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Patent Searching and Data


Title:
NOZZLE, AND HEAT MANAGEMENT MODULE COMPRISING SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/144047
Kind Code:
A1
Abstract:
A nozzle (8) of a heat management module (1) of an internal combustion engine can be inserted into a seating hole (9) in a housing (2) of the heat management module. The aim is to be able to brace a sealing ring (16) of the nozzle against a rotary valve (3) by means of a compression spring element (13). The nozzle is to be provided with a stop (24) that limits the longitudinal movement of the sealing ring in the direction of the rotary valve.

Inventors:
GROSSKOPF, Uli (Pfarrweg 1, Adelsdorf, 91325, DE)
WEISS, Michael (von-Ketteler-Str. 4, Herzogenaurach, 91074, DE)
Application Number:
DE2017/100073
Publication Date:
August 31, 2017
Filing Date:
February 03, 2017
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG (Industriestraße 1-3, Herzogenaurach, 91074, DE)
International Classes:
F16K5/06; F16K5/20
Foreign References:
US20110266481A12011-11-03
US20110266484A12011-11-03
US4084608A1978-04-18
DE102014206529A12015-10-08
DE102014206529A12015-10-08
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Claims:
Patentansprüche

1 . Anschlussstutzen eines Wärmemanagementmoduls (1 ) einer Brennkraftmaschine, der in eine Aufnahmebohrung (9) eines Gehäuses (2) des Wärmema- nagementmoduls (1 ) einsetzbar ist, wobei ein Dichtring (16) des Anschlussstutzens (8) mittels eines Druckfederelements (13) gegen einen Drehschieber (3) vorspannbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstutzen (8) mit einem Anschlag (24) versehen ist, der die Längsbewegung des Dichtrings (16) in Richtung des Drehschiebers (3) begrenzt.

2. Anschlussstutzen nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass am Anschlussstutzen (8) ein Halteelement fixiert ist, von dem ein den Anschlag (24) bildender Radialvorsprung ausgeht, der einen Abschnitt des Dichtrings (16) hintergreift.

3. Anschlussstutzen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement als Haltebuchse (20) ausgebildet ist, die an einem in axialer Richtung verlaufenden Vorsprung oder in einer Ausnehmung des Anschlussstutzens (8) fixiert ist.

4. Anschlussstutzen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialvorsprung als zumindest teilweise umlaufender erster Kragen (21 ) ausgebildet ist, der radial nach innen weist. 5. Anschlussstutzen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt des Dichtrings (16) als radial nach außen weisender zweiter Kragen (23) ausgebildet ist.

6. Anschlussstutzen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der An- schlussstutzen (8) einen hohlzylindrischen Stutzenabschnitt (10) mit einem radial nach außen weisenden Flansch (1 1 ) aufweist und dass als Vorsprung von dem Flansch (1 1 ) eine mit radialem Abstand zum Außenmantel des Stutzenabschnitts (10) verlaufende Hülse (19) ausgeht, an der die Haltebuchse (20) befestigt ist.

7. Anschlussstutzen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltebuchse (20) auf der Hülse (19) aufgepresst ist.

8. Anschlussstutzen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass axial zwischen dem Flansch (1 1 ) und der Haltebuchse (20) ein Radialdichtelement (22) angeordnet ist, das die Hülse (19) umschließt. 9. Anschlussstutzen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (16) eine zylindrische Ausnehmung hat, in der ein ringförmiger Nutring (18) aufgenommen ist.

10. Wärmemanagementmodul (1 ) für einen Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschi- ne mit einem Gehäuse (2) und einem darin drehbar gelagerten Drehschieber (3), wobei am Gehäuse (2) ein Kühlmittelanschluss (7) mit einem Anschlussstutzen (8) angeordnet ist und wobei mittels des Drehschiebers (3) der Kühlmittelstrom durch den Kühlmittelanschluss (7) steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelanschluss (7) als Anschlussstutzen (8) nach ei- nem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.

Description:
Anschlussstutzen und Wärmemanagementmodul mit einem solchen

Die Erfindung betrifft einen Anschlussstutzen eines Wärmemanagementmoduls einer Brennkraftmaschine, der in eine Aufnahmebohrung eines Gehäuses des Wärmemanagementmoduls einsetzbar ist, wobei ein Dichtring des Anschlussstutzens mittels eines Druckfederelements gegen einen Drehschieber vorspannbar ist.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Wärmemanagementmodul für einen Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine mit einem Gehäuse und einem darin drehbar gela- gerten Drehschieber, wobei an dem Gehäuse zumindest ein Kühlmittelanschluss mit einem Anschlussstutzen angeordnet ist, und wobei mittels des Drehschiebers der Kühlmittelstrom über den Kühlmittelanschluss steuerbar ist.

Mit einem Wärmemanagementmodul kann die Betriebstemperatur einer Brenn- kraftmaschine präzise in einem optimalen Temperaturfenster gesteuert werden. Damit kann beispielsweise die Kaltlaufphase der Brennkraftmaschine über einen geöffneten Kurzschlusskreis signifikant verkürzt werden, oder die Betriebstemperatur der Brenn kraftmaschine kann auf einen maximalen Wert begrenzt werden. Zur Regelung und Verteilung des Kühlmittelstroms in einem zwei Kreisläufe auf- weisenden Kühlsystem der Brennkraftmaschine weist ein entsprechendes Wärmemanagementmodul einen in dessen Gehäuse drehbar angeordneten Drehschieber auf, mit dem ein Mischverhältnis des Kühlmittels zwischen den beiden Kühlkreisläufen in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Kühlmitteltemperatur eingestellt werden kann.

Ein Wärmemanagementmodul mit einem Anschlussstutzen der eingangs genannten Art ist aus der DE 10 2014 206 529 A1 bekannt. Beim Einsetzen des Anschlussstutzens in das Gehäuse des Wärmemanagementmoduls muss mit großem Montage- und Prüfaufwand sicher gestellt werden, dass der durch das Druck- federelement in Richtung des Drehschiebers vorgespannte Dichtring mit ausreichend genauer Ausrichtung auf dem Drehschieber positioniert wird.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Anschlussstutzen eines Wärmema- nagementmoduls zu schaffen, dessen anschließende Montage ohne das Risiko von Montagefehlern erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

Ein erfindungsgemäßer Anschlussstutzen eines Wärmemanagementmoduls für den Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine ist in eine Aufnahmebohrung eines Gehäuses des Wärmemanagementmoduls einsetzbar, wobei ein Dichtring des Anschlussstutzens mittels eines Druckfederelements gegen einen Drehschieber des Wärmemanagementmoduls vorspannbar ist. Dabei soll der Anschlussstutzen mit einem Anschlag versehen sein, der die Längsbewegung des Dichtrings in Richtung des Drehschiebers begrenzt. Mit anderen Worten stellt der erfindungsgemäße Anschlussstutzen mit dem Druckfederelement und dem axial gegen den Anschlag vorgespannten Dichtring eine verliersichere Montageeinheit dar. Beim Einsetzen der Montageeinheit in das Gehäuse ist hierdurch nicht nur die ausreichend genaue Ausrichtung des Dichtrings gegenüber dem Drehschieber sichergestellt, sondern als Voraussetzung dafür wird auch ein vorheriges Lösen und Herunterfallen des Dichtrings und ggfls. auch des Druckfederelements vom Stutzen verhindert. An dem vormontierten Anschlussstutzen kann außerdem vor dessen Einsetzen in das Gehäuse eine Sichtkontrolle vorgenommen und festgestellt werden, ob der Anschlussstutzen mit sämtlichen Dichtelementen versehen wurde. Denn das Druckfederelement schiebt den Dichtring axial soweit über das axiale Ende des hohlzylindrischen Stutzenabschnitts, dass beispielsweise ein innerhalb des Dichtrings angeordneter Nutring sichtbar ist.

Am Anschlussstutzen kann ein Halteelement fixiert sein, von dem ein den An- schlag bildender Radialvorsprung ausgeht, der einen Abschnitt des Dichtrings hintergreift. Das Halteelement kann eine Haltebuchse sein, die an einem in axialer Richtung verlaufenden Vorsprung oder in einer Ausnehmung des Anschlussstutzens fixiert ist. Der Vorsprung kann mit einer Passfläche versehen sein, mit der der Anschlussstutzen in der Aufnahmebohrung des Gehäuses geführt und ggfls. darin eingepresst ist.

Der Radialvorsprung der Haltebuchse kann als zumindest teilweise umlaufender erster Kragen ausgebildet sein, der radial nach innen weist und den Abschnitt des Dichtrings hintergreift. Vorzugsweise ist der Abschnitt des Dichtrings als radial nach außen weisender zweiter Kragen ausgebildet. Die Haltebuchse kann aus Metall oder Kunststoff sein. Der Anschlussstutzen kann einen hohlzylindrischen Stutzenabschnitt und einen gemeinsam mit diesem ausgebildeten, radial nach außen weisenden Flansch aufweisen, wobei als Vorsprung von dem Flansch eine mit radialem Abstand zum Außenmantel des Stutzenabschnitts verlaufende Hülse ausgeht und wobei die Haltebuchse auf dieser Hülse befestigt ist. Zur Montage des Anschlussstutzens wird zunächst das Druckfederelement über den Stutzenabschnitt bis zur Anlage an den Flansch geschoben. Anschließend wird der Dichtring gemeinsam mit einem darin aufgenommenen Nutring auf den Stutzenabschnitt montiert. Nachdem auf die Hülse ein Radialdichtelement aufgeschoben ist, wird zuletzt die Haltebuchse auf der Hülse befestigt, vorzugsweise mittels eines Pressverbands. Somit ist der gesamte Anschlussstutzen vormontiert und muss nur noch in die Aufnahmebohrung eingesetzt werden.

Der Dichtring besteht vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff, um sich zuverlässig und vollständig abdichtend an den Umfang des Drehschiebers anlegen zu können. Es besteht auch die Möglichkeit, nur den mit dem Drehschieber zusammenwirkenden Endabschnitt des Dichtrings aus einem thermoplastischen Kunststoff herzustellen, während der übrige Bereich aus einem anderen Werkstoff besteht. Der erste Kragen der Haltebuchse muss bei deren Montage auf den Anschlussstutzen axial so positioniert sein, dass der Dichtring nach der Montage des Anschlussstutzens in das Gehäuse vom Drehschieber angehoben wird und entgegen der Kraft des Druckfederelements vom Anschlag abhebt. Das axial zwischen dem Flansch und der Haltebuchse angeordnete Radialdichtelement, das die Hülse umlaufend umschließt, dichtet den Spalt zwischen dem Anschlussstutzen und dem Gehäuse ab.

Der in einer ringförmigen Ausnehmung des Dichtrings aufgenommene Nutring bewirkt, dass die Dichtheit des Anschlussstutzens unabhängig von der jeweiligen Relativstellung des Dichtrings gegenüber dem Stutzenabschnitt gesichert ist. Der Nutring kann aus einem elastomeren Werkstoff hergestellt sein und eine am Au- ßenmantel des Stutzenabschnitts anliegende Dichtlippe aufweisen. Das Ende des Druckfederelements kann unmittelbar am Nutring oder sowohl am Dichtring als auch am Nutring anliegen.

Das Druckfederelement ist eine ringförmige Wellfeder oder alternativ eine Schrau- benfeder oder ein Tellerfederpaket.

Ein Wärmemanagementmodul für einen Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine weist ein Gehäuse und wenigstens einen darin drehbar gelagerten Drehschieber auf, wobei an dem Gehäuse zumindest ein Kühlmittelanschluss mit einem erfin- dungsgemäßen Anschlussstutzen angeordnet ist. Mittels des Drehschiebers ist die über den jeweiligen Anschlussstutzen ein- oder ausströmende Kühlmittelmenge steuerbar.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Fi- guren näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen Längsschnitt durch ein Wärmemanagementmodul mit einem Drehschieber und einem erfindungsgemäß ausgebildeten Anschlussstutzen und

Figur 2 einen Längsschnitt des vormontierten Anschlussstutzens.

Figur 1 zeigt ein Wärmemanagementmodul 1 für die Steuerung von Kühlmittel- strömen einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine. Das Wärmemanagementmodul 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dem ein Drehschieber 3 mit einer kugelförmigen Außenkontur drehbar gelagert ist. Der Drehschieber 3 wird mittels einer Antriebseinheit 4 um seine Längsachse verdreht und weist eine Steueröffnung 5 auf, die je nach Stellung des Drehschiebers 3 die Verbindung zwischen einem Kühlmit- telanschluss 6 und einem Kühlmittelanschluss 7 herstellt. Wird der Drehschieber 3 aus der dargestellten Sperrstellung heraus um 90° verdreht, so kommunizieren die Kühlmittelanschlüsse 6, 7 über die Steueröffnung 5 miteinander.

Wie Figur 1 weiterhin zu entnehmen ist, ist der Kühlmittelanschluss 7 durch einen Anschlussstutzen 8 gebildet, der in eine Aufnahmebohrung 9 des Gehäuses 2 eingesetzt ist. Der Anschlussstutzen 8 hat einen hohlzylindrischen Stutzenabschnitt 10 und einen radial nach außen weisenden Flansch 1 1 , mit dem der Anschlussstutzen 8 auf dem Gehäuse 2 angeflanscht ist und erforderlichenfalls verschraubt ist. Der Anschlussstutzen 8 ist mit einer zylindrischen Passfläche 12 in die Aufnahmebohrung 9 eingepresst und nimmt ein Druckfederelement 13 auf, das als ringförmige Wellfeder den Stutzenabschnitt 10 umschließt und sich mit seinem ersten Ende 14 an einer dem Drehschieber 3 zugewandten Stirnfläche 15 des Flansche 1 1 abstützt.

Der Anschlussstutzen 8 umfasst einen am Außenmantel des Stutzenabschnitts 10 längsverschiebbar geführten Dichtring 16, der mittels des Druckfederelements 13 in Richtung des Drehschiebers 3 vorgespannt und mit dessen Außenkontur dichtend in Anlage gebracht wird. Zu diesem Zweck liegt das Druckfederelement 13 mit seinem zweiten Ende 17 an einem innerhalb des Dichtrings 16 aufgenommenen Nutring 18 an.

Der Anschlussstutzen 8 umfasst weiterhin eine mit radialem Abstand zum Außenmantel des Stutzenabschnitts 10 und zur Aufnahmebohrung 9 verlaufende Hülse 19, die von der Stirnfläche 15 des Flansche 1 1 ausgeht. An der Hülse 19 ist eine Haltebuchse 20 befestigt, die die Hülse 19 mittels eines Pressverbands umschließt und die an ihrem dem Drehschieber 3 zugewandten Endabschnitt einen radial einwärtigen, umlaufenden ersten Kragen 21 aufweist. Zwischen dem Flansch 1 1 und der Haltebuchse 20 ist ein Radialdichtelement 22, hier ein O-Ring angeordnet, der die Hülse 19 umschließt und dichtend in der Aufnahmebohrung 9 anliegt. Wie deutlicher aus Figur 2 hervorgeht, weist der Dichtring 16 eine zylindrische Ausnehmung 16a für den Nutring 18, einen radial nach außen weisenden zweiten Kragen 23 und eine axial gerichtete Dichtlippe 16b zur dichtenden Anlage am Drehschieber 3 auf. Der erste Kragen 21 der Haltebuchse 20 hintergreift den zweiten Kragen 23 des Dichtrings 16, wobei die aneinander anliegenden Kragen 21 und 23 einen axialen Anschlag 24 bilden, der die Axialbewegung des Dichtrings 16 in Richtung des Drehschiebers 3 begrenzt. Der Axialhub des Dichtrings 16 bis zur Anschlagposition kann bei der Vormontage des Anschlussstutzens 8 durch das axiale Aufpressmaß der Haltebuchse 20 auf die Hülse 19 eingestellt werden. In Figur 2 ist der Anschlussstutzen 8 in vormontiertem Zustand dargestellt, bevor dieser in die Aufnahmebohrung 9 des Gehäuses 2 eingesetzt wird. Das Druckfederelement 13, das auf den Dichtring 16 drückt, würde diesen von dem hohlzylindrischen Stutzenabschnitt 10 schieben, wenn nicht der Anschlag 24 die axiale Auswärtsbewegung des Dichtrings 16 begrenzen würde. Demgegenüber liegt der Dichtring 16 in Figur 1 am Umfang des Drehschiebers 3 an, wobei der Kragen 23 und der Kragen 21 axial beabstandet sind.

Bezugszeichenliste 1 Wärmemanagementmodul

2 Gehäuse

3 Drehschieber

4 Antriebseinheit

5 Steueröffnung

6 Kühlmittelanschluss

7 Kühlmittelanschluss

8 Anschlussstutzen

9 Aufnahmebohrung hohlzylindrischer Stutzenabschnitt

Flansch

umlaufende Passfläche

Druckfederelement

erstes Ende

Stirnfläche

Dichtring

a zylindrische Ausnehmungb axial gerichtete Dichtlippe

zweites Ende

Nutring

Hülse

Haltebuchse

erster Kragen

Radialdichtelement

zweiter Kragen

axialer Anschlag