BR112021008885B1

BR112021008885B1 - Tomada de conector, montagem do conector, placa de arrefecimento e sistema de arrefecimento incluindo uma tomada de conector

Info

Publication number: BR112021008885B1
Application number: BR112021008885-7A
Authority: BR
Inventors: Morgan Ryman
Original assignee: Oetiker Schweiz Ag
Priority date: 2018-11-29
Filing date: 2018-11-29
Publication date: 2023-10-24
Also published as: CA3118970C; JP7213350B2; CN113167411A; CN113167411B; BR112021008885A2; KR102587118B1; MX2021005563A; CA3118970A1; US20220003346A1; KR20210093342A; US11835166B2; EP3887701A1; WO2020108764A1; JP2022514205A

Abstract

tomada de conector, montagem do conector, placa de arrefecimento e sistema de arrefecimento incluindo uma tomada de conector. a presente invenção refere-se a tomada de conector para ligar um espigão (12) a um orifício (10a), a referida tomada de conector incluindo uma placa de chapa metálica (10) com o referido orifício (10a) e uma estrutura de colarinho saliente (16) em torno do referido orifício (10a) em que a referida estrutura de colarinho (16) é integralmente produzida da chapa metálica da referida placa metálica (10) por um processo de formação de chapa metálica.

Description

[001] A presente invenção refere-se a uma tomada para um conector para fluxos de líquidos, por exemplo, para líquidos de arrefecimento.

[002] É conhecido guiar líquidos através de tubos ou mangueiras. A fim de criar uma ligação entre um Recipiente ou outro tipo de receptáculo e o tubo ou mangueira, sabe-se que se prende um espigão à parede ou ao Recipiente ou receptáculo. A parede do Recipiente é fornecida com um orifício, e o espigão é inserido ou fixado ao orifício. A ligação mecânica entre o espigão e a parede deve ser suficientemente robusta para resistir às forças esperadas, e para ser selada. No caso de paredes produzidas de chapa metálica, isto é, normalmente conseguido soldando, soldando ou soldando um encaixe saliente ou uma peça de ligação macho sobre a chapa metálica. O espigão é então montado na tomada, ou ligado com a parte de ligação.

[003] A montagem requer normalmente uma tomada e ferramentas, por exemplo, para aparafusar para gerar uma pressão de contato suficiente para selar a ligação. O encaixe é normalmente fixado a uma parede com o orifício por soldadura ou brasagem. Isto é oneroso e uma fonte de potenciais erros.

[004] A invenção procura ultrapassar estes problemas fornecendo uma tomada de conector compacta, leve e fácil de usar, um conector - incluindo sem dúvida tal tomada e um sistema de arrefecimento incluindo tal montagem do conector.

[005] Este objetivo é alcançado por uma montagem do conector de acordo com a reivindicação 1, uma montagem do conector incluindo tal tomada e um sistema de arrefecimento incluindo tal montagem. As concretizações preferenciais da invenção são estabelecidas nas reivindicações dependentes.

[006] A invenção refere-se a uma tomada de conector para ligar um espigão a um orifício, a referida tomada de conector incluindo uma placa de chapa de metal com o referido orifício e uma estrutura de colarinho saliente à volta do referido orifício.

[007] Propõe-se que a referida estrutura de colarinho seja integralmente produzida da chapa de chapa de chapa de metal através de um processo de moldagem de chapa de metal.

[008] Ao formar a estrutura do colarinho integralmente com a placa de chapa de metal utilizando o processo de formação da chapa, podem ser evitadas etapas adicionais de fabricação, incluindo brasagem ou soldadura, e o processo de fabricação pode ser simplificado. A estrutura do colarinho pode ser muito rígida e virtualmente impossível de romper. A própria estrutura forma uma costela de reforço. Impurezas resultantes de processos de brasagem ou soldadura ou fugas devido a soldadura imperfeita podem ser evitadas. O processo de conformação da chapa pode incluir diferentes técnicas, tais como estampagem, estiragem profunda, puncionamento, estampagem, dobragem, conformação, extrusão de rosca ou extrusão de bobinas, opcionalmente complementadas por corte a laser.

[009] O espigão pode ser concebido, por exemplo, para utilização com líquidos, tais como refrigerantes ou líquidos de arrefecimento.

[0010] A invenção propõe ainda que a estrutura do colarinho seja configurada para receber uma extremidade masculina do referido espigão. Isto confere estabilidade adicional através de um assento profundo do espigão na tomada.

[0011] Propõe-se que a tomada inclua ainda um conector, o que significa mediar a ligação do espigão com a estrutura do colarinho. Preferencialmente, o conector inclui ainda um módulo de encaixe em forma de anel configurado para ser instalado sobre a estrutura colar, o referido módulo de encaixe inclui uma peça de inserção cilíndrica configurada para ser inserida em um orifício da referida estrutura de colarinho, em que uma extremidade remota da peça de inserção cilíndrica na direção de inserção é fornecida com as primeiras estruturas de encaixe acopladas à estrutura colar. O módulo de encaixe permite uma montagem fácil, mesmo sem ferramentas, proporcionando, ao mesmo tempo, uma estrutura de ligação fiável, robusta e precisa para o espigão.

[0012] A invenção, em particular na concretização com o módulo de encaixe, presta-se em particular a aplicações em que o espigão tem de ser montado do exterior do Recipiente ou receptáculo se não houver possibilidade de chegar ao interior do mesmo.

[0013] Em uma concretização preferida da invenção, o meio de ligação é configurado para criar uma ligação de encaixe com a estrutura da colarinho e com a extremidade macho do espigão. Isto permite uma montagem fácil de todo o conjunto sem ferramentas.

[0014] É ainda proposta a parede interna cilíndrica da parte de inserção do módulo de encaixe em forma de anel é fornecido um entalhe configurado para receber um anel O. O primeiro anel O pode fornecer uma vedação fiável entre a parede interna do orifício no módulo de encaixe e a parede externa da extremidade macho do espigão.

[0015] De acordo com outras concretizações da invenção, uma circunferência interna da estrutura do colarinho inclui uma estrutura como um entalhe ou uma flange configurada para suportar um segundo anel O a ser disposto entre a estrutura do colarinho e a parede externa da parte de inserção. O segundo anel O pode assegurar uma vedação fiável entre o módulo de encaixe e a estrutura do colarinho.

[0016] O inventor propõe ainda que um segundo anel O seja fornecido em torno de uma parede exterior da estrutura do colarinho, e/ou que o módulo de encaixe em forma de anel inclua ainda uma parede exterior em volta da referida estrutura do colarinho, e um segundo anel O fornecido em um espaço entre a parede exterior do módulo de encaixe e a estrutura do colarinho. O segundo anel O pode assegurar uma vedação fiável entre o módulo de encaixe e a estrutura do colarinho. O anel O no lado interior da estrutura do colarinho e o anel O no lado exterior da estrutura do colarinho podem ser utilizados sozinhos ou em combinação.

[0017] Em uma concretização preferida da invenção, o módulo de encaixe em forma de anel é uma peça de plástico. Esta é uma solução leve, econômica e fiável. O plástico pode ser escolhido de acordo com os requisitos químicos e térmicos impostos pela aplicação, e pode incluir reforço de fibra ou reforço metálico, se necessário.

[0018] Em uma concretização preferencial da invenção, a estrutura do colarinho é uma estrutura cilíndrica de dupla camada obtida dobrando o dorso da chapa metálica, sendo o aro da chapa metálica disposto no interior da estrutura do colarinho. O aro pode então ser utilizado como ponto de engate estável, afiado, e bem definido para estruturas de fixação do espigão ou do módulo de encaixe em forma de anel.

[0019] É ainda proposto que a extremidade macho do referido espigão inclua pelo menos uma estrutura de fecho em uma superfície externa radial da sua parte final, sendo as referidas estruturas de fecho configuradas para interagir com as estruturas de fecho correspondentes em uma superfície interna cilíndrica do referido conector. Isto permite uma montagem de encaixe fácil e simples do espigão sem necessidade de ferramentas especiais.

[0020] De acordo com uma concretização da invenção, a estrutura de fecho na superfície externa radial da porção final do espigão é configurada para encaixar em torno de uma borda da superfície interna cilíndrica do referido meio de ligação. Em uma concretização preferencial da invenção, a superfície interna cilíndrica do referido meio de ligação é uma superfície interna cilíndrica do referido módulo de encaixe em forma de anel. Por inserção e travamento do espigão no módulo de encaixe, o módulo é firmemente fixado à estrutura do colarinho e o módulo de encaixe é bloqueado no seu lugar.

[0021] Deve-se notar que tanto a ligação de encaixe entre o módulo de encaixe e a estrutura do colarinho como a ligação de encaixe entre o espigão e o módulo de encaixe podem ser liberáveis, por exemplo, rodando o espigão e o módulo de encaixe ou outros elementos um contra o outro. Neste caso, o colar e/ou o módulo de encaixe pode ter uma forma segmentada de tal forma que a ligação pode ser liberada através do alinhamento dos segmentos apropriados.

[0022] Um outro aspecto da invenção diz respeito a um sistema de arrefecimento, em particular, para conjuntos de baterias, incluindo uma tomada de conector e/ou montagem do conector, tal como definido acima.

[0023] Outras características e vantagens da invenção podem ser obtidas a partir da seguinte descrição das concretizações da invenção. O relatório descritivo como um todo, as reivindicações e os números revelam as características da invenção em combinações específicas. Um técnico no assunto considerará estas características isoladamente e combiná-las-á para obter outras combinações ou sub-combinações, a fim de adaptar a invenção, tal como definida nas reivindicações, às suas necessidades específicas.

Breve descrição das figuras

[0024] A Figura 1 mostra montagem do conector de acordo com uma primeira concretização da invenção;

[0025] A Fig. 2 ilustra uma placa de chapa de metal incluindo uma estrutura de colarinho de acordo com a primeira concretização da invenção;

[0026] A Fig. 3 é uma vista em corte da montagem do conector de acordo com a primeira concretização da invenção;

[0027] A Fig. 4 é uma vista explodida da montagem do conector, de acordo com a primeira concretização da invenção;

[0028] A Fig. 5 ilustra uma estrutura pré-montada incluindo uma placa metálica e um módulo de encaixe, de acordo com a primeira concretização da invenção;

[0029] A Fig. 6 é uma vista em corte da montagem do conector, de acordo com uma segunda concretização da invenção;

[0030] A Fig. 7 ilustra uma placa de chapa de metal incluindo uma estrutura de colarinho, de acordo com a segunda concretização da invenção;

[0031] A Fig. 8 ilustra um espigão de montagem do conector de acordo com a terceira concretização da invenção; e

[0032] A Figura 9 ilustra um módulo de encaixe de acordo com a terceira concretização da invenção.

Descrição detalhada das concretizações

[0033] As Figuras 1 a 3 mostram uma tomada e uma montagem do conector, de acordo com uma primeira concretização da invenção. A montagem do conector é configurada para utilização em um sistema de arrefecimento por bateria de um veículo elétrico ou híbrido, e guia o líquido de arrefecimento para um permutador de calor. Uma das paredes do permutador de calor é uma placa de chapa de metal 10 com um orifício 10a. Um espigão 12 deve ser fixado ao orifício 10a. O espigão 12 tem um percurso de fluxo interno, angular para líquido, por exemplo, líquido refrigerante ou água, terminando em um orifício 10c do espigão 10c disposto dentro do orifício 10a da placa 10. O meio de conector 14 para ligar o espigão 12 à placa metálica 10, de modo a orientar o líquido a fluir no percurso de escoamento através do orifício 10c. O meio de conector 14 inclui uma tomada de conector, que tem uma estrutura de colarinho saliente 16 ao redor do orifício 10a.

[0034] Como ilustrado na Fig. 2, a estrutura do colarinho 16 é integralmente produzida da chapa de metal 10 por um processo de formação de chapa, tal como o puncionamento e o estiramento profundo. A estrutura circular cilíndrica do colar 16 salta da placa de chapa de metal 10 como uma parede circular em forma de cilindro, em uma direcção perpendicular a um plano principal ou tangente ao plano tangencial da placa de chapa de metal 10. Do ponto de vista da rigidez, a estrutura do colarinho é uma costela de reforço circular da placa de chapa de metal.

[0035] A estrutura do colarinho 16 dá estabilidade à ligação entre o espigão 12 e a placa de chapa de metal 10, e estabiliza o bordo do orifício 10a fornecido no centro da estrutura do colarinho 16. Na concretização da Figura 1-3, a estrutura do colar 16 tem uma estrutura de dupla camada obtida dobrando a placa de chapa de metal para trás, sendo o bordo da placa de metal disposto no interior da estrutura do colar 16.

[0036] O meio de conector 14 inclui ainda um módulo de encaixe em forma de anel 18 formado como uma peça de plástico moldado por injeção, configurado para ser montado sobre a estrutura do colarinho 16. O módulo de encaixe 18 inclui uma peça de inserção cilíndrica 18a configurada para ser inserida em um orifício 10a da referida estrutura de colarinho 16, em que em uma extremidade remota da peça de inserção cilíndrica 18a na direção de inserção é fornecida uma pluralidade de travas 18b com saliências de encaixe de encaixe saliente radialmente para fora como primeiras estruturas de encaixe encaixando com a borda inferior da estrutura de colarinho 16.

[0037] A parede interna cilíndrica da parte de inserção 18a do módulo 18 de encaixe em forma de anel é fornecida com um entalhe 18c configurado para receber um primeiro anel O 20.

[0038] Uma extremidade macho do referido espigão 12 está configurada para ser inserida em um orifício 10b do módulo de encaixe 18 em forma de anel e, assim, na estrutura do colarinho 16, e travada no lugar por interação com o meio de conector 14. Uma flange 28 do espigão limita a profundidade da sua inserção no módulo de encaixe 18. A deflexão interna dos fechos 18b é bloqueada pelo espigão inserido 12. A extremidade macho do referido espigão 12 inclui uma estrutura de travamento plural em uma superfície externa radial da sua extremidade, sendo as estruturas de travamento configuradas para encaixar na borda inferior da superfície interna cilíndrica do módulo de encaixe 18 em forma de anel. Ao inserir a parte cilíndrica de inserção 18a no orifício 10a da estrutura do colarinho 16, os fechos 18b são desviados radialmente para dentro, e encaixam de novo quando atingem a posição final de encaixe. Como ilustrado na Fig. 3, as extremidades de fixação do espigão 12 sobressaem ligeiramente sobre a superfície interna (inferior) do módulo de encaixe 18.

[0039] O módulo 18 de encaixe em forma de anel inclui ainda uma parede exterior que envolve a estrutura 16 do colarinho, e encosta à parede radialmente exterior da estrutura 16 do colarinho, de tal forma que o perfil total a favor do módulo 16 de encaixe em forma de anel é o de um clip em forma de U invertido, encaixado na estrutura 16 do colarinho.

[0040] Um segundo anel O-22 vedando a ligação entre o módulo de encaixe 18 e a placa metálica 10 está disposto em uma circunferência interna da estrutura do colarinho 16, em que esta última inclui uma flange 16a saliente radialmente para dentro configurada para suportar o segundo anel O-22 disposto entre a estrutura do colarinho 16 e a parede externa da parte de inserção 18a.

[0041] A extremidade remota do espigão 12 é configurada com uma estrutura de rebarba encaixada em uma mangueira de refrigeração, que pode, por exemplo, ser ainda mais fixada por uma braçadeira de mangueira. No entanto, a estrutura da extremidade remota do espigão 12 não é particularmente limitada, e pode ser de qualquer estrutura adequada para ligar mangueiras ou tubos.

[0042] A Fig. 4 é uma vista explodida da montagem do conector incluindo o espigão 12, o módulo de encaixe 18, o primeiro anel O-20 vedando a ligação entre o espigão 12 e o módulo de encaixe 18, e o segundo anel 022 vedando a ligação entre o módulo de encaixe 18 e a placa metálica 10.

[0043] O módulo de encaixe em forma de anel 18 pode ser pré- montado e encaixado na estrutura do colarinho 16 da placa metálica 10 em uma unidade facilmente transportável sem necessidade de ferramentas especiais. A estrutura pré-montada é ilustrada na Fig. 5. A unidade pré-montada pode ser transportada sem risco de perda do módulo de encaixe 18 e do espigão 12, e uma mangueira pode então ser fixada na montagem final da aplicação utilizando a montagem do conector.

[0044] A placa de chapa de metal 10 com a estrutura de colarinho 16 faz parte de uma placa de arrefecimento, permutador de calor, ou montagem de placa de bateria, mas não está limitada a isso. A invenção pode ser aplicada a um espigão facilmente conectável 12 para todos os tipos de recipientes em qualquer material.

[0045] A placa de chapa metálica 10 e a montagem do conector são adequadas para utilização em um sistema de arrefecimento, em particular, para conjuntos de baterias, para o transporte de líquidos de arrefecimento.

[0046] As Figuras 6 a 9 mostram uma segunda e terceira concretização da invenção. A fim de evitar repetições, a especificação seguinte destas concretizações adicionais limita-se às diferenças em relação à primeira concretização da invenção. Em relação às características inalteradas, a pessoa competente é referida à especificação acima referida da primeira concretização. Os mesmos sinais de referência são utilizados para características idênticas de características com um efeito semelhante, a fim de realçar as semelhanças.

[0047] Na segunda concretização da invenção, como mostrado nas Figuras 6 e 7, um anel O 22 é fornecido em um espaço entre a parede exterior e a estrutura do colarinho 16 para selar a ligação entre o módulo de encaixe 18 e a placa de chapa metálica 10. A flange no interior da estrutura do colarinho 16 pode ser dispensada nesta concretização.

[0048] As Fig. 8 e 9 ilustram um espigão 12 e um módulo de encaixe de uma montagem de conector de acordo com a terceira concretização da invenção, a parte final do espigão 12 a ser inserida no orifício 10b do módulo de encaixe 18 é fornecida com reentrâncias 24 acomodando porções finais protuberantes de um subconjunto de fechos 18bl do módulo de encaixe 18. Um segundo subconjunto de fechos 18b2 encaixa radialmente no orifício 10a da placa de chapa de metal 10 (não ilustrado). A largura limitada dos recessos 24 na direção circunferencial define a posição relativa de rotação do espigão 12 e do módulo de encaixe 18, que é ainda definida pelas estruturas de encaixe 26, 26' em uma superfície superior do módulo de encaixe 18 e em uma flange 28 do espigão 12.

Claims

1. Tomada de conector para ligar um espigão (12) a um orifício (10a), a referida tomada de conector incluindo uma placa de chapa metálica (10) com o referido orifício (10a) e uma estrutura de colarinho saliente (16) ao redor do referido orifício (10a), a referida estrutura de colarinho saliente da placa de chapa de metal (10) como uma parede circular em forma de cilindro, em uma direção perpendicular a um plano principal ou plano tangencial da placa de chapa de metal (10) e configurada para receber uma peça de inserção cilíndrica (18a) para ligar ao espigão (12), em que a referida estrutura do colarinho (16) é integralmente produzida da chapa metálica da referida placa de chapa metálica (10) através de um processo de moldagem da chapa metálica, caracterizada pelo fato de que a estrutura do colarinho (16) é uma estrutura cilíndrica de dupla camada com um aro sendo disposto em um lado do referido orifício (10a) radialmente no interior da estrutura de colarinho (16), em que uma circunferência interna da estrutura do colarinho (16) inclui um flange (16a) saliente radialmente para dentro configurada para suportar o segundo anel em O (22) disposto entre a estrutura do colarinho (16) e a parede externa da parte de inserção (18a).

2. Tomada de conector, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a estrutura do colarinho (16) está configurada para receber uma extremidade macho do referido espigão (12).

3. Tomada de conector, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que inclui adicionalmente meio de conector (14) incluindo um módulo de encaixe em forma de anel (18) configurado para ser montado sobre a estrutura do colarinho (16), o referido módulo de encaixe (18) incluindo uma peça de inserção cilíndrica (18a) configurada para ser inserida no orifício (10a), em que em uma extremidade remota da peça de inserção cilíndrica (18a) na direção de inserção são fornecidas as primeiras estruturas de encaixe encaixadas com a estrutura do colarinho (16).

4. Tomada de conector, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o meio de conector (14) é configurado para criar uma ligação de encaixe com a estrutura do colarinho (16) e com a extremidade macho de um espigão (12).

5. Tomada de conector, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 ou 4, caracterizada por incluir ainda um primeiro anel em O (20), em que a parede interna cilíndrica da parte de inserção (18a) do módulo de encaixe em forma de anel (18) é fornecida com um entalhe configurado para receber o primeiro anel em O (20).

6. Tomada de conector, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um anel em O (22) disposto em torno de uma parede exterior da estrutura do colarinho (16).

7. Tomada de conector, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a estrutura cilíndrica de dupla camada obtida através da dobragem do verso da chapa metálica.

8. Montagem do conector incluindo uma tomada de conector, como definida em qualquer uma das reivindicações 3 a 7 e referido espigão (12), caracterizada pelo fato de que a extremidade macho do referido espigão (12) inclui pelo menos uma estrutura de fecho em uma superfície externa radial, sendo as referidas estruturas de fecho configuradas para interagir com as estruturas de fecho correspondentes em uma superfície interna cilíndrica do referido conector (14).

9. Montagem do conector, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a referida estrutura de fecho na superfície externa radial da porção final do espigão (12) está configurada para encaixar em torno de uma borda da superfície interna cilíndrica do referido conector (14).

10. Montagem do conector, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que a superfície interna cilíndrica do referido meio de conector (14) é uma superfície interna cilíndrica do referido módulo de encaixe em forma de anel (18).

11. Montagem do conector, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizada pelo fato de que o encaixe da parte cilíndrica de inserção (18a) com a estrutura do colarinho (16) é bloqueado pela inserção da referida extremidade macho do referido espigão (12).

12. Placa de arrefecimento, permutador de calor ou montagem da placa de bateria, caracterizados pelo fato de que inclui a tomada de conector, como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, ou uma montagem do conector, como definida em qualquer uma das reivindicações 8 a 11.

13. Sistema de arrefecimento, em particular para montagens de baterias, caracterizado pelo fato de que inclui tomada de conector, como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, ou uma montagem do conector, como definida em qualquer uma das reivindicações 8 a 11.