DE69000231T2

DE69000231T2 - Einrastvorrichtung fuer kraftfahrzeugwaermetauscher.

Info

Publication number: DE69000231T2
Application number: DE9090401139T
Authority: DE
Inventors: Gilles Briet; Michel Potier
Original assignee: Hutchinson SA; Valeo Thermique Moteur SA
Current assignee: Hutchinson SA; Valeo Thermique Moteur SA
Priority date: 1989-05-05
Filing date: 1990-04-26
Publication date: 1992-12-24
Anticipated expiration: 2010-04-27
Also published as: FR2646697B1; FR2646697A1; DE69000231D1; EP0396455A1; US5062478A; EP0396455B1; ES2034832T3

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schnellmontage durch Einrasten, die für Kraftfahrzeugwärmeaustauscher bestimmt ist.
In der Patentanmeldung EP-A-327 442, veröffentlicht am 9.8.1989, Stand der Technik gemäß Artikel 54 (3) EPÜ, ist eine Montage- oder Zusammenbauvorrichtung einer Wärmeaustauscher/Rohrverbindungsanordnung beschrieben, in der die Rohrverbindungsanordnung in einem Wasserkasten des Wärmeaustauschers mündet und an den Wasserkasten über eine elastische leicht demontierbare Verbindung befestigt ist. In diesem Fall werden der Wasserkasten und die Rohrverbindung zusammengebaut mit Hilfe wenigstens einer Klaue gehalten, die von der Rohrverbindung getragen und axial orientiert ist, wobei diese Klaue radial elastisch und mit einem Rastzahn an ihrem axial innen gelegenen Ende versehen ist. Dieser Rastzahn kommt in Anschlag gegen das axial äußere Ende eines röhrenförmigen Führungsansatzes, der vom Wasserkasten getragen ist und in den die Klaue sich einschiebt und die Form eines Angelhakens bietet, um ein Auseinandergehen unter dem Einfluß von Druckstößen zu vermeiden, die beim Betrieb des Kühlkreislaufs normalerweise auftreten.
Diese Konzeption bringt jedoch ein bedeutendes Axialspiel mit sich, damit der Zahn auf das axial äußere Ende des röhrenförmigen Führungs- und Anschlagsansatzes einrasten kann.
Die Erfindung hat also zum Ziel, diesen Nachteil zu beseitigen, d.h. das zur Montage notwendige Axialspiel auf ein Minimum zu reduzieren und dabei jede Gefahr eines Ausrastens zu vermeiden und die Demontage zu erleichtern.
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Zusammenbau einer Wärmeaustauscher/Rohrverbindungsanordnung, bei der die Rohrverbindung, die in eine Öffnung eines Wasserkastens des Austauschers mündet, einerseits an einem nachgiebigen Schlauch über eine feste Verbindung und andererseits mit dem Wasserkasten über eine elastische leicht demontierbare Verbindung befestigt ist, wobei die Dichtheit zwischen der Rohrverbindung und dem Wasserkasten sichergestellt ist durch einen Ring aus Elastomer, der radial zwischen ihnen zusammengedrückt wird, wobei Rohrverbindung und Wasserkasten entsprechend einer Montageachse ausgerichtet sind und die beiden durch Einrasten wenigstens einer Klaue zusammenzubauende Elemente bildet, wobei eine Klaue von einem der beiden Elemente getragen und axial orientiert ist und die Klaue radial elastisch und mit einem Rastzahn mittels eines Axiallagers für diesen Zahn versehen ist, welcher durch das andere der beiden Elemente getragen ist, wobei die Klaue eine Expansionsfederkonfiguration hat, deren elastische Reaktion radial in der Richtung wirkt, die versucht, diese Klaue gegen das Anschlagmittel gepreßt zu halten, wenn diese beiden Elemente sich in montierter Stellung befinden; und zeichnet sich dadurch aus, daß diese federbildende Klaue die Form einer Blattfeder mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Schenkel hat, die im wesentlichen parallel zueinander und zur Montageachse sind, deren erster Schenkel über eines der beiden Elemente in Montagerichtung hinaussteht, während der zweite Schenkel vom axial innen gelegenen Ende des ersten Schenkels in eine Richtung entgegengesetzt zur Montagerichtung derart vorsteht, daß die federbildende Klaue die Form eines U hat, wobei der Rastzahn radial nach außen ausgehend von dem zweiten Schenkel der Klaue vorsteht.
Vorzugsweise ist das axiale Anschlagsmittel in Form eines röhrenförmigen Ansatzes hergestellt, in welchen die federbildende Klaue sich einschiebt und gegen deren eines axial außen liegendes Ende dieser Rastzahn in Anschlag kommt.
Außer den vorhergehenden Ausbildungen bzw. Anordnungen umfaßt die Erfindung noch andere Anordnungen, die sich aus der folgenden Beschreibung ergeben werden.
Ein besseres Verständnis der Erfindung ergibt sich anhand der folgenden zusätzlichen Beschreibung, die sich auf die beiliegenden Zeichnungen bezieht, in denen
- Figur 1 eine Seitenansicht, teilweise im Axialschnitt einer Wärmeaustauscher/Rohrverbindungsanordnung im demontierten Zustand zeigt;
- Figur 2 ist eine Draufsicht, die sich mit einer vorher bekannten Lösung befaßt;
- Figur 3 ist eine gemischte Draufsicht, in der die untere Halbansicht der der Figur 1 entspricht, nämlich dem Wasserkasten und der Rohrverbindungsanordnung im demontierten Zustand, während die obere Halbansicht diesen beiden Elementen im Montagezustand entspricht;
- Figur 4 ist eine Stirnansicht allein des Wärmeaustauschers.
Die in Figur 1 dargestellte Montagevorrichtung ist vom bereits oben erwähnten Typ, der in der Patentanmeldung EP-A-327 442 beschrieben ist. In dieser Figur 1 erkennt man leicht eine Rohrverbindung 1, die sich mit einem Wasserkasten 2 eines Wärmeaustauschers 27, insbesondere für Kraftfahrzeuge, zusammenstecken läßt. Die Rohrverbindung 1 und der Wasserkasten 2 sind sämtlich aus Kunststoffmaterial hergestellt.
Erkennen läßt sich auch eine Führungskralle (Finger) 3, die über die Rohrverbindung 1 vorsteht sowie eine Führungstrennwand 4, die über die Wandung 5 des Wasserkastens 2 vorsteht, wobei diese Wandung 5 der Öffnung 6 gegenüberliegt, die in diesem Kasten ausgespart ist.
Die Dichtigkeit zwischen dem Verbinder und dem Wasserkasten erhält man mit Hilfe eines Rings aus Elastomer 18, der auf der Führungs- und Montageklammer 3 gegen eine zurückspringende Schulter 26 der Rohrverbindung angeordnet ist.
Die Trennwand 4 begrenzt mit der Wand (oder gewölbten Wand) 7, die zu ihr im wesentlichen parallel ist, ein Lager 8 für die Führungsklaue 3 (siehe auch Figur 3): diese Führungsklaue 3 ist dazu bestimmt, praktisch vollständig in das vorgenannte Lager 8 eingeschoben zu werden. Wie bereits in der Patentanmeldung EP-A-327 442 hervorgehoben, wird leicht verständlich, daß das Eindringen der Klaue 3 in ihr Lager im Inneren des Wasserkastens 2 die Eliminierung des Verbindungsstutzens ermöglicht, der in den Lösungen nach dem Stand der Technik über den Wasserkasten hinaus steht, um die Montage mit der röhrenförmigen Verbindung sicherzustellen, wobei das Fehlen eines solchen vorspringenden Stutzens das Aufbördeln des Sammlers 9 auf dem Wasserkasten 2 erleichtert.
Die Figur 1 zeigt eine bevorzugte Konfiguration der Führungsklaue 3 und der entsprechenden Trennwand 4, welche durch Halbumfänge definiert sind, obwohl im allgemeinen eine Konfiguration als beliebiger Umfangsbogen möglich wird, vorausgesetzt, daß ein Durchlaß für den Aufbau eines ausreichenden Strömungsdurchsatzes an Kühlfluid aus dem Wasserkasten zum nachgiebigen Schlauch 11 oder umgekehrt, existiert. Der Schlauch 11 bildet Teil des Kühlkreislaufes und ist mit der genannten röhrenförmigen Schlauchverbindung 1 an ihrem Zugangsende zum Wasserkasten ausgestattet.
Die in Figur 2 gegebene Halbdarstellung zeigt die Lösung, wie sie im Stand der Technik übernommen ist (dargestellt durch diese Patentanmeldung EP-A-327 442), um die Rohrverbindung 1 und den Wasserkasten miteinander im montierten Zustand trotz Druckschlägen zu halten, die der Funktion des Kühlkreislaufes inherent sind und die Gefahr einer Demontage verhindert. Diese Lösung wird gebildet durch wenigstens eine Klaue, beispielsweise die durch das Bezugszeichen 12 dargestellte Klaue, die vom röhrenförmigen Verbinder 1 getragen und axial orientiert ist. Diese Klaue ist radial elastisch und mit einem Zahn 13 versehen, der dazu bestimmt ist, in ein Axiallager 14 einzurasten, welches durch einen röhrenförmigen vom Wasserkasten 2 (siehe auch Figur 4) getragenen Ansatz 21 gebildet ist.
In der Halbdarstellung der Figur 2 kann man auch leicht erkennen, daß die Schulter 19 des Rastzahnes vorgespannt gegen die Orientierung der Klaue 12 ist, wobei diese Schulter um einen Winkel α in eine Richtung entgegengesetzt zur Montagerichtung orientiert ist, nämlich um einen spitzen Winkel bezogen auf die Klaue 12: h stellt die Versetzung des radial äußeren Endes der Schulter 19 bezogen auf die vertikale Lage, nämlich auf die Anordnung dieser Schulter senkrecht zur Klaue 12, dar. Wie jedoch im Stand der Technik bereits hervorgehoben, wenn es auch wahr ist, daß die Verwendung des Zahns 13 in Angelhakenform wirklich wirksam ist, um die Demontage zwischen der Rohrverbindung 1 und dem Wasserkasten zu vermeiden, so bietet diese Lösung doch den Nachteil eines erheblichen Axialspiels, welches größer als h ist, welches bei dieser Art Konzeption notwendig ist, damit der Zahn 13 auf das axial äußere Ende 21 des röhrenförmigen Ansatzes 14 einrasten kann.
Die untere Halbdarstellung der Figur 3 ermöglicht es, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgeschlagene Lösung zu illustrieren, um den Nachteil in Fortfall kommen zu lassen, der durch das erhebliche Axialspiel in der vorgenannten Anordnung gebildet wird.
Hierzu realisiert man eine Klaue 10 mit einer Expansionsfederkonfiguration, deren elastische Reaktion radial nach außen, nämlich in der Richtung wirkt, in der diese Klaue 10 gepreßt gegen das Anschlagmittel 20, das vom Wasserkasten getragen wird, gehalten wird, während dieser und die Rohrverbindung 1 sich in Montagestellung befinden.
Diese federbildende Klaue 10 hat vorzugsweise die Form einer Blattfeder mit einem ersten Schenkel 16 und einem zweiten Schenkel 17, die im wesentlichen parallel zueinander und zur Montageachse x-x sind. Genauer: der erste Schenkel 16 steht über die röhrenförmige Rohrverbindung 1 in Montagerichtung vor, während der zweite Schenkel 17 über das axial innen gelegene Ende 22 des ersten Schenkels 16 in einer Richtung entgegengesetzt zur Montagerichtung vorsteht. Auf diese Weise hat die federbildende Klaue eine insgesamt U-Konfiguration. Der Rastzahn 15 ist getragen vom freien Schenkel 17, von dem ausgehend er radial nach außen vorsteht.
So versteht man leicht, daß unter dem Einfluß von Druckstößen, die dem Betrieb des Kühlkreislaufes inherent sind, der freie Schenkel 17 der Feder 10 dazu neigt, gegen die Innenwand 23 des röhrenförmigen Ansatzes 20 gepreßt zu werden, der ein Axiallager für den Zahn 15 bildet, der also fest eingerastet gegen das axial äußere Ende 24 des Führungs- und Anschlagsansatzes eingerastet gehalten wird. Unter diesen Bedingungen wird klar, daß der Rastzahn 15 nicht notwendigerweise die Angelhakenkonfiguration haben muß: dies bedeutet, daß die Schulter 25 dieses Zahns 15 derart angeordnet sein kann, daß sie im wesentlichen senkrecht, bezogen auf den freien Schenkel 17, der sie trägt, ist und so das notwendige Axialspiel für die Montage zwischen Rohrverbindung 1 und Wasserkasten 2 reduziert.
Die axial ausgeübte Zugbeanspruchung, unter dem Einfluß von Druckschlägen, auf die Rohrverbindung im montierten Zustand, erzeugt eine Reaktion jeder der Führungs- und Anschlagsansätze 20, was, bezogen auf das den Schenkeln 16 und 17 der Klauen 10 gemeinsame Ende 22 ein Moment darstellt, das in der Richtung wirkt, in der der Schenkel 17 außen um das Ende 22 verschwenkt, nämlich in der Richtung eines Spreizens der Schenkel 16 und 17 untereinander, wodurch auf diese Weise das gewünschte Anpressen jeder Klaue 10 gegen den entsprechenden Anschlag 20 aufrecht erhalten wird.
Man versteht auch leicht, daß die Lösung gemäß der Erfindung es ebenfalls ermöglicht, die Demontage zwischen der Rohrverbindung 1 und dem Wasserkasten 2 zu erleichtern, weil die federbildenden Klauen 10 in Höhe der Verbindung und nicht oberhalb des Austauscherwasserkastens 27 zugänglich sind. Hierzu kann man sagen (siehe insbesondere die obere Halbdarstellung der Figur 3), daß der axial äußere Teil des freien Schenkels 17 der Klaue 10 einen Betätigungshebel dieser Klaue bildet, die die unmittelbare Demontage erlaubt.
Um das Anordnen der Klaue 10, nämlich des freien Schenkels 17 gegen die Innenwandung 23 des röhrenförmigen Ansatzes 20 zu verbessern, umfaßt der Wasserkasten 2 eine axiale Stützrippe des Schenkels 16 in montierter Stellung, wobei diese Rippe über die Außenwand der Wölbung 7 des Wasserkastens vorsteht (nur die Rippe 30 ist in Figur 3 dargestellt). Darüber hinaus kann die Schulter 25 des Zahns 15 vorzugsweise um einen geringfügig stumpfen Winkel, bezogen auf den Schenkel 17, der diesen Zahn trägt, geneigt sein, was noch mehr das Axialspiel vermindert und die Anordnung und das Platzieren des Schenkels 17 gegen den Anschlag 20 verbessert.
Wie aus Vorstehendem hervorgeht, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform deren Realisation und Anwendung, wie sie gerade genauer beschrieben wurden, beschränkt. Insbesondere kann die Anordnung der Klauen 10 und der Anschläge 20 umgekehrt werden (d.h. die Klauen 10 können vom Wasserkasten 2 getragen werden, während die Anschläge 20 auf der Rohrverbindung 1 vorgesehen sein können), ohne daß darum das Ergebnis beeinflußt würde.
Weiter ist klar, daß die federbildende(n) Klaue(n) 10 aus einem einzigen Stück mit dem Rohrverbinder (oder dem Wasserkasten) hergestellt werden können oder durch metallische aufgesetzte oder angegossene und entsprechend der Lehre der Anmeldung EP-A-327 442, die oben bereits erwähnt wurde, ausgebildet sein können.

Claims

1. Vorrichtung zum Zusammenbau einer Wärmeaustauscher/Rohrverbindungsanordnung, bei der die Rohrverbindung (1), die in eine Öffnung (6) eines Wasserkastens (2) des Austauschers (27) mündet, einerseits an einem nachgiebigen Schlauch (11) über eine feste Verbindung und andererseits mit dem Wasserkasten (2) über eine elastische leicht demontierbare Verbindung befestigt ist, wobei die Dichtheit zwischen der Rohrverbindung (1) und dem Wasserkasten (2) sichergestellt wird durch einen Ring aus Elastomer (18), der radial zwischen ihnen zusammengedrückt wird, wobei Rohrverbindung (1) und Wasserkasten (2) entsprechend einer Montageachse (x-x) ausgerichtet sind und die beiden durch Einrasten wenigstens einer Klaue (10) zusammenzubauende Elemente bildet, wobei eine Klaue von einem der beiden Elemente (1) getragen und axial orientiert ist und die Klaue (10) radial elastisch und mit einem Rastzahn (15) mittels eines Axiallagers (20) für diesen Zahn (15) versehen ist, welcher durch das andere der beiden Elemente (2) getragen ist, wobei die Klaue (10) eine Expansionsfederkonfiguration hat, deren elastische Reaktion radial in der Richtung wirkt, die versucht diese Klaue (10) gegen das Anschlagmittel (20) gepreßt zu halten, wenn diese beiden Elemente (1, 2) in montierter Stellung sich befinden, dadurch gekennzeichnet, daß diese federbildende Klaue (10) die Form einer Blattfeder mit wenigstens einem ersten (16) und einem zweiten (17) Schenkel, die im wesentlichen parallel zueinander und zur Montageachse (x-x) sind, hat, deren erster Schenkel (16) über eines der beiden Elemente (1) in Montagerichtung hinaus steht, während der zweite Schenkel (17) vom axial innen gelegenen Ende (22) des ersten Schenkels (16) in eine Richtung entgegengesetzt zur Montagerichtung derart vorsteht, daß die federbildende Klaue die Form eines U hat, wobei der Rastzahn (15) radial nach außen ausgehend von dem zweiten Schenkel (17) der Klaue (10) vorsteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das axiale Lagerungsmittel in Form eines rohrförmigen Ansatzes (20) hergestellt ist, in welchen die federbildende Klaue (10) sich einschiebt und gegen deren eines axial außenliegendes Ende (24) dieser Rastzahn (15) in Anschlag kommt.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das andere der beiden zusammenzufügenden Elemente eine Axialrippe (30) zum Abstützen des ersten Schenkels (16) der federbildenden Klaue (10) in Montagestellung hat.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 ,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die federbildende(n) Klaue(n) aus einem einzigen Stück mit einem dieser Elemente hergestellt (ist) sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 ,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die federbildende(n) Klaue(n) metallische Klauen sind, die auf eines der beiden Elemente aufgesetzt oder angegossen (ist) sind.