlwasser eines Verbrennungsmotors zugeführt wird und der in einen Frischluftstrom hineinbewegbar ist.

Bei modernen Kraftfahrzeug- Heizungsanlagen, die luftseitig geregelt sind, kann eine wesentliche Raumersparnis dadurch erzielt werden, daß der Wärmetauscher, dem erwärmtes Kühlwasser zugeführt wird und der dieses an die Frischluft abgibt, gegenüber dem Frischluftstrom bewegbar angeordnet ist. Eine derartige Anordnung ist beispielsweise in der DE-OS 32 13 148 beschrieben. Diese Heizungsanlage hat außer dem geringen Platzbedarf den,Vorteil günstiger Regeleigenschaften.

Ein Problem beim Einsatz eines beweglichen Wärmetauschers ist jedoch die Verbindung dieses Wärmetauschers mit dem Kühlwasserkreislauf. Der Wärmetauscher ist bei einer derartigen Heizungsanlage im Bereich des Armaturenbretts angebracht, also nicht motorseitig, sondern fahrgastraumseitig. Aus Sicherheitsgründen ist es daher wünschenswert, den Wärmetauscher mit dem Kühlkreislauf nicht über bewegliche Schläuche o.dgl. zu verbinden. Die Verwendung ineinanderschiebbarer zylindrischer Rohre ist aus Platzgründen ebenfalls nicht zweckmäßig. Außerdem können bei einer derartigen Konstruktion aufgrund der Verschmutzung Abdichtprobleme auftreten.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Heizwasserführung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Verbindung zwischen Wärmetauscher und Kühlkreislauf zumindest im Bereich des Fahrgastraums hinreichend sicher ausgeführt ist und daß keine Abdichtprobleme auftreten können. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein erwärmtes Kühlwasser führendes Rohr fahrgastraumseitig mit

dem Wärmetauscher über wenigstens zwei bewegliche, aber in sich starre Rohrstücke in Verbindung steht und daß diese beweglichen Rohrstücke untereinander und gegenüber dem kühlwasserführenden Rohr und dem Wä:metauschej^_durch__drehbewegliche Rohrgelenke mit parallelen Drehachsen verbunden sind.

Bei einer derartigen Heizwasserführung müssen keine Schlauchbinder eingesetzt'werden, so daß den Sicherheitserfordernissen im Fahrgastraum Genüge getan wird_.__Auch die Abdichtprobleme, die bei ineinanderschiebbaren Teilen in-folge der Verschmutzung auftreten

können, werden vermieden, da die abdichtenden Elemente im Gelenk lcidiqlicli einer Drehbewegung unterworfen sind, bei der sie mit der Umgebungsluft nicht in Kontakt kommen und dem-zu-fo]ge auch keiner Verschmutzungsgefahr ausgesetzt sind. Die erfindungsgemäße Heizwasserführung ermöglicht überdies eine sehr raumsparende Bauweise. Die Rückführung des Kühlwassers von Wärmetauscher zum Kühlwasserkreislauf geschieht über eine entsprechende Heizwasserführung, wobei die beiden Führungen bevorzugt übereinander angeordnet sind.
In der emfacnsten Ausführung ist das erwärmtes Kühlwasser führende Rohr über ein Drehgelenk mit einem ersten beweglichen Rohrstück verbunden. Diese erste Rohrstück steht wiederum über ein Drehgelenk mit einem zweiten beweglichen Rohrstück in Verbindung, und das zweite bewegliche Rohrstück ist ebenfalls über ein Drehgelenk mit dem Wärmetauscher verbunden. Insgesamt sind in dieser Ausführungsform also drei Drehgelenke vorgesehen. Es ist natürlich auch möglich, mehr als zwei bewegliche Rohrstücke und damit auch mehr als drei Drehgelenke vorzusehen.

Das wärmetauscherseitige Rohrgelenk kann beispielsweise an einem mit dem Wärmetauscher verbundenen Rohr angeordnet sein. In besonders raumsparender Bauweise empfiehlt es sich allerdings, dieses Rohrgelenk direkt am Körper des Wärmetauschers, insbesondere im Bereich eines Wasserkastens des Wärmetauschers, anzuordnen.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sind die beweglichen Rohrstücke an ihren Enden zu den Rohrgelenken hin gekrümmt. Dies hat den Vorteil, daß die Heizwasserführung den jeweiligen Einbauverhältnissen zwanglos angepasst werden kann_; insbesondere da die

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Orientierung der Krümmung der Endteile beliebig gewählt werden kann.

Die drei beweglichen Rohrgelenke sollen gute Abdichteigenschaften aufweisen, aber auch leicht beweglich und preisgünstig herzustellen -sein. Für ein diesen Anforderungen genügendes Rohrgelenk sind verschiedene Lösungsmöglichkeiten denkbar. Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß die drehheweglichen Rohrgelenke jeweils aus einer einem ersten Rohr oder einem ersten Anschlußstück zugeordneten Aufnahme bestehen,.., die eine innen umlaufende Nut von vorzugsweise halbkreisförmigen Querschnitt aufweist, sowie aus einem einem zweiten Rohr oder einem zweiten Anschlußstück zugeordneten umlaufenden Wulst, der in die umlaufende Nut des ersten Rohrs/Anschlußstücks eingreift. Ein derartiges Rohrgelenk zeichnet sich ganz besonders durch seinen einfachen Aufbau aus. Die Abdichtung kann in einfacher Weise durch einen O-Ring erfolgen, der in einer ebenfalls umlaufenden Aussparung der Aufnahme eingelegt ist und an dem umlaufenden Wulst des zweiten Rohrs/Anschlußstücks anliegt. Außerdem kann vorteilhaft das zweite Rohr/Anschlußstück im Bereich der Aufnahme einen umlaufenden Kragen aufweisen, so daß die Rohre/ Anschlußstücke nicht gegeneinander verkantet werden können. Bei dieser Ausführungsform verläuft die Heizwasserführung im Bereich des Gelenks senkrecht zur Drehebene desselben.

In einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform weisen die drehbeweglichen Rohrgelenke jeweils einen mit einem ersten Rohr oder einem ersten Anschlußstück verbundenen zylinderförmigen Topf o.dgl. auf, wobei das erste Rohr/AnSchlußstück in diesen Topf im Bereich von dessen Zylindermantel mündet und wobei der Topf einen in'Umfangsrichtung verlaufenden Schlitz aufweist, durch den ein zweites Rohr oder ein zweites Anschlußstück ragt, welches mit einer im Inneren des Topfes drehbaren Dichtmanschette kraft- oder formschlüssig verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform verläuft die Heizwasserführung im Bereich des Drehgelenks in der Drehebene desselben. Diese Ausführung zeichnet sich insbesondere durch optimale Abdichteigenschaften aus.

Zweckmäßig ist das zweite Rohr/Anschlußstück mit der Dichtmanschette formschlüssig verbunden. Eine einfache und vorteilhafte Weiterbildung sieht hierbei vor, daß das zweite Rohr/Anschlußstück mit

einem umlaufenden Wulst versehen ist, der in entsprechende Aussparungen ,der Dichtmanschette eingreift. Hierdurch wird auf einfachste Weise ein Formschluß zwischen dem zweiten Rohr/Anschluß-"stück und der Dichtmanschette- erreicht. Der Formschluß kann weiterhin noch dadurch verbessert werden, daß zwei oder mehrere umlaufende Wülste vorgesehen sind oder daß der umlaufende Wulst einen rasten- oder hakenartigen Querschnitt besitzt." Die Dichtraanschette wird bevorzugt aus elastomerem Material hergestellt, welches einerseits ausreichend elastisch abdichtet- und andererseits auch günstige Reibungseigenschaften aufweist.

Wt; i I ore Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Untcransprüchen sowie aus der Beschreibung zur Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 Die Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Heizwasserführung, Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeils II der Fig. 1, Fig. 3 ein weiteres Beispiel für eine Heizwasserführung,

Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Teil einer Heizwasserführung, bei der der Aufbau der drehbeweglichen Rohrgelenke zu erkennen ist,

Fig. 5 die Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines drehbeweglichen Rohrgelenks,

Fig. 6 einen Schnitt durch das Rohrgelenk der Fig. 5 in Richtung der Bezugslinie VI-VI,

Fig. 7 eine Ansicht in Richtung des Pfeils VII der Fig. 6 und

Fig. 8

und 9 die Ausbildung von Wülsten an Rohren, die gemäß dem Rohrgelenk der Fig. 6 in formschlüssigem Kontakt mit einer Dichtmanschette stehen.

In der Fig. 1 ist eine Stirnwand (Spritzwand), die den Motorraum vom Fahrgastraum trennt, mit 1, bezeichnet. Der Beroich dos Motorraums ist mit 2 bezeichnet und der Bereich des Fahrgas tr aums iu.it. 3,,Bin mit einem Krümmer 4 versehenes Rohr 5 ragt vom Motorraum xn den Fahrgastraum. Motorraumseitig ist es über einen Schlauch 6 mit der Kühlwasseranlage eines Verbrennungsmotors verbunden, wobei ihm in Richtung des Pfeils A erwärmtes Kühlwasser zugeführt wird. ^'

Ein in hier nicht gezeigter Weise im Bereich des Armaturenbretts des Kraftfahrzeugs angeordneter Wärmetauscher ist mit 7 bezeichnet. Dieser Wärmetauscher kann in Richtung des Doppelpfeils B bewegt werden, wobei er in einen hier nicht dargestellten Frischluftstrom hineinbewegbar ist. Durch diese Bewegung des Wärmetauschers läßt sich sehr effizient und raumsparend die Heizungs- und Belüftungsanlage steuern.

Aufgrund der Beweglichkeit des Wärmetauschers 7 muß eine ebenfalls bewegliche Heizwasserzuführung vorgesehen werden. Hierzu ist der Krümmer 4 des Rohrs 5 über ein drehbewegliches Rohrgelenk 8 mit dem Krümmer 9 eines beweglichen RohrStücks 10 verbunden. Das andere Ende des Rohrstücks 10 endet ebenfalls in einem hier entgegengesetzt zu dem Krümmer 9 gebogenen Krümmer 11, welcher an ein zweites drehbewegliches Rohrgelenk 12 angeschlossen ist. Dieses Rohrgelenk steht weiter in Verbindung mit dem Krümmer 13 eines zweiten beweglichen Rohrstücks 14. Das zweite Ende dieses Rohrstücks weist nochmals einen Krümmer 15 auf, welcher mit einem dritten drehbeweglichen Rohrgelenk 16 in Verbindung steht. Dieses dritte Rohrgelenk ist am Wasserkasten 17 des Wasserkühlers 7 angeordnet. Die Drehachsen 8a, 12a, 16a dieser Rohrgelenke 8,12,16 sind parallel einander. Die Fig. 2 zeigt eine Ansicht in Richtung des Pfeils II der Fig. Hier ist zu erkennen, welche Bewegungen die Rohrstücke bei einer Bewegung des Wärmetauschers in Richtung des Doppelpfeils B ausführen. Das Rohrgelenk 12 wird hierbei in Richtung des Doppelpfeils C verschoben. Die Drehgelenke führen Bewegungen in Richtung der Pfeile D, D¹, E₇E' bzw. F₇F¹ aus.

Gegenüber der Verwendung von Schlaiclbindern gewährleistet diese Heizwasserführung eine ausreichende Sicherheit im Fahrgastraum.

Sie erfüllt auch die Erfordernisse hinsichtlich der Abdichteigenschaften und kann im Prinzip beliebigen Raumverhältnissen zwanglos angepasst werden. Dies wird besonders deutlich aus der Fig. 1, wo zu erkennen ist, daß durch die fehl der Orientierung der Krümmung der Endteile der beweglichen Rohrstücke eine beliebige seitliche Versetzung der Heizwasserführung möglich ist.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt die Fig. 3. Die den Fig.l und 2 entsprechenden Teile sind dort jeweils mit einem zusätzlichen Strich bezeichnet. Bei dieser Aufführungsform vollzieht sich die Drehbewegung der Rohrgelenke in einer geqenüber der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2 um 90° versetzten Ebene. Die Rohrstücke können im Prinzip wie in der Fig. 1 mit Krümmern versehen, aber auch unter einer etwas anderen Ausbildung der drehbeweglichen Rohrgelenke gerade ausgeführt sein.

Die Ausbildung eines Teils der Heizwasserführung der Fig. 1 zeigt im Querschnitt die Fig. 4. Aus diesem Querschnitt ist insbesondere der Aufbau der drehbeweglichen Rohrgelenke zu erkennen, der am Beispiel des Rohrgelenks 16 erläutert werden soll. Dort ist an den Wasserkasten 17 des Wärmetauschers 7 eine Aufnahme 18 angeformt. Diese Aufnahme weist eine innen umlaufende Nut von halbkreisförmigem Querschnitt auf, in die ein auf dem Außenumfang des Rohrstücks 14 angeformter umlaufender Wulst 19 eingreift. Die Kombination/Nut/Wulst ermöglicht somit die Drehbewegung des Rohrstücks 14 gegenüber dem Wärmetauscher. Die Aufnahme 18 weist außerdem eine an die umlaufende Nut anstoßende, ebenfalls umlaufende Aussparung auf, in die ein O-Ring 20 eingesetzt ist. Dieser O-Ring liegt auch an dem Wulst 19 an und dichtet somit das Rohrgelenk ab. Ein an dem Außenumfang des Rohrstücks 14 angeformter umlaufender Kragen 21 verhindert ein Verkanten des Rohrgelenks.

Das Rohrgelenk 12 und auch das in der Fig. 4 nicht gezeigte Rohrgelenk 8 sind analog zum Rohrgelenk 16 aufgebaut.

Die Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines drehbeweglichen Rohrgelenks zeigen die Fig. 5 bis 7. Dort ist die Verbindung der beiden Rohrstücke 10' und 14' gemäß Fig. 3 gezeigt, und zwar in der Fig. 5 in der Draufsicht, in der Fig. 6 in einem Schnit

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lang der Bezugslinie VI-VI der Fig. 5 und in der PUg. 7 in einer Ansicht gemäß Pfeil VII der Fig. 6. Die Drehgelenke 8¹ und 16' können, i'n analoger Weise aufgebaut sein. . ·

An das Rohrstück 10' ist ein zylinderförmiger Topf 22 angeformt, wobei das Rohrstück 10' in diesem Topf im Bereich des Zylindermantels mündet. Durch einen in Umfang sx"ichtung verlaufenden Schlitz 23 ragt das Rohrstück 14'. Im Inneren des Topfes 22 ist eine.Dichtmarischette 24 aus elastomerem Material angeordnet, die gegenüber dem Topf drehbar ist. Das Rohr 14' ist mit der Dichtmanschette formschlüssig verbunden, wozu das Rohr 14' einen umlaufenden Wulst 25 aufweist, der in eine entsprechende Aussparung der Dichtmanschette eingreift.

Das Rohr 14' läßt sich nun zusammen mit der Dichtmanschette 24 in dem Topf 22 verschwenken, wie dies in der Fig. 5 durch den Doppelpfeil G angedeutet ist. Hierbei nimmt das Rohr 14' die gestrichelt gezeichneten Stellungen ein. In Richtung des Rohrs 10' ist die Dichtmanschette offen, so daß das erwärmte Kühlwasser ungehindert durch das Rohrgelenk strömen kann.

Bei dieser Ausführungsform des Rohrgelenks strömt das erwärmte Kühlwasser in Richtung der Drehebene. Die beweglichen Rohrstücke bzw. die Anschlußstücke müssen also nicht mit Krümmern o.dgl. versehen sein. Der Formschluß zwischen dem Rohr 14' und der Dichtmanschette läßt sich verbessern, wenn, wie in der Fig. 8 gezeigt, mehrere Wülste 2 6 und 27 vorgesehen sind oder wenn, wie in der Fig.9 gezeigt, ein rasten- oder hakenartiger Wulst 28 verwendet wird.

Der Wasserrücklauf vom Wärmetauscher zum Kühlwasserkreislauf kann in entsprechender Weise wie die Heizwasserzuführung aufgebaut sein. Bevorzugt sind die beiden Führungen übereinander angeordnet.

Der Wärmetauscher 7 ist mit in den Zeichnungen nicht gezeigten Zahnstangen versehen, in die drehbar gelagerte Zahnräder eingreifen. Diese Zahnräder sind mit den Betätigungselementen für die Heizung im Innenraum des Kraftfahrzeugs verbunden. Eine Drehung dieser in die Zahnstangen des Wärmetauschers eingreifenden Zahnräder bewirkt somit eine Längsverschiebung dieses Wärmetauschers.

Der Wärmetauscher Ist damit in Richtung des Doppelpfeils B geführt» Wird der Wärmetauscher in Darstellung gemäß Fig. 1 nach -links verschoben, so bewegt er sich in den hier nicht gezeigten Frisc.hluftstrom, so daß die Frischluft erwärmt wird. Wird der Wärmetauscher dagegen ganz nach rechts bewegt, so ragt er nicht mehr in den Frischluftstrom, so daß die Frischluft auch nicht mehr weiter erwärmt wird.

Claims

A N SP R-Ü -e-H E

Heizwasserführung für eine luftseitig geregelte Heizungs- und Belüftungsanlage in Kraftfahrzeugen mit einem beweglichen Wärmetauscher, dem erwärmtes Kühlwasser eines Verbrennungsmotors zugeführt wird und der in einen Frisch-"luftstrom hineinbewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein erwärmtes Kühlwasser führendes Rohr (5) fahrgastraumseitig mit dem Wärmetauscher (7) über wenigstens zwei "bewegliche, aber in sich starre Rohrstücke (10,14;10',34') in Verbindung steht und daß diese beweglichen Rohrstücke (10,14;10',14') untereinander und gegenüber dem kühlwasserführenden Rohr (5) und dem Wärmetauscher (7) durch drehbewegliche Rohrgelenke (8,12,16;8',12',16') mit parallelen Drehachsen (8a,12a,16a) verbunden sind.
2. Heizwasserführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmetauscherseitige Rohrgelenk (16;16') direkt am Körper des Wärmetauschers (7), insbesondere im Bereich eines Wasserkastens (17) desselben, angeordnet ist.
3. Heizwasserführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Rohrstücke (10,14;10',14') an ihren Enden zu den Rohrgelenken (8,12,16;8',12¹,16') hin gekrümmt sind.

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4. Heizwasserführung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbeweglicheri Rohrgelenke (16) jeweils aus einer einem ersten Rohr oder einem ersten Anschlußstück zugeordneten Aufnahme (18) bestehen, die eine innen umlaufende Nut von vorzugsweise halbkreisförmigem Querschnitt aufweist, sowie aus einem einem zweiten Rohr (14) oder einem zweiten Anschlußstück-TTugeordneten umlaufenden Wulst (19)_, der in die umlaufende Nut des ersten Rohrs/Ansch-lußstücks eingreift. ■■■- ■
5. Heizwasserführung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ■"

Aufnahme (18) eine innen umlaufende, an die umlaufende Nut anstoßende Aussparung aufweist, welche einen Dichtring (20) aufnimmt.
6. 'Heizwasserführung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Rohr (14)/Anschlußstück im Bereich der Aufnähme (18) einen umlaufenden Kragen (21) aufweist.
7. Heizwasserführung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbeweglichen Rohrgelenke (12¹) jeweils einen mit einem ersten Rohr (10') oder einem ersten Anschlußstück verbundenen zylinderförmigen Topf (22) o.dgl. aufweisen, wobei das erste Rohr (10')/Anschlußstück in diesen Topf (22) im Bereich von dessen Zylindermantel mündet, und daß der Topf (22) einen in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitz (23) aufweist, durch den ein zweites Rohr (14¹) oder ein zweites Anschlußstück ragt, welches mit einer im Inneren des Topfes (22) drehbaren Dichtmanschette (24) kraft- oder formschlüssig verbunden ist.
8. Heizwasserführung nach Anspruch 7, bei der das zweite Rohr/Anschlußstück mit der Dichtmanschette formschlüssig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Rohr (14¹)/Anschlußstück mit einem umlaufenden Wulst (25) versehen ist, der in entsprechende Aussparungen der Dichtmanschette (24) eingreift.
9. Heizwasserführung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das,-zweite Rohr (1 4 ') /Anschlußstück mit zwei umlaufenden Wülsten (26,27) versehen ist.
10. Heizwasserführung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Wulst (28) einen rasten- oder hakenartigen Querschnitt besitzt. -——~
11. Heizwasserführung nach ρ-ιπρτπ nrjpr mehreren der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmanschette

(24) aus elastomerein Material besteht.