CN112540632A - 用于温控设备的管状体装置、温控设备和电气设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于温控设备(2)的管状体装置(1)。管状体装置(1)包括至少一个第一管状体(4)和至少一个第二管状体(5)，每个管状体用于供温控流体(F)流过，其中，为了补偿管状体(4、5)中至少一个沿轴向(A)测量的位置变化和/或轴向长度(L)的尺寸变化，因此在第一管状体(4)上存在第一管法兰(7)，该第一管法兰以一角度与第一管状体(4)的周壁(6)凸出，并且是可变形的以适应长度变化，第二管状体(5)被安装在第一管法兰上，使得两个管状体(4、5)共同界定能够供温控流体(F)流过的管状体内部(8)。

Description

用于温控设备的管状体装置、温控设备和电气设备
技术领域
本发明涉及一种用于温控设备的管状体装置，并且涉及一种具有这种管状体装置的温控设备。另外，本发明涉及一种具有这种温控设备的电气设备。
背景技术
包括管状体的用于电气设备的温控设备为人所知已有一段时间。通常，这种管状体供温控设备流体流过，以对电气设备进行温度控制。取决于所述温控设备是要加热还是冷却所述电气设备，该温控流体能够从电气设备吸收热量或将热量传递到电气设备上。然而，在该过程中不能避免的是，在温控流体流过管状体的同时热量也在温控流体和管状体之间传递。由于这种从温控流体到管状体或从管状体到温控流体的热传递，管状体被加热或冷却。由于管状体的热膨胀或热收缩，这种管状体的加热或冷却导致管状体的长度变化或管状体相对于电气设备或温控设备的另一部件的位置变化。
在此背景之前，管状体或者具有这种管状体的用于温控设备的管状体装置通常形成有波纹管状的或波纹状的管状缓冲部，该缓冲部是可变形的，用于补偿热膨胀。
然而，不利的是，这种具有复杂几何形状的波纹状的管或波纹管部分必然会在由管状体约束的管状体内部形成底切，使得这种管状体复杂，并且因此生产成本高昂。除此之外，流过管状体内部的温控流体的流动受到波纹状的管或波纹管部分的不利影响。
发明内容
因此，本发明的目的是为用于温控设备的管状体装置、具有这种管状体装置的温控设备以及具有这种温控设备的电气设备提供一种新方法，尤其以消除上述缺点。
该目的通过独立权利要求1和从属专利权利要求解决。优选实施例是从属权利要求的主题。
因此，本发明的基本思想是提供一种用于温控设备的管状体装置，用于对电气设备进行温度控制，在此情况下，将第二管状体安装至第一管状体的管法兰，用于共同界定管状体内部，其中，第一管状体的第一管法兰是可变形的，用于补偿至少一个管状体的热膨胀。
与用于温控设备的常规管状体的波纹状的管或波纹管部分相反，就单个管状体本身来说，在其管状体内部有利地不具有底切。这伴随着用于管状体装置的管状体的可生产性的显着提高，使得能够通过诸如注射成型的一次成型方法来成本有效地大量制造这些管状体。除此之外，第一管状体和第二管状体的管状体装置的模块化构造使得能够通过简单地增加或移除单个管状体来可变地适应管状体装置长度。
根据本发明的可用于温控设备的管状体装置(又用于控制电气设备的温度)包括至少一个第一管状体和至少一个第二管状体。至少一个第一管状体和至少一个第二管状体能够供温控流体流过。所述温控流体能够是液体或者气体。每个管状体包括沿轴向延伸的周壁。实际上，第一管状体和/或第二管状体包括塑料或由塑料组成。为了补偿至少一个管状体沿轴向测量的位置变化和/或轴向长度的尺寸变化，在第一管状体上存在第一管法兰，所述第一管法兰以一定角度从第一管状体的周壁凸出，并且该第一管法兰是可变形的，用于适应长度变化或用于补偿位置变化。在第一管状体的该第一管法兰上，在第一管状体的第一管法兰的背离第一管状体的周壁的一侧上安装有第二管状体。实际上，第二管状体以材料结合的方式被牢固地安装至第一管状体的第一管法兰上。第二管状体以这样的方式安装到第一管状体的第一管法兰上，使得两个管状体共同界定能够供温控流体F流过的管状体内部。优选地，管状体装置不包括任何单独的密封件。有利地，波纹管部分能够因此被省去，一方面，由于其复杂的几何形状，制造起来很困难，因此成本很高，此外，它还会对通过管状体内部的温控流体的流动产生负面影响，因此可以省去。换句话说，就流动而言，这种管状体装置能够是特别有利的，并且就制造而言，能够特别经济地进行制造。
实际上，在第一管状体的第一管法兰上存在薄段，该薄段特别地实际上沿第一管状体的周向被周向地形成。在第一管状体的第一管法兰的薄段中，与第一管状体的周壁的壁厚相比，第一管法兰的法兰厚度是减小的。因此，第一管法兰的薄段形成第一管状体的预定变形区域。有利地，管状体装置的至少一个管状体的位置变化或长度变化能够特别有利地通过以这种方式形成的管法兰来补偿。
根据管状体装置的有利的进一步改进方案，在第二管状体上存在以一定角度从第二管状体的周壁凸出的第二管法兰，用于将第二管状体安装至第一管状体的第一管法兰。第二管状体的第二管法兰抵靠第一管状体的管法兰，并被安装至第一管状体的该第一管法兰。有利地，借助于第二管状体的这种第二管法兰，第二管状体能够特别容易地相对于第一管状体进行定位并被安装至第一管状体的第一管法兰。
根据管状体装置的优选的进一步改进方案，第一管状体的周壁和第二管状体的周壁彼此以轴向变形补偿距离沿轴向布置。因此在第一管状体和第二管状体的管法兰之间形成周向变形补偿空间。有利地，这使得能够同时对管状体装置的管状体中的至少一个的正向长度变化和反向长度变化进行补偿。
实际上，第二管状体的第二管法兰以这样的方式形成，使得第二管状体的第二管法兰径向垂直于第二管状体的周壁从该周壁上径向向外凸出。从周壁垂直地凸出的这种第二管法兰能够被特别容易且因此经济有效地制造。
在管状体装置的优选的进一步改进方案中，在第二管状体的第二管法兰上布置有延伸部，该延伸部沿轴向从第二管状体的第二管法兰朝向第一管状体凸出。实际上，存在于第二管法兰上的延伸部沿周向被周向地形成。在管状体装置中，延伸部径向地布置在变形补偿空间与管状体内部之间。存在于第二管状体的第二管法兰上的延伸部有利地用作导流元件，通过该导流元件能够减小阻止流过管状体内部的温控流体流动的流动阻力。
根据另一有利的进一步改进方案，在第一管状体的第一管法兰上布置有延伸部，该延伸部从第一管状体的第一管法兰朝向第二管状体轴向地凸出。实际上，第一管状体的第一管法兰的这种延伸沿周向被周向地形成。在管状体装置中，在第一管状体的第一管法兰上存在的延伸部被径向地布置在变形补偿空间和管状体内部之间。应当理解的是，在第一管状体的第一管法兰上以及在第二管状体的第二管法兰上或者仅在这些管法兰之一上，都能够存在这种延伸部。有利地，存在于第一管状体的第一管法兰上的延伸部减小了阻止流过管状体内部的温控流体流动的流动阻力。
在管状体装置的另一有利的进一步改进方案中，第一管状体的第一管法兰具有倒圆区域。在第一管状体的第一管法兰的该倒圆区域中，在第一管状体的周壁的面向第一管法兰的第一端处，第一管法兰汇入到周壁。在第一管状体的第一管法兰的倒圆区域中存在第一管法兰的薄段。以这种方式形成的第一管状体的第一管法兰的薄段特别有利地是可变形的，用于补偿管状体装置的管状体中的至少一个的位置变化或长度变化。
管状体装置的另一优选的进一步改进方案中，第一管状体在第一管状体的背离第一管状体的第一管法兰的第二端处包括第二管法兰。第一管状体的第二管法兰以与第二管状体的第二管状兰相同的方式形成。有利地，另一管状体能够因此被安装到第一管状体的第二管法兰。
在管状体装置的另一有利的进一步改进方案中，第二管状体在第二管状体的背离第二管状体的第二管法兰的第一端处包括第一管法兰。第二管状体的第一管法兰以与第一管状体的第一管法兰相同的方式形成。有利地，另一管状体能够因此被安装到第二管状体的第一管法兰上。
实际上，第一管状体和第二管状体被形成为相同的部件。因此，实现了成本优势，因为第一管状体和第二管状体都能够通过相同的制造方法以及相同的制造设备来制造。除此之外，根据应用需求，管状体装置能够由任意数量的第一管状体或第二管状体加以补充。
根据管状体装置的另一有利的进一步改进方案，在第一管状体和/或第二管状体的周壁中存在开口，该开口径向贯穿相应管状体的周壁。通过该径向贯穿相应周壁的开口，能够将流过管状体内部的温控流体引导出管状体内部或将其引入到该管状体内部中。有利地，管状体装置能够因此形成用于具有这种管状体装置的温控设备的流体分配器或流体收集器。
另外，本发明涉及一种用于对电气设备进行温度控制的温控设备。按照前面的描述，该温控设备包括至少一个根据本发明的管状体装置。其中，管状体装置形成流体分配器，用于将存在于管状体内部的温控流体分配到温控设备的多个冷却空间。经由径向贯穿管状体装置的至少一个管状体的周壁的开口，温控设备的冷却空间中的每一个都被流体连通地连接至管状体内部。替代地或附加地，管状体装置或另外的这种管状体装置形成温控设备的流体收集器，通过该流体收集器从温控设备的多个冷却空间收集存在于管状体内部的温控流体。通过径向贯穿管状体装置的至少一个管状体的周壁的开口，温控设备的冷却空间中的每一个都被流体连通地连接至管状体内部。先前示出的根据本发明的管状体装置的优点类似地也适用于根据本发明的具有这种管状体装置的温控设备。
在温控设备的有利的进一步改进方案中，管状体装置包括至少一个另外的第一管状体和/或第二管状体。实际上，温控设备的管状体装置包括多个这样的附加的第一管状体和/或第二管状体。其中，第一管状体和第二管状体被交替地布置并安装到彼此。第一管状体和第二管状体被以这样的方式被交替地布置并安装到彼此，使得管状体装置的所有管状体共同界定管状体内部。有利地，在形成温控设备的流体收集器或流体分配器的同时，借助于与管状体装置相匹配的多个第一或第二管状体，管状体装置能够特别容易地与通过温控设备进行温度控制的电气设备相匹配。
除此之外，本发明涉及一种实际上是电池的电气设备。按照前面的描述，该电气设备包括根据本发明的温控设备。此外，该电气设备包括彼此相隔一定距离布置的多个电池，其中，在相邻的两个电池之间存在温控设备的冷却空间。特别地，实际上，温控设备的这种冷却空间分别存在于电气设备的所有相邻电池之间。上面示出的根据本发明的温控设备的优点类似地也适用于具有根据本发明的这种温控设备的电气设备。
本发明的其他重要特征和优点从从属权利要求、附图以及通过附图从相关的附图说明中获得。
应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，以上提到的并且仍将在下文中解释的特征不仅能够以所述的相应组合使用，还能够以其他组合或单独使用。
附图说明
在附图中示出了本发明的优选实施例，并且在下面的说明书中对其进行更详细的说明，其中，相同的附图标记表示相同或相似或功能相同的部件。
分别示意性地：
图1以沿轴向的纵向剖面示出了根据本发明的管状体装置的示例，
图2以透视图示出了具有根据本发明的示例性管状体装置的根据本发明的温控设备的示例，
图3以透视图示出了具有根据本发明的示例性示出的温控设备的根据本发明的电气设备的示例。
具体实施方式
在图1中，以沿轴向A的纵向剖面示例性地示出了根据本发明的用于温控设备2的管状体装置1。温控设备2能够被用于对电气设备3进行温度控制。管状体装置1包括至少一个第一管状体4和至少一个第二管状体5，它们被配置用于供温控流体F流过。所述温控流体能够是气体或液体。每个管状体4、5包括沿轴向A延伸的周壁6。轴向A沿着第一管状体4的中心纵向轴线M延伸。垂直于轴向A的径向R从中心纵向轴线M向外延伸。周向U垂直于径向R且垂直于轴向A延伸，并且环绕中心纵向轴线M。为了补偿管状体4、5中的至少一个沿轴向A测量的位置变化和/或轴向长度L的尺寸变化，在第一管状体4上存在可变形的第一管法兰7，该第一管法兰以一定角度从第一管状体的周壁6凸出。第一管状体4的第一管法兰7是可变形的，以适应沿管状体4、5中的至少一个的轴向A测量的轴向长度L的长度变化，或管状体4、5之一的位置变化。通过第一管状体4的第一管法兰7的变形，能够补偿管状体4、5中的至少一个的位置变化和/或尺寸变化。这种位置变化和/或尺寸变化例如能够是由于管状体4、5中的至少一个的热膨胀而出现的。背离第一管状体4的周壁6，第二管状体5被安装至第一管状体4的第一管法兰7。管状体装置1能够在没有任何附加密封元件或垫圈的情况下形成。
能够以材料结合的方式将第二管状体5安装至第一管状体4的管法兰7。第二管状体5能够被焊接或胶合至第一管状体4的第一管法兰7。在此，第二管状体5以这样的方式安装到第一管状体4的第一管法兰7，使得两个管状体4、5共同界定能够供温控流体F流过的管状体内部8。在第一管状体4的第一管法兰7上能够存在薄段9。在第一管状体4的第一管法兰7的薄段9中，与第一管状体4的周壁6的壁厚11相比，第一管法兰7的法兰厚度10是减小的。第一管法兰7的法兰厚度10能够相对于第一管状体4的周壁6的壁厚11而减小，使得通过薄段9产生预定的变形区域12。薄段9能够沿周向U周向地形成，尤其是地沿周向U整周地形成。在第二管状体5上，第二管法兰13能够存在于第一管状体4的第一管法兰7上，用于固定第二管状体5。第二管法兰13能够被形成为以一定角度从第二管状体5的周壁6凸出。第二管状体5的第二管法兰13能够垂直于第二管状体5的周壁6沿径向R向外凸出。
第一管状体4的第一管法兰7能够被安装成抵靠第二管状体5的第二管法兰13。为此，焊接几何形状能够存在于第一管状体4的第一管法兰7上，以及(替代地或附加地)存在于第二管状体5的第二管法兰13上，第一管状体4和第二管状体5能够通过该几何形状彼此焊接。焊接几何形状能够被设计为用于通过超声焊接方法将第一管状体4连接至第二管状体5。
在管状体装置1中，第一管状体4的周壁6和第二管状体5的周壁6能够相对于彼此以沿轴向A测量的轴向变形距离14沿轴向A布置。在此，第一管状体4和第二管状体5能够相对于彼此以轴向变形补偿距离14布置，使得在管法兰7、13之间形成周向变形补偿空间15。
在第二管状体5的第二管法兰13上，能够布置有沿轴向A朝向第一管状体4的延伸部16。延伸部16能够被形成为沿周向U从第二管法兰13周向地凸出。沿径向看，延伸部16能够被布置在变形补偿空间15和管状体内部8之间。替代地或附加地，能够沿第二管状体5的方向将延伸部16轴向地布置在第一管状体4的第一管法兰7上(为了清楚起见未在附图中示出)。布置在第一管法兰7上的该延伸部16能够沿周向被周向地形成。沿径向看，存在于第一管法兰7上的延伸部16能够被布置在变形补偿空间15和管状体内部8之间。
第一管状体4的第一管法兰7能够包括倒圆区域17。在第一管状体4的第一管法兰7的倒圆区域17中，在第一管状体4的周壁6的面向第一管法兰7的第一端处，第一管法兰7能够汇入到周壁6。在第一管法兰7的倒圆区域17中，能够形成第一管法兰7的薄段9。能够沿周向U周向地形成倒圆区域17，该倒圆区域具有第一管法兰7的薄段9。在第一管状体4上，第二管法兰13能够存在于第一管状体4的背离第一管状体4的第一管法兰7的第二端19。第一管状体4的第二管法兰13能够以与第二管状体5的第二管法兰13相同的方式形成。在第二管状体5的背离第二管状体5的第二管法兰13的第一端18处，第二管状体5能够包括第一管法兰7。第二管状体4的第一管法兰7能够以与第一管状体4的第一管法兰7相同的方式形成。第一管状体4和第二管状体5能够被形成为相同的部件。
在第一管状体4和第二管状体5的周壁6中能够存在开口21，该开口径向地贯穿相应管状体4、5的周壁6。通过该径向地贯穿相应管状体4、5的周壁6的开口21，流过管状体内部8的温控流体F能够被从管状体内部8中导出，或者被导入到管状体内部8中。第一管状体4和第二管状体5的周壁6还能够包括波纹管状的或波纹状的管状变形补偿部分，但是该变形补偿部分未在图1中示出。同样未示出的是，管状体装置1能够包括具有这种波纹管状的或波纹状的管状部分的第三管状体。
图2以透视图示例性地示出了根据本发明的温控设备2。温控设备2包括根据前述说明的至少一个管状体装置1。在图2的具体示例中，温控设备2包括两个这样的管状体装置1。温控设备2还包括多个冷却空间23。温控设备2的第一管状体装置1形成流体分配器22，用于将存在于管状体内部8中的温控流体F分配到温控设备2的多个冷却空间23。经由径向贯穿管状体装置1的管状体4、5中的至少一个的周壁6的开口21，温控设备2的多个冷却空间23中的每一个都被流体连通地连接至管状体内部8。替代地或附加地，温控设备2包括第二管状体装置1，该第二管状体装置形成流体收集器24，用于从多个冷却空间23收集存在于管状体内部8中的温控流体。这里，通过径向贯穿管状体装置1的至少一个管状体4、5的周壁6的开口21，温控设备2的多个冷却空间23中的每一个都被流体连通地连接至相应管状体装置1的管状体内部8。
如图2所示，管状体装置1能够包括至少一个另外的第一管状体4和至少一个另外的第二管状体5。根据所示的例子，管状体装置1能够包括多个第一管状体4和/或第二管状体5。第一管状体4和第二管状体5能够被交替地布置并安装到彼此。第一管状体和第二管状体能够以这样的方式被交替地布置并安装到彼此，使得管状体装置的所有管状体4、5共同界定管状体内部8。
图3以透视图示例性地示出了电气设备3，该电气设备包括根据本发明的温控设备2。电气设备3能够是电池25。电气设备3包括彼此间隔一定距离布置的多个电池26。电气设备3的电池26能够沿堆叠方向堆叠布置。堆叠方向能够沿着温控设备2的至少一个管状体装置1的轴向A延伸。在电气设备3的至少两个相邻的电池26之间，存在温控设备2的冷却空间23之一。在电气设备3的所有相邻的电池26之间，能够存在温控设备2的这种冷却空间23。

Claims (15)

1.一种用于温控设备(2)的管状体装置(1)，优选用于对电气设备(3)进行温度控制，
-具有至少一个第一管状体(4)和至少一个第二管状体(5)，其均用于供温控流体(F)流过并且均包括沿轴向(A)延伸的周壁(6)，
-其中，为了补偿管状体(4、5)中的至少一个沿轴向(A)测量的位置变化和/或轴向长度(L)的尺寸变化，在第一管状体(4)上存在以一角度从第一管状体的周壁(6)凸出并且可变形以适应长度变化的第一管法兰(7)，背离第一管状体(4)的周壁(6)，在第一管法兰上优选地以材料结合的方式安装有第二管状体(5)，使得两个管状体(4、5)共同界定能够供温控流体(F)流过的管状体内部(8)。
2.根据权利要求1所述的管状体装置(1)，其特征在于，
在第一管状体(4)的第一管法兰(7)上存在薄段(9)，在所述薄段中，第一管法兰(7)的法兰厚度(10)相对于第一管状体(4)的周壁(6)的壁厚(11)是减小的，使得通过所述薄段(9)产生预定的变形区域(12)。
3.根据权利要求1至2之一所述的管状体装置(1)，其特征在于，
所述第二管状体(5)包括以一角度从第二管状体(5)的周壁(6)凸出的第二管法兰(13)，用于将第二管状体(5)安装在第一管状体(4)的第一管法兰(7)上，第一管状体(4)的第一管法兰(7)被安装成抵靠第二管法兰。
4.根据权利要求3所述的管状体装置(1)，其特征在于，
在管状体装置(1)中，第一管状体(4)的周壁(6)和第二管状体(5)的周壁(6)以沿轴向(A)测得的轴向变形补偿距离(14)沿轴向(A)布置，使得在两个法兰(7、13)之间形成周向变形补偿空间(15)。
5.根据权利要求3或4所述的管状体装置(1)，其特征在于，
所述第二管状体(5)的第二管法兰(13)垂直于第二管状体(5)的周壁(6)径向地向外凸出。
6.根据权利要求3至5之一所述的管状体装置(1)，其特征在于，
在第二管状体(5)的第二管法兰(13)上，在轴向(A)上朝向第一管状体(4)布置有优选沿周向(U)周向地布置的延伸部(16)，所述延伸部径向地布置在变形补偿空间(15)和管状体内部(8)之间。
7.根据引用权利要求4的前述权利要求之一所述的管状体装置(1)，
其特征在于，在第一管状体(4)的第一管法兰(7)上，朝向第二管状体(5)轴向地布置有尤其是沿周向(U)周向地布置的延伸部(16)，所述延伸部径向地布置在变形补偿空间(15)和管状体内部(8)之间。
8.根据前述权利要求之一所述的管状体装置(1)，其特征在于，
所述第一管状体(4)的第一管法兰(7)具有倒圆区域(17)，在第一管状体(4)的周壁(6)的面向第一管法兰(7)的第一端(18)处，第一管法兰(7)通过所述倒圆区域汇入到周壁(6)，并且在所述倒圆区域中存在第一管法兰(7)的薄段(9)。
9.根据引用权利要求4的前述权利要求之一所述的管状体装置(1)，
其特征在于，在第一管状体(4)的背离第一管状体(4)的第一管法兰(7)的第二端(19)处，第一管状体(4)具有第二管法兰(13)，所述第二管法兰以与第二管状体(5)的第二管法兰(13)相同的方式形成。
10.根据引用权利要求4的前述权利要求之一所述的管状体装置(1)，
其特征在于，在第二管状体(5)的背离第二管状体(5)的第二管法兰(13)的第一端(18)处，第二管状体(5)包括第一管法兰(7)，所述第一管法兰以与第一管状体(4)的第一管法兰(7)相同的方式形成。
11.根据前述权利要求之一所述的管状体装置(1)，其特征在于，
所述第一管状体(4)和第二管状体(5)被形成为相同的部件。
12.根据前述权利要求之一所述的管状体装置(1)，其特征在于，
在第一管状体(4)和/或第二管状体(5)的周壁(6)中，存在径向贯穿周壁(6)的开口(21)，通过所述开口能够将流过所述管状体内部(8)的温控流体(F)从所述管状体内部(8)中导出或导入到所述管状体内部(8)中。
13.一种温控设备(2)，具有至少一个根据权利要求12所述的管状体装置(1)，
-其中，所述管状体装置(1)形成流体分配器(22)，用于将存在于所述管状体内部(8)的温控流体(F)分配到温控设备(2)的多个冷却空间(23)，所述多个冷却空间中的每个通过所述开口(21)流体连通地连接至所述管状体内部(8)，所述开口径向贯穿管状体装置(1)的管状体(4、5)中的至少一个的周壁(6)；和/或
-其中，所述管状体装置(1)形成流体收集器(24)，用于从温控设备(2)的多个冷却空间(23)收集存在于所述管状体内部(8)的温控流体(F)，所述多个冷却空间中的每个通过至少一个开口(21)流体连通地连接至所述管状体内部(8)，所述至少一个开口径向贯穿管状体装置(1)的管状体(4、5)中的至少一个的周壁(6)。
14.根据权利要求13所述的温控设备(2)，其特征在于，
所述管状体装置(1)包括至少一个另外的第一管状体(4)和/或第二管状体(5)，优选为多个第一管状体(4)和/或第二管状体(5)，其中，第一管状体(4)和第二管状体(5)被交替地布置并安装到彼此，使得管状体装置(1)的所有管状体(4、5)共同界定所述管状体内部(8)。
15.一种电气设备(3)，尤其是电池(25)，其具有根据权利要求13或14所述的温控设备(2)，并且具有彼此相隔一定距离布置的多个电池(26)，其中，在至少两个相邻电池(26)之间，优选在所有相邻电池(26)之间，均存在温控设备(2)的冷却空间(23)。
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