DE102005020259A1

DE102005020259A1 - Verbindungsanordnung für Kältemittelleitungen

Info

Publication number: DE102005020259A1
Application number: DE102005020259A
Authority: DE
Inventors: Andreas Wildermuth; Alex Werner; Mike Eismann; Wolfgang Plischke; Klaus Lesser
Original assignee: ContiTech Kuehner GmbH and Cie KG
Current assignee: ContiTech Kuehner GmbH and Cie KG
Priority date: 2005-04-30
Filing date: 2005-04-30
Publication date: 2006-11-09
Also published as: JP4885946B2; EP1880135A1; US7712788B2; WO2006117039A1; US20080197629A1; JP2008540984A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung (1) für Kältemittelleitungen (2), insbesondere für mit CO¶2¶ betriebene Kraftfahrzeugklimaanlagen, aus einem dicht mit einem ersten Leitungsendstück (3) verbundenen ersten Kupplungsstück (4) und einem dicht mit einem zweiten Leitungsendstück (5) verbundenen zweiten Kupplungsstück (6), wobei beide Kupplungsstücke (4; 6) über Befestigungsmittel derart zusammengefügt sind, dass die Leitungsendstücke (3; 5) über je eine Bohrung (16) in den Kupplungsstücken (4; 6) miteinander verbunden sind. Zu diesem Zweck weisen die beiden Kupplungsstücke (4; 6) jeweils auf der zum anderen Kupplungsstück (6; 4) weisenden Seite eine radial verlaufende Dichtfläche (8; 9) auf, wobei zwischen diesen Dichtflächen (8; 9) ein Dichtring (10) angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist als Befestigungsmittel nur eine einzige, seitlich von den Dichtflächen (8; 9) versetzt angeordnete Schraube (11) vorgesehen. Im Abstand von der Schraube (11) ist auf der Seite (12), die den Dichtflächen (8; 9) der Kupplungsstücke (4; 6) abgewandt ist, ein nicht komprimierbarer Formkörper (13) als Abstandhalter zwischen den Kupplungsstücken (4; 6) angeordnet, der derart ausgebildet ist, dass beim Verschrauben der Kupplungsstücke (4; 6) eine Hebelwirkung entsteht, die zum gleichmäßigen Zusammenpressen des Dichtringes (10) zwischen den Dichtflächen (8; 9) der Kupplungsstücke (4; 6) führt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung für mobile Kälteanlagen zur Verbindung von Kältemittelleitungen mit weiteren Klimakreislaufkomponenten, insbesondere für das Kältemittel CO₂, aus einem mit einem ersten Leitungsendstück bewegbar verbindbaren ersten Kupplungsstück und einer weiteren Klimakreislaufkomponente, wobei das erste Kupplungsstück und die weitere Klimakreislaufkomponente durch Befestigungsmittel derart zusammengefügt sind, dass das erste Leitungsendstück und die weitere Klimakreislaufkomponente über je eine Bohrung und radial verlaufende Dichtflächen miteinander verbunden sind, wobei zwischen den Dichtflächen ein Dichtring angeordnet ist und als Befestigungsmittel eine einzige, seitlich von den Dichtflächen versetzt angeordnete Schraube vorgesehen ist und dass im Abstand von der Schraube auf derjenigen Seite, die den Dichtflächen abgewandt ist, ein nicht komprimierbarer Formkörper als Abstandhalter zwischen den Kupplungsstücken angeordnet ist.

In der EP 1 445 529 A1 ist eine Verbindungsanordnung für Kältemittelleitungen der genannten Art offenbart. Die Leitungsendstücke sind stoffschlüssig, beispielsweise durch Lötung, mit den jeweiligen Kupplungsstücken fest verbunden. Die Dichtflächen werden dabei durch die Kupplungsstücke gebildet und sind spanend erzeugt.

Durch den Wärmeeintrag beim Löten entsteht in den Kupplungsstücken ein Wärmeverzug, der zu Veränderungen der Dichtflächen in Form und Lage führt. Die maßlichen Schwankungen des resultierenden Spaltes zwischen den verbundenen Kupplungsstücken sind dadurch sehr groß und müssen durch die verwendete Flachdichtung ausgeglichen werden um die geforderte Dichtheit zu erzeugen. Die Prozesssicherheit dieser Vorgehensweise ist problematisch.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die beschriebene Verbindungsanordnung derart zu verbessern, dass ein Wärmeverzug der Bauteile nicht mehr auftritt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst,

– dass das erste Leitungsendstück durch die Bohrung des ersten Kupplungsstückes hindurchgeführt ist und an seinem der weiteren Klimakreislaufkomponente zugewandten und aus dem ersten Kupplungsstück herausragenden Ende eine sich radial erstreckende, durch plastische Verformung des ersten Leitungsendstückes spanlos erzeugte Dichtfläche aufweist,
– dass das erste Leitungsendstück im Bereich der Bohrung des ersten Kupplungsstückes eine Aufweitung aufweist, derart, dass das erste Kupplungsstück verdrehsicher und unbewegbar auf dem ersten Leitungsendstück festgelegt ist und
– dass das erste Kupplungsstück an dem der weiteren Klimakreislaufkomponente zugewandten Ende der Bohrung einen auf die weitere Klimakreislaufkomponente zuweisenden ringförmigen Bund aufweist,

wobei der ringförmige Bund der der weiteren Klimakreislaufkomponente abgewandten Rückseite der radialen Dichtfläche des ersten Leitungsendstückes zugeordnet ist und in fertig montiertem Zustand auf diese Rückseite drückend die radiale Dichtfläche des ersten Leitungsendstückes auf den Dichtring presst.

Diese Anordnung ermöglicht eine form- und reibschlüssige Verbindung des ersten Kupplungsstückes mit dem ersten Leitungsendstück ohne einen schädlichen Wärmeeintrag. Löten oder andere thermische Verbindungsverfahren sind nicht erforderlich. Die Spaltmaßtoleranz zwischen der radialen Dichtfläche des ersten Leitungsendstückes und der weiteren Klimakreislaufkomponente ist kleiner, so dass der Dichtring weniger Ungleichmäßigkeiten ausgleichen muss. Außerdem werden die Festigkeitseigenschaften der Bauteile nicht durch Wärmeeintrag negativ verändert.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Dichtring ein metallischer Flachring mit umlaufender Sicke ist. Ein derartiger Flachring lässt sich vorteil haft beim Verschrauben der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung zusammenpressen und ist hierbei besonders dicht und beständig gegenüber unter- oder überkritischem CO₂. Ein derartiger metallischer Flachring ist insbesondere dicht und beständig gegenüber dem Kältemittel R 744 und so genannten PAG-Ölen. Bei herkömmlichen Verbindungsanordnungen ist die Verwendung von metallischen Flachringen als Dichtring nicht ohne weiteres möglich. Insbesondere muss sehr viel Kraft zum Zusammenpressen der Flachringe aufgewendet werden, um eine absolute Dichtheit zu erreichen. Bei der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung ist ein derartiges Zusammenpressen aber vereinfacht, da mindestens eine der Dichtflächen aus dem üblicherweise gegenüber dem Material des Kupplungsstückes weicheren Material des Leitungsendstückes besteht. Dieses weichere Material bietet durch die Möglichkeit der relativ leichten plastischen Verformbarkeit ein hohes Anpassungspotential an einen metallischen Dichtring.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Dichtring in einer flachen Kunststoffkappe eingelegt ist, die zwischen den Dichtflächen angeordnet ist, wobei die Kunststoffkappe sowie das erste Kupplungsstück und das erste Leitungsendstück mit seiner radialen Dichtfläche derart ausgebildet sind, dass die Kunststoffkappe noch vor der Verschraubung des ersten Kupplungsstückes mit der weiteren Klimakreislaufkomponente einfach zwischen den Dichtflächen befestigbar, insbesondere auf dem Rand der radialen Dichtfläche des ersten Leitungsendstückes aufklipsbar ist.

Eine derartige Kunststoffkappe dient als Verliersicherung des Dichtringes, da der Dichtring vor der Verschraubung noch nicht fixiert ist. Durch die Kunststoffkappe wird außerdem eine Zentrierung des Dichtringes auf der Dichtfläche erreicht.

Entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung ist die weitere Klimakreislaufkomponente aus einem zweiten Kupplungsstück und einem zweiten Leitungsendstück aufgebaut, wobei das zweite Leitungsendstück durch eine Bohrung des zweiten Kupplungsstückes hindurchgeführt ist und an seinem dem ersten Kupplungsstück zugewandten und aus dem zweiten Kupplungsstück herausragenden Ende eine sich radial erstreckende, durch plastische Verformung des zweiten Leitungsendstückes spanlos erzeugte Dichtfläche aufweist, dass das zweite Leitungsendstück im Bereich der Bohrung des zweiten Kupplungsstückes eine Aufweitung aufweist, derart, dass das zweite Kupplungsstück verdrehsicher und unbewegbar auf dem zweiten Leitungsendstück festgelegt ist und dass das zweite Kupplungsstück an dem dem ersten Kupplungsstück zugewandten Ende der Bohrung einen auf das erste Kupplungsstück zuweisenden ringförmigen Bund aufweist, wobei der ringförmige Bund der dem ersten Kupplungsstück abgewandten Rückseite der radialen Dichtfläche des zweiten Leitungsendstückes zugeordnet ist und in fertig montiertem Zustand auf diese Rückseite drückend die radiale Dichtfläche des zweiten Leitungsendstückes auf den Dichtring presst.

Die Leitungsendstücke sind entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung zueinander fluchtend angeordnet.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. In dieser zeigen
1 eine schematische Querschnittsdarstellung der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung in Aufsicht,
2 eine Ausschnittvergrößerung der 1 und
3 eine Ausschnittvergrößerung der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung mit zwei Leitungsendabschnitten
Die in 1 dargestellte Verbindungsanordnung 1 für Kältemittelleitungen 2 besteht aus einem dicht mit einem ersten Leitungsendstück 3 verbundenen ersten Kupplungsstück 4 und einer weiteren Klimakreislaufkomponente 5. Das erste Kupplungsstück 4 weist eine Bohrung 6 auf, durch die das Leitungsendstück 3 hindurchgeführt ist. Das erste Leitungsendstück 3 ist im Bereich der Bohrung 6 um ein hier nicht sichtbares Maß aufgeweitet, so dass sich zwischen dem ersten Leitungsendstück 3 und dem ersten Kupplungsstück 4 eine Pressverbindung ergibt. Das Kupplungsstück 4 und die weitere Klimakreislaufkomponente 5 sind mittels einer Schraube 7 miteinander verspannt.
Zwischen dem Kupplungsstück 4 und der weiteren Klimakreislaufkomponente 5, die durch einen Spalt 8 voneinander beabstandet sind, ist in einem vorbestimmten Abstand von der Schraube 7 und auf der der Bohrung 6 gegenüberliegenden Seite der Schraube 7 ein nicht komprimierbarer Abstandshalter 9 angeordnet.
In 2 ist eine Ausschnittvergrößerung aus der 1 dargestellt. Das erste Leitungsendstück 3 weist an seinem der weiteren Klimakreislaufkomponente 5 zugewandten und aus dem ersten Kupplungsstück 4 herausragenden Ende 10 eine sich radial erstreckende, durch plastische Verformung des ersten Leitungsendstückes 3 spanlos erzeugte Dichtfläche 11 auf, die durch die spanlose Verformung einen größeren Durchmesser aufweist als der Rest des ersten Leitungsendstückes
Das erste Kupplungsstück 4 weist an dem der weiteren Klimakreislaufkomponente 5 zugewandten Ende der Bohrung 6 einen auf die weitere Klimakreislaufkomponente 5 zuweisenden ringförmigen Bund 12 auf, wobei der ringförmige Bund 12 der der weiteren Klimakreislaufkomponente 5 abgewandten Rückseite 13 der radialen Dichtfläche 11 des ersten Leitungsendstückes 3 zugeordnet ist und in fertig montiertem Zustand auf diese Rückseite 13 drückend die radiale Dichtfläche 11 des ersten Leitungsendstückes 3 auf einen Dichtring 14 presst.
Der Dichtring 14 wird durch eine Kuststoffkappe 15 gehalten, die über den Rand 16 der radialen Dichtfläche 11 des ersten Leitungsendstückes 3 geklipst ist.
Wird die Schraube 7 angezogen, wird der Dichtring 14 über den ringförmigen Bund 12 durch das erste Kupplungsstück 4 gegen die weitere Klimakreislaufkomponente 5 gepresst, wobei die weitere Klimakreislaufkomponente 5 ihrerseits eine Dichtfläche 17 aufweist, die spanend erzeugt ist.
Der Abstandshalter 9 sorgt dabei dafür, dass die Dichtfläche 11 des ersten Leitungsendstückes und die Dichtfläche 17 der weiteren Klimakreislaufkomponente 5 annähernd par allel zueinander ausgerichtet sind und die Kraftverteilung auf den Dichtring 14 möglichst gleichmäßig ist.
Das erste Kupplungsstück 4 und die weitere Klimakreislaufkomponente 5 sind so zueinander angeordnet, dass das erste Leitungsendstück 3 mit einer Bohrung 18 in der weiteren Klimakreislaufkomponente 5 fluchtet.
Die 3 zeigt die Verbindungsanordnung 1 in einer Ausschnittvergrößerung, bei der die weitere Klimakreislaufkomponente 5 durch ein zweites Kupplungsstück 20 mit einem zweiten Leitungsendstück 21 gebildet ist. das zweite Kupplungsstück 20 weist eine Bohrung 21 auf, durch die ein zweites Leitungsendstück 22 geführt ist, wobei die Verbindung zwischen dem zweiten Leitungsendstück 21 und dem zweiten Kupplungsstück 20 als Pressverbindung wie in 1 ausgebildet ist. Das zweite Leitungsendstück 22 weist an seinem dem ersten Leitungsendstück zugewandten und aus dem zweiten Kupplungsstück 20 herausragenden Ende eine sich radial erstreckende, durch plastische Verformung des zweiten Leitungsendstückes 22 spanlos erzeugte Dichtfläche 23 auf, deren Durchmesser größer ist als der Rest des zweiten Leitungsendstückes 22.
Das zweite Kupplungsstück 20 weist an dem dem ersten Leitungsendstück 3 zugewandten Ende der Bohrung 21 einen auf das erste Leitungsendstück 22 zuweisenden ringförmigen Bund 24 auf, wobei der ringförmige Bund 24 der dem ersten Leitungsendstück 3 abgewandten Rückseite 25 der radialen Dichtfläche 23 des zweiten Leitungsendstückes 22 zugeordnet ist und in fertig montiertem Zustand auf diese Rückseite 25 drückend die radiale Dichtfläche 23 des zweiten Leitungsendstückes 22 auf den Dichtring 14 presst.
Wird die Schraube 7 angezogen, wird der Dichtring 14 über den ringförmigen Bund 24 durch das zweite Kupplungsstück 20 gegen die Dichtfläche 11 des ersten Leitungsendstückes 3 gepresst.
Der Abstandshalter 9 sorgt dabei dafür, dass die Dichtfläche 11 des ersten Leitungsendstückes und die Dichtfläche 23 des zweiten Leitungsendstückes 22 annähernd parallel zu einander ausgerichtet sind und die Kraftverteilung auf den Dichtring 14 möglichst gleichmäßig ist.
Das erste Kupplungsstück 4 und das zweite Kupplungsstück 20 sind so zueinander angeordnet, dass das erste Leitungsendstück 3 mit dem zweiten Leitungsendstück 22 fluchtet.

1: Verbindungsanordnung
2: Kältemittelleitung
3: erstes Leitungsendstück
4: erstes Kupplungsstück
5: weitere Klimakreislaufkomponente
6: Bohrung im ersten Kupplungsstück 4
7: Schraube
8: Spalt
9: Abstandshalter
10: Ende des ersten Leitungsendstückes 3
11: Dichtfläche des ersten Leitungsendstückes 3
12: ringförmiger Bund des ersten Kupplungsstückes 4
13: Rückseite der Dichtfläche 11
14: Dichtring
15: Kunststoffkappe
16: Rand der Dichtfläche 11
17: Dichtfläche der weiteren Klimakreislaufkomponente 5
18: Bohrung in der Klimakreislaufkomponente 5
20: zweites Kupplungsstück
21: Bohrung im zweiten Kupplungsstück 20
22: zweites Leitungsendstück
23: Dichtfläche des zweiten Leitungsendstückes
24: ringförmiger Bund des zweiten Kupplungsstückes
25: Rückseite der Dichtfläche 23

Claims

Verbindungsanordnung (1) für mobile Kälteanlagen zur Verbindung von Kältemittelleitungen (2) mit weiteren Klimakreislaufkomponenten (5), insbesondere für das Kältemittel CO₂, aus einem mit einem ersten Leitungsendstück (3) bewegbar verbindbaren ersten Kupplungsstück (4) und einer weiteren Klimakreislaufkomponente (5), wobei das erste Kupplungsstück (4) und die weitere Klimakreislaufkomponente (5) durch Befestigungsmittel (7) derart zusammengefügt sind, dass das erste Leitungsendstück (3) und die weitere Klimakreislaufkomponente (5) über je eine Bohrung (6, 18) und radial verlaufende Dichtflächen (11, 17) miteinander verbunden sind, wobei zwischen den Dichtflächen (11, 17) ein Dichtring (14) angeordnet ist, wobei als Befestigungsmittel eine einzige, seitlich von den Dichtflächen (11, 17) versetzt angeordnete Schraube vorgesehen ist und dass im Abstand von der Schraube auf derjenigen Seite, die den Dichtflächen (11, 17) abgewandt ist, ein nicht komprimierbarer Formkörper als Abstandhalter zwischen dem ersten Kupplungsstück (4) und der weiteren Klimakreislaufkomponente (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Leitungsendstück (3) durch die Bohrung (6) des ersten Kupplungsstückes (4) hindurchgeführt ist und an seinem der weiteren Klimakreislaufkomponente (5) zugewandten und aus dem ersten Kupplungsstück herausragenden Ende eine sich radial erstreckende, durch plastische Verformung des ersten Leitungsendstückes (3) spanlos erzeugte Dichtfläche (11) aufweist, dass das erste Leitungsendstück(3) im Bereich der Bohrung (6) des ersten Kupplungsstückes (4) eine Aufweitung aufweist, derart, dass das erste Kupplungsstück (4) verdrehsicher und unbewegbar auf dem ersten Leitungsendstück (3) festgelegt ist und dass das erste Kupplungsstück (4) an dem der weiteren Klimakreislaufkomponente (5) zugewandten Ende der Bohrung (10) einen auf die weitere Klimakreislaufkomponente (5) zuweisenden ringförmigen Bund (12) aufweist, wobei der ringförmige Bund (12) der der weiteren Klimakreislaufkomponente (5) abgewandten Rückseite (13) der radialen Dichtfläche (11) des ersten Leitungsendstückes (3) zugeordnet ist und in fertig montiertem Zustand auf diese Rückseite (13) drückend die radiale Dichtfläche (11) des ersten Leitungsendstückes (3) auf den Dichtring (14) presst.
Verbindungsanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (14) ein metallischer Flachring mit umlaufender Sicke ist.
Verbindungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (14) in einer flachen Kunststoffkappe (15) eingelegt ist, die zwischen den Dichtflächen (11, 17) angeordnet ist, wobei die Kunststoffkappe (15) sowie das erste Kupplungsstück (4) und das erste Leitungsendstück (3) mit seiner radialen Dichtfläche (11) derart ausgebildet sind, dass die Kunststoffkappe (15) noch vor der Verschraubung des ersten Kupplungsstückes (4) mit der weiteren Klimakreislaufkomponente (5) einfach zwischen den Dichtflächen (11, 17) befestigbar, insbesondere auf dem Rand (16) der radialen Dichtfläche (11) des ersten Leitungsendstückes (3) aufklipsbar ist.
Verbindungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Klimakreislaufkomponente (5) aus einem zweiten Kupplungsstück (20) und einem zweiten Leitungsendstück (22) aufgebaut ist, wobei das zweite Leitungsendstück (22) durch eine Bohrung des zweiten Kupplungsstückes (20) hindurchgeführt ist und an seinem dem ersten Kupplungsstück (4) zugewandten und aus dem zweiten Kupplungsstück (20) herausragenden Ende eine sich radial erstreckende, durch plastische Verformung des zweiten Leitungsendstückes (22) spanlos erzeugte Dichtfläche (23) aufweist, dass das zweite Leitungsendstück (22) im Bereich der Bohrung des zweiten Kupplungsstückes (20) eine Aufweitung aufweist, derart, dass das zweite Kupplungsstück (20) verdrehsicher und unbewegbar auf dem zweiten Leitungsendstück (22) festgelegt ist und dass das zweite Kupplungsstück (20) an dem dem ersten Kupplungsstück (4) zugewandten Ende der Bohrung einen auf das erste Kupplungsstück (4) zuweisenden ringförmigen Bund (24) aufweist, wobei der ringförmige Bund (24) der dem ersten Kupplungsstück (4) abgewandten Rückseite (25) der radialen Dichtfläche (23) des zweiten Leitungsendstückes (22) zugeordnet ist und in fertig montiertem Zustand auf diese Rückseite (25) drückend die radiale Dichtfläche (23) des zweiten Leitungsendstückes (22) auf den Dichtring (14) presst.
Verbindungsanordnung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsendstücke (3,22) zueinander fluchten.