[0001] Die Erfindung betrifft eine Rohranschlussverbindung zwischen einem Rohrende eines
Anschlussrohres und einem Anschlussstutzen eines Sammelkastens eines Wärmeübertragers
nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
[0002] Rohranschlussverbindungen, d. h. so genannte Steckverbindungen wurden durch die DE-A
35 17 488 und die DE-A 44 03 402 bekannt. Die DE '488 betrifft einen Heizkörper für
Kraftfahrzeuge mit einem Kunststoff-Wasserkasten, welcher einen Anschlussstutzen zur
Aufnahme eines Rohrendes eines Anschlussrohres für den Heizkörper aufweist. Das Anschlussrohr
weist einen Kragen in Form einer umlaufenden Sicke auf, wird in den Anschlussstutzen
hineingesteckt und durch eine haarnadelförmig ausgebildete Klammer formschlüssig im
Anschlussstutzen gehalten, wobei die Abdichtung über einen elastomeren Dichtring erfolgt.
Diese bekannte Steckverbindung ist für Kunststoff-Wasserkästen konzipiert und hat
den Nachteil, dass das Anschlussrohr mit einem zusätzlichen, verlierbaren Teil, nämlich
der Sicherungsklammer im Anschlussstutzen gehalten werden muss. Durch die DE '402
wurde eine steckbare Rohranschlussverbindung für einen gelöteten Heizkörper bekannt,
wobei ein Anschlussstutzen als zusätzliches Teil in einen metallischen Sammelkasten
des Heizkörpers eingelötet wird. Im Übrigen ist diese Steckverbindung ähnlich wie
die zuvor beschriebene gestaltet, d. h. das Rohrende weist ebenfalls einen Kragen
auf, welcher der formschlüssigen Sicherung des Anschlussrohres mittels einer Sicherungsklammer
dient. Die Abdichtung des Rohrendes erfolgt ebenfalls über einen elastomeren Dichtring.
Auch hier besteht der Nachteil, dass als zusätzliches Teil eine Sicherungsklammer
benötigt wird, welche darüber hinaus den Nachteil nach sich zieht, dass der Anschlussstutzen
als zusätzliches Teil zum Sammelkasten ausgebildet und mit diesem verbunden werden
muss.
[0003] Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Rohranschluss-Verbindung der eingangs
genannten Art zu schaffen, die einfach herstellbar ist, aus möglichst wenigen Teilen
besteht und insbesondere für metallische Wasserkästen verwendbar ist.
[0004] Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Patentanspruches 1. Erfindungsgemäß
ist vorgesehen, dass das Rohrende des Anschlussrohres durch einen Bajonettverschluss
im Anschlussstutzen des Sammelkastens gesichert ist. Unter Bajonettverschluss ist
eine an sich bekannte Steck-Drehverbindung zu verstehen, bei welchem das Rohrende
zunächst in den Anschlussstutzen hineingesteckt und anschließend zur Erzielung einer
formschlüssigen Sicherung verdreht wird. Diese Art der Verbindung, die prinzipiell
- abgesehen vom Dichtring - nur aus zwei Teilen besteht, verriegelt sich somit selbst.
Damit ergibt sich der Vorteil, dass auf eine Sicherungsklammer, d. h. ein zusätzliches,
verlierbares Teil, verzichtet werden kann. Die Montage des Anschlussrohres erfolgt
lediglich durch Einstekken und Verdrehen des Rohrendes.
[0005] Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bestehen die Verriegelungsmittel
des Bajonettverschlusses aus Rastnasen, die am offenen Ende des Rohrendes angeordnet
sind und die eine Verriegelungsfläche des Anschlussstutzens hintergreifen. Zum Durchstecken
der Rastnasen durch den Anschlussstutzen weist dieser Längsnuten auf, die den Rastnasen
angepasst sind. Damit ist ein einfaches Einstecken des Rohrendes in den Anschlussstutzen
mit anschließendem Verdrehen und Verriegeln möglich. Die Verriegelungsfläche am Anschlussstutzen
wird vorteilhafterweise durch eine Stirnfläche gebildet, die von den Rastnasen hintergriffen
wird.
[0006] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist zur formschlüssigen Sicherung des Rohrendes
ein Widerlager am Anschlussstutzen vorgesehen, auf welchem die Sicke bzw. der Kragen
des Rohrendes aufliegt. Das Rohrende stützt sich also mittels der Sicke in einer Richtung
am Sammelkasten ab und wird in der anderen Richtung durch die Rastnasen gehalten.
Damit ist ein sicherer Formschluss in beide Richtungen der Rohrlängsachse gegeben.
[0007] In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Rastnasen aus der Rohrwand
des Rohrendes ausgeformt, vorzugsweise durch einen Scher- und Prägevorgang, und zwar
im Bereich der Stirnfläche des Rohrendes. Damit erhält man eine kurzbauende und einfach
herstellbare Rohranschlussverbindung.
[0008] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Dichtring, welcher das Rohrende gegenüber
dem Anschlussstutzen abdichtet, zwischen dem äußeren Sitz bzw. Widerlager und den
Längsnuten angeordnet. Damit wird eine sichere Abdichtung der Steckverbindung erreicht,
weil die Bajonettverbindung innerhalb des Dichtringes angeordnet ist.
[0009] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Anschlussstutzen nach innen, d. h.
in den Sammelkasten hineingerichtet. Dies ergibt eine Raum sparende Bauweise für den
Sammelkasten und für den gesamten Wärmeübertrager, der in der Regel zwei Anschlussstutzen
aufweist, d. h. für ein Zulaufanschlussrohr und für ein Ablaufanschlussrohr.
[0010] Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Sammelkasten
aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere einer Aluminiumlegierung hergestellt
und ist vorzugsweise als Tiefziehteil ausgebildet. Damit kann die erfindungsgemäße
Rohranschluss-Verbindung auch für Ganzaluminium-Wärmeübertrager, insbesondere Heizkörper
für Kraftfahrzeuge verwendet werden, und zwar sowohl für mechanisch gefügte Heizkörper
- wie in der älteren Anmeldung der Anmelderin (internes Aktenzeichen: 02 -BF-12) beschrieben
- oder für gelötete Heizkörper.
[0011] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im
Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
- Fig. 1
- ein Anschlussrohr für einen Heizkörper,
- Fig. 2
- ein Rohrende des Anschlussrohres gemäß Fig. 1,
- Fig. 3
- einen Sammelkasten mit Anschlussstutzen für einen Heizkörper in perspektivischer Darstellung,
- Fig. 4
- eine Teilansicht von unten auf den Sammelkasten gemäß Fig. 3,
- Fig. 5
- einen Querschnitt durch den Sammelkasten im Bereich des Anschlussstutzens,
- Fig. 6
- eine erste Montageposition des Rohrendes im Anschlussstutzen,
- Fig. 7
- eine zweite Montageposition des Rohrendes im Anschlussstutzen,
- Fig. 8
- eine Verriegelungsposition des Rohrendes im Anschlussstutzen,
- Fig. 9
- einen Längsschnitt des Rohrendes und des Anschlussstutzens mit Dichtring und
- Fig. 10
- eine Verriegelungsposition eines Rohrendes mit drei Rastnasen und eines Anschlussstutzens
mit drei Längsnuten.
[0012] Fig. 1 zeigt ein Anschlussrohr 1 für einen nicht dargestellten Heizkörper eines Kraftfahrzeuges.
Das Anschlussrohr 1 weist ein heizkörperseitiges, abgewinkeltes Rohrende 2 auf und
kann mit einem nicht dargestellten Kühlmittel - bzw. Heizungskreislauf des Kraftfahrzeuges
verbunden werden.
[0013] Fig. 2 zeigt das Rohrende 2, welches eine Rohrwand 2a aufweist, mit einer umlaufenden Sicke
3, die eine kragenförmige Erweiterung des Rohres bildet. An die Sicke 3 schließt sich
ein glatter Dichtungsabschnitt 4 an, an dessen Ende zwei Rastnasen 5, 6 angeordnet
sind. Die Rastnasen 5, 6 weisen in Richtung der Rohrlängsachse a eine Breite b auf
und sind durch Scheren über eine Scherfläche 8 aus der Wand 2a ausgeformt; sie sind
einerseits durch eine Stirnfläche 7 des Rohrendes 2 begrenzt und andererseits durch
die Scherfläche 8.
[0014] Fig. 3 zeigt einen Sammelkasten 9 des nicht dargestellten Heizkörpers, welcher im Übrigen
dem Heizkörper in der älteren Anmeldung der Anmelderin (internes Aktenzeichen: 02-BF-12)
entspricht. Diese ältere Anmeldung wird vollumfänglich in den Offenbarungsgehalt dieser
Anmeldung miteinbezogen. Der Sammelkasten 9 weist zwei nach innen gerichtete Anschlussstutzen
10, 11 auf, die für die Aufnahme von Anschlussrohren bestimmt sind. Der Sammelkasten
9 wird - wie in der älteren Anmeldung beschrieben - über einen nicht dargestellten
Rohrboden mit einem Wärmeübertragerblock eines Heizkörpers verbunden. Der Sammelkasten
9 ist als Tiefziehteil aus einer Aluminiumlegierung hergestellt. Er kann somit mit
einem Aluminiumwärmeübertrager verlötet oder - wie hier dargestellt - über einen umlaufenden
Randbereich 12 mittels Laschen 13 mit dem Rohrboden mechanisch gefügt, d. h. verbunden
werden.
[0015] Fig. 4 zeigt eine Ansicht von unten auf die nach innen gerichteten Anschlussstutzen 10,
11, zwischen denen sich eine Sicke 14 für eine nicht dargestellte Längstrennwand befindet.
Dadurch wird der Sammelkasten 9 in eine Zulaufkammer 15 mit dem Zulaufstutzen 10 und
eine Ablaufkammer 16 mit dem Ablaufstutzen 11 unterteilt. Die Anschlussstutzen 10,
11 weisen jeweils eine zylindrische Wandung 10a bzw. 11a auf, aus welcher jeweils
zwei Längsnuten 17, 18 ausgeformt sind. Diese nach außen ausgeformten Längsnuten 17,
18 weisen einen etwa halbkreisförmigen Querschnitt auf, welcher der Form der Rastnasen
5, 6 (vgl. Fig. 2) angepasst ist.
[0016] Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch den Anschlussstutzen 10 entsprechend der Schnittebenen
V-V in Fig. 4. Der Anschlussstutzen 10 weist einen inneren Führungsabschnitt 19 mit
einem Durchmesser d1 und einen zweiten erweiterten Dichtungsabschnitt 20 mit einem
Durchmesser d2 auf. An den äußeren Abschnitt 20 schließt sich ein konisch ausgebildeter
Sitz 21 an, welcher als Anlagefläche bzw. Widerlager für den Kragen 3 des Anschlussrohres
1 (vgl. Fig. 2) dient. Im Abschnitt 19 ist die Längsnut 17 angeordnet. Die Sicke 14
im Sammelkasten 9 dient zur Aufnahme der nicht dargestellten Längstrennwand.
[0017] Fig. 6 zeigt die Verbindung des Rohrendes 2 mit dem Anschlussstutzen 11 in einem ersten
Montageschritt: die Rastnasen 5, 6 des Rohrendes 2 sind in den Längsnuten 18 des Anschlussstutzens
11 geführt, d. h. das Rohrende 2 kann in Richtung seiner Rohrachse a (vgl. Fig. 2)
durch den Anschlussstutzen 11 gesteckt werden.
[0018] Fig. 7 zeigt dieselbe Verbindung wie in Fig. 6 dargestellt in einem zweiten Montageschritt,
wobei die Rastnasen 5, 6 bereits außerhalb der Längsnuten 18, 19 liegen, d. h. nicht
mehr durch diese geführt sind.
[0019] Fig. 8 zeigt dieselbe Verbindung wie zuvor in den Figuren 6 und 7 dargestellt in ihrer Verriegelungsposition:
die Rastnasen 5, 6 sind gegenüber den Längsnuten 18, 19 verdreht und liegen mit ihrer
inneren Begrenzungsfläche (Scherfläche) 8 (vgl. Fig. 2) auf der Stirn- bzw. Verriegelungsflache
22 (vgl. Fig. 5) auf: somit ist das Rohrende 2 in einer axialen Richtung formschlüssig
gesichert.
[0020] Fig. 9 zeigt die Verbindung von Anschlussrohr 1 mit Rohrende 2 und Anschlussstutzen 10 (11)
in einem Längsschnitt. Im erweiterten Abschnitt 20 des Anschlussstutzens 10 ist ein
Dichtring 23 angeordnet, der das Rohrende 2 gegenüber dem Anschlussstutzen 10 abdichtet.
Der Kragen 3 des Rohrendes 2 liegt auf dem konisch ausgebildeten, d. h. der Form des
Kragens angepassten Sitz 21 (vgl. Fig. 5) auf und fixiert somit das Anschlussrohr
1 in Richtung der Rohrachse a nach unten. Andererseits hintergreift die Rastnase 5
(die andere ist nicht dargestellt) die Stirnfläche 22 und fixiert somit das Anschlussrohr
1 in der anderen Richtung der Rohrachse a. Damit ist ein Festlager gebildet, d. h.
das Rohrende 2 ist in beiden Axialrichtungen fixiert.
[0021] Fig. 10 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer Rohranschluss-Verbindung 24 zwischen
einem Rohrende 25 und einem Anschlussstutzen 26. Dabei weist das Rohrende 25 - in
analoger Weise wie beim vorherigen Ausführungsbeispiel - drei gleichmäßig über den
Umfang verteilte Rastnasen 27 auf, während im Anschlussstutzen 26 drei Längsnuten
28 angeordnet sind, die ein Durchstecken der Rastnasen 27 erlauben.
Bezugszahlen
[0022]
- 1
- Anschlussrohr
- 2
- Rohrende
- 3
- Sicke
- 4
- Dichtungsabschnitt
- 5
- Rastnase
- 6
- Rastnase
- 7
- Stirnfläche
- 8
- Scherfläche
- 9
- Sammelkasten
- 10
- Anschlussstutzen
- 11
- Anschlussstutzen
- 12
- umlaufender Rand
- 13
- Laschen
- 14
- Trennwandsicke
- 15
- Zulaufkammer
- 16
- Ablaufkammer
- 17
- Längsnut
- 18
- Längsnut
- 19
- Führungsabschnitt
- 20
- Dichtungsabschnitt
- 21
- Sitz
- 22
- Verriegelungsfläche
- 23
- Dichtring
- 24
- Rohranschlussverbindung
- 25
- Rohrende
- 26
- Anschlussstutzen
- 27
- Rastnase
- 28
- Längsnut
1. Rohranschlussverbindung zwischen einem Rohrende (2) eines Anschlussrohres (1) und
einem Anschlussstutzen (10, 11) eines Sammelkastens (9) eines Wärmeübertragers, insbesondere
eines Heizkörpers für Kraftfahrzeuge, wobei das Rohrende (2) eine umlaufende Sicke
(3) aufweist, in den Anschlussstutzen (10, 11) gesteckt und über einen Dichtring (23)
abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrende (2) durch einen Bajonettverschluss im Anschlussstutzen (10, 11) gesichert
ist.
2. Rohranschlussverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bajonettverschluss Rastnasen (5, 6) am Rohrende (2), Längsnuten (17, 18) im Anschlussstutzen
(10, 11) zum Durchstecken der Rastnasen (5, 6) und eine Verriegelungsfläche (22) am
Anschlussstutzen (10) aufweist.
3. Rohranschlussverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsfläche durch eine Stirnfläche (22) des Anschlussstutzens (10) gebildet
ist.
4. Rohranschlussverbindung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstutzen (19) einen Sitz (21) aufweist, welcher als Widerlager für die
Sicke (3) ausgebildet ist.
5. Rohranschlussverbindung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrende (2) eine endseitige Stirnfläche (7) und eine Rohrwand (2a) aufweist
und dass die Rastnasen (5, 6) aus der Rohrwand (2a) im Bereich der Stirnfläche (7)
ausgeformt sind.
6. Rohranschlussverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastnasen (5, 6) durch Scheren und Prägen der Rohrwand (2a) hergestellt sind.
7. Rohranschlussverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsnuten (17, 18) Innenkonturen aufweisen, die den Außenkonturen der Rastnasen
(5, 6) angepasst sind.
8. Rohranschlussverbindung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (23) zwischen dem Sitz (21) und den Längsnuten (17, 18) angeordnet
ist.
9. Rohranschlussverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstutzen (10, 11) in den Sammelkasten (9) hineingerichtet ist.
10. Rohranschlussverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelkasten (9) und die Anschlussstutzen (10, 11) einstückig aus einem metallischen
Werkstoff, insbesondere einer Aluminiumlegierung, insbesondere durch Tiefziehen hergestellt
sind.