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Title:
CONNECTING ASSEMBLY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/037949
Kind Code:
A1
Abstract:
A connecting assembly (1) for connecting a line element (2) to a component (3) of a temperature-control device, comprising a line element (2) with a tubular portion (4) and a thickening (5), formed at one end of the line element (2), comprising a component (3) with at least one channel (6) and also comprising a connecting element (7), wherein the connecting element has a recess (8) and the line element (2) is arranged in the recess (8) in such a way that the connecting element (7) is held in a form-fitting and captive manner on the line element (2) by means of the thickening (5), wherein the connecting element (7) and the component (3) each have a thread (9, 10), wherein the threads (9, 10) are in engagement and form a threaded connection (11), wherein the thickening (5) forms a contact portion (12) and wherein the channel (6) is adjoined on the side facing the line element (2) by an abutment portion (13), wherein the cross section of the abutment portion (13) widens in the direction of the line element (2), wherein the contact portion (12) abuts the abutment portion (13) in a sealing manner and wherein the line element (2) is connected to the channel (6) in a flow-conducting manner, wherein the threaded connection (11) presses the contact portion (12) against the abutment portion (13) by means of the form-fitting connection of the connecting element (7) and the line element (2).

Inventors:
BRIXNER SEBASTIAN (DE)
MERZ WERNER (DE)
KOLB GERHARD (DE)
ÖZBENLIKAN ÜNAL (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/072055
Publication Date:
February 22, 2024
Filing Date:
August 09, 2023
Export Citation:
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Assignee:
TI AUTOMOTIVE TECH CT GMBH (DE)
International Classes:
F16L19/028; B60H1/00; F16L41/14; H01M10/625; H01M10/6569
Foreign References:
DE102019200837A12020-07-30
EP3245433B12019-08-28
EP2136119A12009-12-23
EP2679873A12014-01-01
EP2835568B12019-07-24
US20130056978A12013-03-07
CN103791182B2016-02-03
JP4046334B22008-02-13
EP2360405A12011-08-24
CN113958782A2022-01-21
Attorney, Agent or Firm:
REISER & PARTNER PATENTANWÄLTE MBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1 . Verbindungsanordnung (1 ) zum Anschluss eines Leitungselements (2) an ein Bauteil (3) einer Temperiereinrichtung, umfassend ein Leitungselement (2) mit einem rohrförmigen Abschnitt (4) und einer an einem Ende des Leitungselements (2) ausgebildeten Verdickung (5), ein Bauteil (3) mit zumindest einem Kanal (6) sowie ein Verbindungselement (7), wobei das Verbindungselement (7) eine Ausnehmung (8) aufweist und das Leitungselement (2) derart in der Ausnehmung (8) angeordnet ist, dass mittels der Verdickung (5) das Verbindungselement (7) formschlüssig und verliersicher auf dem Leitungselement (2) gehalten ist, wobei das Verbindungselement (7) und das Bauteil (3) jeweils ein Gewinde (9, 10) aufweisen, wobei die Gewinde (9, 10) in Eingriff stehen und eine Gewindeverbindung (11 ) ausbilden, wobei die Verdickung (5) einen Kontaktabschnitt (12) ausbildet und wobei sich an den Kanal (6) auf der dem Leitungselement (2) zugewandten Seite ein Anlageabschnitt (13) anschließt, wobei sich der Querschnitt des Anlageabschnitts (13) in Richtung des Leitungselements (2) erweitert, wobei der Kontaktabschnitt (12) dichtend an dem Anlageabschnitt (13) anliegt und wobei das Leitungselement (2) mit dem Kanal (6) strömungsleitend verbunden ist, wobei die Gewindeverbindung (11 ) mittels der formschlüssigen Verbindung von Verbindungselement (7) und Leitungselement (2) den Kontaktabschnitt (12) an den Anlageabschnitt (13) anpresst.

2. Verbindungsanordnung zum Anschluss eines Leitungselements an ein Bauteil einer Temperiereinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verdickung (5) des Leitungselements (2) eine von einer Längsachse des Leitungselements (14) abgewandt gewölbte Außenkontur (15) aufweist.

3. Verbindungsanordnung zum Anschluss eines Leitungselements an ein Bauteil einer Temperiereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlageabschnitt (13) einen kegelförmigen Querschnitt ausbildet.

4. Verbindungsanordnung zum Anschluss eines Leitungselements an ein Bauteil einer Temperiereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der kegelförmige Querschnitt eine Kegelfläche (16) ausbildet, wobei die Kegelfläche (16) zur Längsachse des Kanals (17) einen Öffnungswinkel in einem Bereich von 10° bis 70° aufweist.

5. Verbindungsanordnung zum Anschluss eines Leitungselements an ein Bauteil einer Temperiereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlageabschnitt (13) einen kugelförmigen oder parabolischen Querschnitt ausbildet.

6. Verbindungsanordnung zum Anschluss eines Leitungselements an ein Bauteil einer Temperiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungselement (2) aus einem ersten Werkstoff mit einer ersten Härte und der Anlageabschnitt (13) des Bauteils (3) aus einem zweiten Werkstoff mit einer zweiten Härte ausgebildet ist, wobei die erste Härte und die zweite Härte unterschiedlich sind.

7. Verbindungsanordnung zum Anschluss eines Leitungselements an ein Bauteil einer Temperiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungselement (2) eine Wandstärke in einem Bereich von 0,7 mm bis 3 mm aufweist.

8. Verbindungsanordnung zum Anschluss eines Leitungselements an ein Bauteil einer Temperiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungselement (2) rotationssymmetrisch ausgebildet ist, wobei die Verdickung (5) einen ersten Außendurchmesser (D1 ) aufweist, wobei der erste Außendurchmesser (D1 ) dem größten Außendurchmesser der Verdickung (5) entspricht, wobei der rohrförmige Abschnitt (4) einen zweiten Außendurchmesser (D2) aufweist, wobei das Verhältnis von dem ersten Außendurchmesser (D1 ) zu dem zweiten Außendurchmesser (D2) in einem Bereich von 1 ,2 bis 1 ,4 liegt. Verbindungsanordnung zum Anschluss eines Leitungselements an ein Bauteil einer Temperiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde des Verbindungselements (9) als Innengewinde und das Gewinde des Bauteils (10) als Außengewinde ausgebildet ist. Verbindungsanordnung zum Anschluss eines Leitungselements an ein Bauteil einer Temperiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde des Verbindungselements (9) als Außengewinde und das Gewinde des Bauteils (10) als Innengewinde ausgebildet ist. Verbindungsanordnung zum Anschluss eines Leitungselements an ein Bauteil einer Temperiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindeverbindung (11 ) eine Beschichtung aufweist. Verbindungsanordnung zum Anschluss eines Leitungselements an ein Bauteil einer Temperiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement aus metallischem Werkstoff ausgebildet ist. Temperierkreislauf, umfassend zumindest eine Verbindungsanordnung (1 ) zum Anschluss eines Leitungselements (2) an ein Bauteil (3) einer Temperiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12. Temperierkreislauf nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperierkreislauf ein Temperiermedium umfasst, wobei das Temperiermedium CO2 oder halogenierten Kohlenwasserstoff umfasst. Klimakreislauf mit einer Hochdruck- und einer Niederdruckseite, wobei zumindest eine der Seiten eine Verbindungsanordnung (1 ) zum Anschluss eines Leitungselements (2) an ein Bauteil (3) einer Temperiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 aufweist.

Description:
Verbindungsanordnung

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung zum Anschluss eines Leitungselements an ein Bauteil einer Temperiereinrichtung.

Derartige Verbindungsanordnungen sind insbesondere in Bezug auf den Einsatz in Temperierkreisläufen im Bereich der Elektromobilität erforderlich. Zur Erzielung einer hohen Reichweite von Elektrofahrzeugen ist es beispielsweise erforderlich, elektrische Komponenten zu temperieren. Zu temperierende Komponenten von Elektrofahrzeugen sind dabei insbesondere elektrische Energiespeicher, aber auch die Leistungselektronik oder Steckverbindungen von Schnellladeeinrichtungen. Ein elektrischer Energiespeicher hat eine bestmögliche Kapazität nur in einem sehr kleinen Temperaturspektrum. Ein weiterer wesentlicher Aspekt betrifft die Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums, welcher mit einer Temperiereinrichtung in Form einer Klimaanlage klimatisiert ist.

Hierzu ist es bekannt, einen Temperierkreislauf vorzusehen, durch welchen ein Temperiermedium strömt. Ist der Temperierkreislauf ein Kältemittelkreislauf, kann das Temperiermittel ein Kältemittel, beispielsweise CO2 oder ein halogenierter Kohlenwasserstoff, sein. Das Temperiermedium kann dabei je nach Anforderung entweder in einer Heizeinrichtung erwärmt oder in einer Kühleinrichtung abgekühlt werden. Das Temperiermedium wird über Leitungen zu verschiedenen Bauteilen des Temperierkreislaufs transportiert. Insbesondere bei CC -Klimaanlagen kann der Druck auf der Hochdruckseite etwa 170 bar und auf der Niederdruckseite etwa 100 bar betragen. Der Berstdruck beträgt dabei etwa 340 bar. Die Temperatur des Temperiermediums kann in einem Bereich zwischen -30 °C und 100 °C liegen.

Dabei ergibt sich die Anforderung, dass die Leitungen auch bei hohen Betriebsdrücken dauerhaft dicht mit den Bauteilen verbunden sind. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindungsanordnung zum Anschluss eines Leitungselements an ein Bauteil einer Temperiereinrichtung bereitzustellen, welche eine einfache Montierbarkeit und eine hohe Betriebssicherheit aufweist.

Die Aufgabe wir mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.

Die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung zum Anschluss eines Leitungselements an ein Bauteil einer Temperiereinrichtung umfasst ein Leitungselement mit einem rohrförmigen Abschnitt und einer an einem Ende des Leitungselements ausgebildeten Verdickung, ein Bauteil mit zumindest einem Kanal sowie ein Verbindungselement, wobei das Verbindungselement eine Ausnehmung aufweist und das Leitungselement derart in der Ausnehmung angeordnet ist, dass mittels der Verdickung das Verbindungselement formschlüssig und verliersicher auf dem Leitungselement gehalten ist, wobei das Verbindungselement und das Bauteil jeweils ein Gewinde aufweisen, wobei die Gewinde in Eingriff stehen und eine Gewindeverbindung ausbilden, wobei die Verdickung einen Kontaktabschnitt ausbildet und wobei sich an den Kanal auf der dem Leitungselement zugewandten Seite ein Anlageabschnitt anschließt, wobei sich der Querschnitt des Anlageabschnitts in Richtung des Leitungselements erweitert, wobei der Kontaktabschnitt dichtend an dem Anlageabschnitt anliegt und wobei das Leitungselement mit dem Kanal strömungsleitend verbunden ist, wobei die Gewindeverbindung mittels der formschlüssigen Verbindung von Verbindungselement und Leitungselement den Kontaktabschnitt an den Anlageabschnitt anpresst.

Durch die Ausnehmung des Verbindungselements formt das Verbindungselement einen nach innen, also zur Längsachse des Verbindungselements abragenden Kragen, der sich auf einer dem rohrförmigen Abschnitt des Leitungselements zugewandten Seite der Verdickung gegen die Verdickung abstützt. Das Verbindungselement ist somit verliersicher entlang der Längsachse des Leitungselements in Richtung der Verdickung gehalten. Das Verbindungselement ist rotierbar um das Leitungselement angeordnet. Das Gewinde des Verbindungselements ist auf der der Ausnehmung abgewandten Seite des Verbindungselements ausgebildet und steht im Eingriff mit dem Gewinde des Bauteils. Durch Eindrehen des Gewindes des Verbindungselements in das Gewinde des Bauteils wird das Verbindungselement relativ zum Bauteil in Richtung des Bauteils bewegt. Mittels des durch die Ausnehmung gebildeten Kragens des Verbindungselements kann eine Kraft auf die Verdickung des Leitungselements übertragen werden. Zudem sind Leitungselement und Bauteil so angeordnet, das Kontaktabschnitt und Anlageabschnitt in Anlage kommen und die Kraft von dem Leitungselement auf das Bauteil übertragen werden. Somit wird durch Eindrehen des Verbindungselements in das Bauteil mittels der Kraftübertragung von Verbindungselement auf Leitungselement und von Leitungselement auf Bauteil das Leitungselement an das Bauteil angepresst, wodurch bei einfacher Montierbarkeit die Betriebssicherheit weiter erhöht wird. Durch die Gewindeverbindung wird eine lösbare Verbindung erzeugt. Daraus ergibt sich insbesondere im Wartungsfall die Möglichkeit einer Wiederverschraubbarkeit.

Unter Verdickung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine außenseitige Aufweitung der Außenkontur des Leitungselements zu verstehen. Die Innenkontur des Leitungselements ist dabei zunächst unabhängig von der Verdickung. Insbesondere kann der Innendurchmesser im Bereich der Verdickung konstant sein. Denkbar ist auch, dass die Innenkontur zu der Außenkontur im Bereich der Verdickung korreliert. Eine derartige Kontur mit außenseitiger Verdickung kann beispielsweise durch Stauchen erzeugt werden.

Das Verbindungselement kann aus metallischem Werkstoff ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Verbindungselement aus Stahl oder Aluminium ausgebildet. Dadurch weist das Verbindungselement die für eine Verwendung im Bereich von Temperiereinrichtungen notwendigen mechanischen Eigenschaften, beispielsweise eine hohe Festigkeit, auf. Damit kann die Betriebssicherheit weiter gesteigert werden. Die Verdickung des Leitungselements kann eine von einer Längsachse des Leitungselements abgewandte gewölbte Außenkontur aufweisen. Dabei kann die Außenkontur der Verdickung in Bezug auf die Längsachse des Leitungselements im Wesentlichen konvex ausgebildet sein. An der dem rohrförmigen Abschnitt des Leitungselements zugewandten Seite der Verdickung stützt sich das Verbindungselement ab. Die dem rohrförmigen Abschnitt des Leitungselements abgewandte Seite der Verdickung kommt teilweise an dem Bauteil zur Anlage und bildet mit dem Bauteil eine dichtende Verbindung aus. Insbesondere kann die Außenkontur der Verdickung kugelförmig ausgebildet sein.

Der Radius der Kugel liegt dabei vorzugsweise in einem Bereich von 1 mm bis 8 mm. Kugelförmig kann dabei als kugelkalottenförmig oder kugelscheibenförmig verstanden werden. Durch eine im Wesentlichen kugelförmige Ausgestaltung der Außenkontur der Verdickung kann ein Winkelversatz des Leitungselement in Bezug auf die Längsachse des Kanals ausgeglichen werden. Insbesondere kann ein Winkelversatz in einem Bereich von bis zu 3° ausgeglichen werden, wodurch die Toleranz bei der Montage vergrößert und die Montierbarkeit verbessert wird.

Weiterhin ist denkbar, dass die Außenkontur der Verdickung durch andere geometrische Formen gebildet wird, die zum Abstützen des Verbindungselements und zum Ausbilden einer dichtenden Verbindung geeignet sind. Beispielsweise kann der querschnittsvergrößernde Übergang von dem rohrförmigen Abschnitt zu der Verdickung durch einen weiteren Radius definiert werden. Der Radius des Übergangs liegt dabei vorzugsweise in einem Bereich von 0,2 mm bis 5 mm.

Der Anlageabschnitt kann einen kegelförmigen Querschnitt ausbilden. Durch den kegelförmigen Querschnitt kann bei der Montage ein moderater lateraler Versatz des Leitungselements zu dem Bauteil ausgeglichen werden. Bei einem moderaten lateralen Versatz während der Montage berührt der Kontaktabschnitt des Leitungselements den Anlageabschnitt des Bauteils seitlich versetzt zur gewünschten mittigen Position bei im Wesentlichen parallelen Längsachsen von Leitungselement und Kanal. In der gewünschten Einbauposition fallen die Längsachsen von Leitungselement und Kanal im Wesentlichen zusammen und der Kontaktabschnitt liegt vollumfänglich auf dem Anlageabschnitt auf. Bei einem moderaten lateralen Versatz liegt der Kontaktabschnitt lediglich abschnittsweise oder punktförmig auf dem Anlageabschnitt auf. Durch die kegelförmige Ausprägung des Anlageabschnitts erfolgt bei einer Krafteinleitung von Kontaktabschnitt auf den schräg dazu angeordneten Anlageabschnitt eine Bewegung des Leitungselements, bis die Längsachsen von Leitungselement und Kanal zusammenfallen. Während der Montage erfolgt daher eine Selbstzentrierung des Leitungselements, wodurch die Montierbarkeit weiter verbessert wird.

Der kegelförmige Querschnitt kann eine Kegelfläche ausbilden, wobei die Kegelfläche zur Längsachse des Kanals einen Öffnungswinkel in einem Bereich von 10° bis 70° aufweist. Besonders bevorzugt liegt der Öffnungswinkel in einem Bereich von 20° bis 50°. Dadurch wird eine gute Selbstzentrierung des Leitungselements bei gleichzeitig kompakter Bauweise des Bauteils erreicht. Dies ermöglicht vereinfachte Montageprozesse.

Denkbar ist auch, dass der Anlageabschnitt anstatt eines kegelförmigen Querschnitts eine andere Form eines sich erweiternden Querschnitts ausbildet. Die Erweiterung des Querschnitts ist dabei in Richtung des Leitungselements ausgebildet.

Insbesondere kann der Anlageabschnitt einen kugelförmigen oder parabolischen Querschnitt ausbilden.

Die bei der Montage in das Leitelement eingeleitete Kraft wirkt im Wesentlichen entlang der Längsachse des Leitelements. Durch den kegelförmigen Querschnitt des Anlageabschnitts wirken Kraftkomponenten senkrecht und quer zur Kegelfläche. Dadurch kann für den ringförmig ausgestalteten Kontaktabschnitt eine verbesserte Krafteinleitung erreicht werden, die in einer hohen Dichtheit und damit einer verbesserten Betriebssicherheit resultiert.

Das Leitungselement kann aus einem ersten Werkstoff mit einer ersten Härte und der Anlageabschnitt des Bauteils aus einem zweiten Werkstoff mit einer zweiten Härte ausgebildet sein, wobei die erste Härte und die zweite Härte unterschiedlich sind. Durch die unterschiedlichen Härten wird die Komponente mit der geringeren Härte bei einem Anpressen des Kontaktabschnitts auf den Anlageabschnitt verformt. Die Verformung ist eine plastische Verformung, so dass die Komponente mit der geringeren Härte die Verformung dauerhaft beibehält. Durch diese Verformung wird erreicht, dass die Komponente mit der geringeren Härte an die andere Komponente so angeformt wird, dass eine Flächenpressung entsteht und beide Komponenten dichtend aneinander zur Anlage gelangen. Die Abdichtung erfordert somit keine kostspielige separate Dichtung, wodurch auch die Montierbarkeit weiter verbessert wird. Vorzugsweise ist die erste Härte kleiner als die zweite Härte, so dass sich der Kontaktabschnitt des Leitungselements bei der Montage dichtend verformt, während der Anlageabschnitt formstabil bleibt. Vorzugsweise umfasst der erste Werkstoff eine erste Aluminiumlegierung und der zweite Werkstoff eine zweite Aluminiumlegierung, wobei sich die Härten der beiden Aluminiumlegierungen unterscheiden.

Je nach Anwendungsfall kann es vorteilhaft sein den Anlageabschnitt und/oder den Kontaktabschnitt mit einer Beschichtung zu versehen. Die Beschichtung kann einen Werkstoff mit einer im Vergleich zu dem Werkstoff des Anlageabschnitts oder Kontaktabschnitts geringeren Härte aufweisen. Insbesondere kann die Beschichtung Kupfer aufweisen. Durch die Beschichtung kann die Abdichtung weiter verbessert werden.

Das Leitungselement kann eine Wandstärke in einem Bereich von 0,7 mm bis 3 mm aufweisen. Insbesondere kann die Wandstärke 1 ,5 mm betragen. Durch eine derartige Wandstärke bildet das Leitungselement eine mechanisch stabile Verdickung aus, die gut dazu geeignet ist eine dichtende Verbindung herzustellen. Gleichzeitig sind gewünschte Verformungen des Materials mit moderatem Kraftaufwand erzielbar. Somit wird eine dichtende Verbindung bei gleichzeitig einfacher Montierbarkeit erreicht.

Das Leitungselement kann rotationssymmetrisch ausgebildet sein, wobei die Verdickung einen ersten Außendurchmesser aufweist, wobei der erste Außendurchmesser dem größten Außendurchmesser der Verdickung entspricht, wobei der rohrförmige Abschnitt einen zweiten Außendurchmesser aufweist, wobei das Verhältnis von dem ersten Außendurchmesser zu dem zweiten Außendurchmesser in einem Bereich von 1 ,2 bis 1 ,4 liegt. Die Außendurchmesser werden dabei jeweils senkrecht zur Längsachse des Leitungselement gemessen. Durch das Verhältnis der Außendurchmesser zueinander wird eine ausreichend große Anlagefläche für das Verbindungselement an der Verdickung erreicht, um die anliegenden Kräfte von dem Verbindungselement auf das Leitungselement übertragen zu können. Eine gute Kraftübertragung ist vorteilhaft, um den Kontaktabschnitt an den Anlageabschnitt anzupressen. Gleichzeitig wird eine kompakte Bauweise der Verbindungselements ermöglicht. Es wird somit ein gutes Verhältnis zwischen Kraftübertragung und kompakter Bauweise erzielt, wodurch sowohl Betriebssicherheit als auch Montierbarkeit verbessert werden können. Insbesondere kann der erste Außendurchmesser in einem Bereich von 11 mm bis 16 mm und der zweite Außendurchmesser in einem Bereich von 8 mm bis 13 mm liegen.

Das Gewinde des Verbindungselements kann als Innengewinde und das Gewinde des Bauteils als Außengewinde ausgebildet sein. Dadurch ist das Verbindungselement als Überwurfmutter ausgebildet. Die Überwurfmutter bildet einen hülsenförmigen Abschnitt aus, der die Verdickung während der Montage abdeckt und vor äußeren Einflüssen schützt.

Das Gewinde des Verbindungselements kann als Außengewinde und das Gewinde des Bauteils als Innengewinde ausgebildet sein. Dadurch ist das Verbindungselement als Überwurfschraube ausgebildet. Das Verbindungselement kann in das Bauteil eingeschraubt werden, so dass nur noch Teile des Verbindungselements von dem Bauteil abragen. Dies ermöglicht eine platzsparende Montage.

Die Gewindeverbindung kann eine Beschichtung aufweisen. Die Beschichtung kann reibungsoptimierende Eigenschaften aufweisen, so dass ein Eindrehen des Verbindungselements in das Bauteil vereinfacht und so die Montierbarkeit erhöht wird. Weiterhin ist denkbar, dass die Beschichtung als Korrosionsschutzbeschichtung ausgebildet ist. Vorzugsweise weist die Beschichtung reibungsoptimierende und vor Korrosion schützende Eigenschaften auf. Die Erfindung betrifft darüber hinaus einen Temperierkreislauf, umfassend zumindest eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung zum Anschluss eines Leitungselements an ein Bauteil einer Temperiereinrichtung. Die Verbindungsanordnung weist für Temperierkreisläufe eine hohe Betriebssicherheit auf.

Der Temperierkreislauf kann ein Temperiermedium umfassen, wobei das Temperiermedium durch den Temperierkreislauf strömt. Das Temperiermedium kann dabei je nach Anforderung entweder in einer Heizeinrichtung erwärmt oder in einer Kühleinrichtung abgekühlt werden. Das Temperiermedium kann über Leitungen zu verschiedenen Bauteilen des Temperierkreislaufs transportiert werden. Als Temperiermedium kann ein Kältemittel wie insbesondere R744 (CO2) oder ein halogenierter Kohlenwasserstoff verwendet werden.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus einen Klimakreislauf mit einer Hochdruck- und einer Niederdruckseite, wobei zumindest eine der Seiten eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung zum Anschluss eines Leitungselements an ein Bauteil einer Temperiereinrichtung aufweist. Das Verhältnis von dem ersten Außendurchmesser zu dem zweiten Außendurchmesser liegt bei einer Verbindungsanordnung auf der Hochdruckseite in einem Bereich von 1 ,3 bis 1 ,4. Insbesondere kann der erste Außendurchmesser in einem Bereich von 11 mm bis 13 mm und der zweite Außendurchmesser in einem Bereich von 8 mm bis 10 mm liegen. Bei einer Verbindungsanordnung auf der Niederdruckseite liegt das Verhältnis von dem ersten Außendurchmesser zu dem zweiten Außendurchmesser in einem Bereich von 1 ,2 bis 1 ,3. Insbesondere kann der erste Außendurchmesser in einem Bereich von 14 mm bis 16 mm und der zweite Außendurchmesser in einem Bereich von 11 mm bis 13 mm liegen. Dadurch wird das Verhältnis zwischen Kraftübertragung und kompakter Bauweise auf die entsprechenden Druckverhältnisse von Hochdruckseite und Niederdruckseite ausgelegt.

Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen, jeweils schematisch: Fig. 1 eine Verbindungsanordnung mit Überwurfschraube;

Fig. 2 die Verbindungsanordnung in einem demontierten Zustand;

Fig. 3 eine Verbindungsanordnung mit Überwurfmutter;

Fig. 4 ein Leitungselement der in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Verbindungsanordnungen;

Fig. 5 eine alternative Ausgestaltung eines Leitungselements für eine der in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Verbindungsanordnungen.

Die Figuren zeigen eine Verbindungsanordnung 1 zum Anschluss eines Leitungselements 2 an ein Bauteil 3 einer Temperiereinrichtung in einer Schnittansicht. Die Verbindungsanordnung 1 umfasst ein Leitungselement 2 mit einem rohrförmigen Abschnitt 4 und einer an einem Ende des Leitungselements 2 ausgebildeten Verdickung 5, ein Bauteil 3 mit zumindest einem Kanal 6 sowie ein Verbindungselement 7. Das Leitungselement 2 ist mit dem Kanal 6 strömungsleitend verbunden.

Das Verbindungselement 7 weist eine Ausnehmung 8 auf. Das Leitungselement 2 ist in der Ausnehmung 8 angeordnet und stützt sich gegen die Verdickung 5 ab, so dass mittels der Verdickung 5 das Verbindungselement 7 formschlüssig und verliersicher auf dem Leitungselement 2 gehalten ist. Das Verbindungselement 7 ist rotierbar um das Leitungselement 2 angeordnet.

An den Kanal 6 des Bauteils 3 schließt sich auf der dem Leitungselement 2 zugewandten Seite ein Anlageabschnitt 13 an. Der Querschnitt des Anlageabschnitts 13 erweitert sich in Richtung des Leitungselements 2. Die Verdickung 5 bildet einen Kontaktabschnitt 12 aus. Der Kontaktabschnitt 12 liegt dichtend an dem Anlageabschnitt 13 an.

Das Verbindungselement 7 und das Bauteil 3 weisen jeweils ein Gewinde 9, 10 auf. Das Gewinde des Verbindungselements 9 ist auf der der Ausnehmung 8 abgewandten Seite des Verbindungselements 7 ausgebildet und steht im Eingriff mit dem Gewinde des Bauteils 9. Die Gewinde 9, 10 bilden eine Gewindeverbindung 11 aus. Die Gewindeverbindung 11 umfasst eine Beschichtung. Die Beschichtung weist reibungsoptimierende und vor Korrosion schützende Eigenschaften auf.

Durch Ein- beziehungsweise Aufschrauben des Gewindes des Verbindungselements 9 in beziehungsweise auf das Gewinde des Bauteils 10 bewegt sich das Verbindungselement 7 relativ zum Bauteil 3 in Richtung des Bauteils 3. Durch die Anordnung des Leitungselements 2 in der Ausnehmung 8 des Verbindungselements 7 kann eine Kraft auf die Verdickung 5 des Leitungselements 2 übertragen werden. Zudem sind Leitungselement 2 und Bauteil 3 so angeordnet, das Kontaktabschnitt 12 und Anlageabschnitt 13 in Anlage kommen und die Kraft von dem Leitungselement 2 auf das Bauteil 3 übertragen werden kann. Somit wird durch Ein- beziehungsweise Aufschrauben des Verbindungselements 7 in beziehungsweise auf das Bauteil 3 das Leitungselement 2 an das Bauteil 3 angepresst.

Die Verdickung 5 des Leitungselements 2 weist eine von einer Längsachse des Leitungselements 14 abgewandt gewölbte Außenkontur 15 auf. Die Außenkontur 15 der Verdickung 5 in Bezug auf die Längsachse des Leitungselements 14 ist dabei im Wesentlichen konvex ausgebildet. An der dem rohrförmigen Abschnitt 4 des Leitungselements 2 zugewandten Seite der Verdickung 5 stützt sich das Verbindungselement 7 ab. Die dem rohrförmigen Abschnitt 4 des Leitungselements 2 abgewandte Seite der Verdickung 5 kommt teilweise an dem Bauteil 3 zur Anlage und bildet eine dichtende Verbindung aus. Die Außenkontur 15 der Verdickung 5 ist im Wesentlichen kugelförmig ausgebildet. Der Radius der Kugel beträgt 6 mm. Der querschnittsvergrößernde Übergang von dem rohrförmigen Abschnitt 4 zu der Verdickung 5 wird durch einen weiteren Radius definiert. Der Radius des Übergangs beträgt 1 mm.

Der Anlageabschnitt 13 bildet einen kegelförmigen Querschnitt aus, wodurch bei der Montage ein moderater lateraler Versatz des Leitungselements 2 zu dem Bauteil 3 ausgeglichen werden kann. Die Längsachse des Leitungselements 14 und die Längsachse des Kanal 17 fallen zusammen und der Kontaktabschnitt 12 liegt vollumfänglich auf dem Anlageabschnitt 13 auf. Der kegelförmige Querschnitt bildet eine Kegelfläche 16 aus, wobei die Kegelfläche 16 zur Längsachse des Kanals 17 einen Öffnungswinkel von 35° aufweist.

Das Leitungselement 2 ist aus einem ersten Werkstoff mit einer ersten Härte und der Anlageabschnitt 13 des Bauteils 3 aus einem zweiten Werkstoff mit einer zweiten Härte ausgebildet. Die erste Härte ist kleiner als die zweite Härte, so dass sich der Kontaktabschnitt 12 des Leitungselements 2 bei der Montage dichtend verformt, während der Anlageabschnitt 13 formstabil bleibt. Der erste Werkstoff weist eine erste Aluminiumlegierung und der zweite Werkstoff eine zweite Aluminiumlegierung auf.

Das Leitungselement 2 ist rotationssym metrisch ausgebildet und weist eine Wandstärke von 2 mm auf. Die Verdickung 5 weist einen ersten Außendurchmesser D1 (dargestellt in Figur 4) auf, wobei der erste Außendurchmesser D1 dem größten Außendurchmesser der Verdickung 5 entspricht. Der rohrförmige Abschnitt 4 weist einen zweiten Außendurchmesser D2 (dargestellt in Figur 4) auf. Die Außendurchmesser D1 , D2 werden dabei jeweils senkrecht zur Längsachse des Leitungselement 14 gemessen. Das Verhältnis von dem ersten Außendurchmesser D1 zu dem zweiten Außendurchmesser D2 beträgt 1 ,3. Der erste Außendurchmesser D1 beträgt 13 mm und der zweite Außendurchmesser D2 beträgt 10 mm.

Figur 1 zeigt eine Ausgestaltung der Verbindungsanordnung 1 in einer Schnittansicht, wobei das Gewinde des Verbindungselements 9 als Außengewinde und das Gewinde des Bauteils 10 als Innengewinde ausgebildet ist. Das Verbindungselement 7 ist als Überwurfschraube ausgebildet und in das Bauteil 3 eingeschraubt.

Figur 2 zeigt die Verbindungsanordnung 1 zum Anschluss eines Leitungselements 2 an ein Bauteil 3 einer Temperiereinrichtung gemäß Figur 1 in einer Schnittansicht, wobei das Verbindungselement 7 nicht geschnitten dargestellt ist. Zudem ist das Verbindungselement 7 in einem Zustand vor der Montage dargestellt. Das Verbindungselement 7 ist entlang der Längsachse des Leitungselements 14 in einer von dem Bauteil 3 abgewandten Richtung entlang des rohrförmigen Abschnitts 4 des Leitungselement 2 von der Verdickung 5 beabstandet. Durch Eindrehen des Gewindes des Verbindungselements 9 in das Gewinde des Bauteils 10 kann der Kontaktabschnitt 12 an den Anlageabschnitt 13 gepresst werden, um eine Verformung des Kontaktabschnitts 12 und damit eine abgedichtete Verbindung herzustellen, wie sie in Figur 1 gezeigt ist.

Das Verbindungselement 7 weist an seinem dem Bauteil 3 abgewandten Ende eine Vorrichtung zum Eingriff eines Werkzeugs auf. Der Werkzeugeingriff ist als Außensechskant ausgebildet.

Figur 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Verbindungsanordnung 1 in einer Schnittansicht. In dieser Ausgestaltung der Verbindungsanordnung 1 ist das Gewinde des Verbindungselements 9 als Innengewinde und das Gewinde des Bauteils 10 als Außengewinde ausgebildet. Das Verbindungselement 7 ist als Überwurfmutter ausgebildet und auf das Bauteil 3 aufgeschraubt.

Figur 4 zeigt im Detail das Leitungselement 2 der Verbindungsanordnung 1 gemäß der Figuren 1 bis 3 in einer Schnittansicht. Dementsprechend ist in Figur 4 das Leitungselement 2 ohne das Bauteil 3 und das Verbindungselement 7 dargestellt. In Figur 4 sind besonders gut die Außendurchmesser D1 und D2 zu erkennen.

Figur 5 zeigt im Detail eine alternative Ausgestaltung des Leitungselements 2 der Verbindungsanordnung 1 gemäß der Figuren 1 bis 3 in einer Schnittansicht. In dieser alternativen Ausgestaltung ist der Innendurchmesser des Leitungselements 2 konstant und die Verdickung 5 ist nur außenseitig des Leitungselementes 2 ausgebildet. Insbesondere im Bereich der Verdickung 5 ist der Innendurchmesser gleichbleibend.




 
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