DE102007036533A1

DE102007036533A1 - Fluidleitungskupplung

Info

Publication number: DE102007036533A1
Application number: DE102007036533A
Authority: DE
Inventors: Pierrick Garnier; Albert Raymond
Original assignee: A Raymond SARL
Current assignee: A Raymond SARL
Priority date: 2007-08-02
Filing date: 2007-08-02
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2027-08-03
Also published as: US20110025043A1; EP2183519A1; JP5075251B2; JP2010535313A; DE102007036533B4; WO2009015749A1

Abstract

Bei einer Fluidleitungskupplung ist zum Erwärmen eines in einem Fluidleitungshohlraum (7) strömenden Fluids ein elektrisch heizbares Heizelement (14) vorhanden, das mit einem Sicherungsmittel (22) in einem Verbindungsteil (8) eines Kupplungskörpers (1) der Fluidleitungskupplung mit einer axialen Vorspannung gegen Dichtmittel (21) gehalten ist. Dadurch ist eine hohe Dichtigkeit erzielt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fluidleitungskupplung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Eine derartige Fluidleitungskupplung ist beispielsweise aus DE 43 00 037 C1 bekannt. Die vorbekannte Fluidleitungskupplung verfügt über einen Kupplungskörper, der einen Anschluss für eine Leitung einer Fluidleitungsanordnung aufweist, und ist mit einem Aufnahmeteil ausgestattet, das zur Aufnahme eines mit einer weiteren Leitung der Fluidleitungsanordnung verbundenen Einsteckteiles ausgebildet ist. Zwischen dem Anschluss und dem Aufnahmeteil erstreckt sich ein Fluidleitungshohlraum, durch den in in die Fluidleitungsanordnung integrierter Einbausituation ein Fluid strömt.
Der aus JP 2006-125480 ist eine Leitungsverbindungsanordnung bekannt, die einen an eine Kontur einer Dichtungseinheit angepassten, schlauchförmig gebogenen Heizdraht aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fluidleitungskupplung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der auch bei verhältnismäßig tiefen Temperaturen ein zuverlässiger Durchlass eines durch die Fluidleitungskupplung durchströmenden Fluids sichergestellt ist.
Diese Aufgabe wird bei einer Fluidleitungskupplung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Dadurch, dass bei der erfindungsgemäßen Fluidleitungskupplung ein in dem Verbindungsteil eingefügtes elektrisch heizbares Heizelement vorhanden ist, das über die Dichtmittel fluiddicht angekoppelt ist, lässt sich über den thermodynamisch mit dem Fluidleitungshohlraum in Kontakt stehenden relativ großflächigen Kontaktbereich ein in dem Fluidleitungshohlraum strömendes Fluid sehr effizient erwärmen.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung. Es zeigen:
1 in einer teilgeschnittenen Seitenansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fluidleitungskupplung mit einem eine flache Fluidkontaktfläche aufweisenden Heizelement,
2 in einer geschnittenen Detailansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fluidleitungskupplung mit einem eine Fluidkontakthülse aufweisenden Heizelement und
3 in einer geschnittenen Detailansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fluidleitungskupplung mit einem einen Fluidkontaktdorn aufweisenden Heizelement und mit einem thermisch isolierenden Zwischenelement.
1 zeigt in einer teilgeschnittenen Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fluidleitungskupplung, die über einen Kupplungskörper 1 aus einem hartelastischen Kunststoffmaterial verfügt. Der Kupplungskörper 1 weist ein im wesentli chen zylinderförmiges Aufnahmeteil 2 auf, das zur Aufnahme eines in 1 nicht dargestellten Einsteckteiles eingerichtet ist, mit dem eine Leitung einer in 1 ebenfalls nicht dargestellten Fluidleitungsanordnung mit der Fluidleitungskupplung verbindbar ist. Um das Einsteckteil mit dem Kupplungskörper 1 zu verbinden, ist an dem Aufnahmeteil 2 endseitig eine in etwa quadratische Fassung 3 für ein in die Fassung 3 eingefügtes Verriegelungsteil 4 ausgebildet.
An dem der Fassung 3 abgewandten Ende des Aufnahmeteiles 2 ist an einem Winkelabschnitt 5 ein Anschlussstutzen 6 als Anschluss angesetzt, an den eine weitere, in 1 nicht dargestellte Leitung der Fluidleitungsanordnung angeschlossen werden kann, die dann über einen sich durch den Kupplungskörper 1 erstreckenden Fluidleitungshohlraum 7 mit der mit dem in das Aufnahmeteil 2 eingefügten Einsteckteil verbundenen Leitung strömungsmechanisch verbunden ist.
In axialer Verlängerung des Aufnahmeteiles 2 ist am Kupplungskörper 1 auf der dem Aufnahmeteil 2 gegenüberliegenden Seite des Winkelabschnittes 5 ein hülsenartiges Verbindungsteil 8 ausgebildet, das zum einen mit einem zylindrischen Mündungsabschnitt 9 in den Fluidleitungshohlraum 7 mündet und zum anderen von dem Fluidleitungshohlraum 7 wegweisend nach außen offen ist. An der radial nach innen weisenden Innenseite weist das Verbindungsteil 8 eine Anlagestufe 10 auf, die sich rechtwinklig zu der Längsachse des Verbindungsteiles 8 von dem Mündungsabschnitt 9 radial nach außen erstreckt. Von der Anlagestufe 10 erstreckt sich von dem Mündungsabschnitt 9 wegweisend axial nach außen ein zylindrischer Fassungsabschnitt 11, an den endseitig sich in Längsrichtung des Verbindungsteiles 8 erstreckende und in radialer Richtung elastische Federarme 12 angesetzt sind. An den von dem Fassungsabschnitt 11 wegweisenden Enden der Federarmen 12 ist jeweils eine sich in radialer Richtung nach außen erstreckende Rastnase 13 angeformt.
Weiterhin ist die Fluidleitungskupplung gemäß der Erfindung mit einem Heizelement 14 ausgestattet, das aus einem beispielsweise durch Zusatz von Kohlenstoffpartikeln oder Metallteilchen elektrisch leitfähigen Kunststoffmaterial mit einem positiven Temperaturkoeffizienten hergestellt ist. Das Heizelement 14 ist in der Darstellung gemäß 1 in das Verbindungsteil 8 eingefügt und verfügt über einen stirnseitigen ersten Zylinderabschnitt 15, der bündig in dem Mündungsabschnitt 9 angeordnet ist und mit einer dem Aufnahmeteil 2 zugewandten stirnseitigen flache Fluidkontaktfläche 16 als großflächiger thermodynamischer Kontaktbereich im Bereich des Winkelabschnittes 5 einen Wandbereich des Fluidleitungshohlraumes 7 bildet.
Weiterhin weist das Heizelement 14 einen an der der Fluidkontaktfläche 16 abgewandten Seite des ersten Zylinderabschnittes 15 angesetzten zweiten Zylinderabschnitt 17 auf, der gegenüber dem ersten Zylinderabschnitt 15 einen größeren Durchmesser hat, so dass zwischen dem ersten Zylinderabschnitt 15 und dem zweiten Zylinderabschnitt 17 eine der Anlagestufe 10 gegenüberliegende Andruckstufe 18 ausgebildet ist. Der zweite Zylinderabschnitt 17 ist bündig in den Fassungsabschnitt 11 eingefügt und steht mit einer rechtwinklig zu der Längsachse des Verbindungsteiles 8 ausgerichteten Andruckseite 19 axial über die Federarme 12 nach außen über.
In das Heizelement 14 sind bei diesem Ausführungsbeispiel zwei Anschlussstifte 20 aus Metall eingebettet, die sich von dem ersten Zylinderabschnitt 15 durch den zweiten Zylinderabschnitt 17 hindurch über die Andruckseite 19 vorstehend nach außen erstrecken. Die Anschlussstifte 20 sind an eine in 1 nicht dargestellte elektrische Energieversorgung angeschlossen, mit der den Anschlussstiften 20 ein elektrischer Strom einspeisbar ist, um aufgrund des positiven Temperaturkoeffizienten des Heizelementes 14 ein zu der Stromstärke direkt proportionales Erwärmen des Heizelementes 14 durchzuführen.
In zusammengefügter Anordnung des Kupplungskörpers 1 und des Heizelementes 14 ist zwischen der Anlagestufe 10 und der Andruckstufe 18 als Dichteinheit ein ringförmig geschlossener Dichtring 21 aus einem weichelastischen Material angeordnet, der den ersten Zylinderabschnitt 15 des Heizelementes 14 umgibt und mit seiner Außenseite an der Innenwand des Fassungsabschnittes 11 anliegt, wobei der Dichtring 21 in dieser Anordnung in radialer Richtung vorgespannt ist.
Weiterhin verfügt die erfindungsgemäße Fluidleitungskupplung über Sicherungsmittel mit einem Sicherungsring 22 aus einem hartelastischen Kunststoffmaterial, der in zusammengefügter Anordnung der Fluidleitungskupplung das Verbindungsteil 8 außenseitig umgibt. Der Sicherungsring 22 ist an seiner in zusammengefügter Anordnung dem Aufnahmeteil 2 zugewandten Seite mit einem Rastbund 23 ausgestattet, der sich radial nach innen erstreckt und in der zusammengefügten Anordnung gemäß 1 die Rastnasen 13 hintergreift, so dass der Sicherungsring 22 gegen ein axiales Verschieben von dem Kupplungskörper 1 weg gesichert ist. Weiterhin weist der Sicherungsring 22 an seiner dem Rastbund 23 gegenüberliegenden Seite einen Andruckbund 24 auf, der sich ebenfalls radial nach innen erstreckt und in zusammengefügter Anordnung der Fluidleitungskupplung bei diesem Ausführungsbeispiel außenseitig an der Andruckseite 19 des Heizelementes 14 anliegt. Dabei sind die Dimensionen des Heizelementes 14 und des Sicherungsringes 22 in Längsrichtung so aufeinander angepasst, dass in der zusammengefügten Anordnung der Fluidleitungskupplung das Heizelement 14 mit einer gewissen axialen Andruckkraft gegen den Dichtring 22 angedrückt wird.
Somit wird auf den Dichtring 21 zusätzlich zu der radialen Andruckkraft eine axiale Andruckkraft ausgeübt, die die Dichtwirkung wesentlich erhöht. Dies ist insbesondere deshalb von großem Vorteil, da das Heizelement 14 bei zunehmender Erwärmung eine geringere mechanische Festigkeit aufweist, durch den über den Sicherungsring 22 hervorgerufenen andauernden axialen Andruck des Dichtringes 21 gegen die Anlagestufe 10 sowie gegen die Andruckstufe 18 die hohe Dichtwirkung jedoch im wesentlichen erhalten bleibt.
2 zeigt in einer geschnittenen Detailansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fluidleitungskupplung im Bereich des Verbindungsteiles 8, wobei sich bei den Ausführungsbeispielen gemäß 1 und 2 einander entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen und im weiteren nicht näher erläutert sind. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist das Heizelement 14 zum Ausbilden eines thermodynamischen Kontaktbereiches mit einer hohlzylinderartigen Fluidkontakthülse 25 ausgebildet, die an die von dem zweiten Zylinderabschnitt 17 wegweisende Seite des ersten Zylinderabschnittes 15 angeformt ist. Die Fluidkontakthülse 25 liegt im Bereich des Winkelabschnittes 5 an der Innenwand des Fluidleitungshohlraumes 7 an, so dass die radial nach innen weisenden Innenwand 26 der Fluidkontakthülse 25 als innenseitige Wand zusammen mit einer flachen Stirnwand 27, die sich zwischen der Fluidkontakthülse 25 erstreckt und an der dem Fluidleitungshohlraum 7 zugewandten Ende des ersten Zylinderabschnittes 15 ausgebildet ist, den gesamten sehr größflächigen thermodynamischen Kontaktbereich bilden.
Damit Fluid durch die Fluidleitungskupplung strömen kann, ist die Fluidkontakthülse 25 im Anschlussbereich des Anschlussstutzens 6 an den Winkelabschnitt 5 von einer Durchgriffsausnehmung 28 durchbrochen. Durch in 2 nicht dargestellte, an dem Kupplungskörper 1 und dem Heizelement 14 ausgebildete Ausrichtmittel ist Si chergestellt, dass die Durchgriffsausnehmung 28 im Anschlussbereich des Anschlussstutzens 6 angeordnet ist, wenn der Sicherungsring 22 die Rastnasen 13 hintergreift.
3 zeigt in einer geschnittenen Detailansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fluidleitungskupplung im Bereich des Verbindungsteiles 8, wobei sich bei den Ausführungsbeispielen gemäß 1, 2 und 3 einander entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen und im weiteren nicht näher erläutert sind. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist ein thermodynamischer Kontaktbereich des Heizelementes 14 durch einen an der dem Aufnahmeteil 2 zugewandten Stirnseite des ersten Zylinderabschnittes 15 mittig in einem Abstand von der Innenseite des Fluidleitungshohlraumes 7 angeordneter, massiver zylinderartiger Fluidkontaktdorn 29 sowie durch eine den Fluidkontaktdorn 29 außenseitig umgebende flache Fluidkontaktrandfläche 30 gebildet. Dadurch ist ebenfalls ein sehr großflächiger Kontaktbereich ausgebildet.
Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist abweichend von den vorangehen erläuterten Ausführungsbeispielen der Sicherungsring 22 über eine Schweißverbindung 31 an dem Verbindungsteil 8 angebracht.
Weiterhin ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 zwischen dem Heizelement 14 und dem Andruckbund 24 des Sicherungsringes 22 ein Zwischenelement 32 in Gestalt einer flachen Platte angeordnet, die aus einem thermischen schlecht leitenden, hartelastischen Kunststoffmaterial hergestellt ist, um das Heizelement 14 von dem Sicherungsring 22 thermisch zu isolieren und dadurch die Dauerhaftigkeit der axialen Vorspannung auch über sehr lange Zeiträume mit zahlreichen Erwärmungszyklen zu gewährleisten. Im Hinblick auf eine besonders gute thermische Isolierung ist das Zwischenele ment 32 auf seiner dem Heizelement 14 zugewandten Seite mit einer Anzahl von zu dem Heizelement 14 offenen Isolierhohlräumen 33 ausgebildet, die den Wärmeübergang auf den Sicherungsring 22 gegenüber einer vollmassiven Ausführung verringern.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 4300037 C1 [0002]
- JP 2006-125480 [0003]

Claims

Fluidleitungskupplung mit einem Kupplungskörper (1), der einen Anschluss (6) für eine Leitung einer Fluidleitungsanordnung aufweist und mit einem Aufnahmeteil (2) ausgestattet ist, das zur Aufnahme eines mit einer weiteren Leitung der Fluidleitungsanordnung verbundenen Einsteckteiles ausgebildet ist, wobei sich zwischen dem Anschluss (6) und dem Aufnahmeteil (2) ein Fluidleitungshohlraum (7) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Kupplungskörper (1) ein nach außen offenes hülsenartiges Verbindungsteil (8) ausgebildet ist, das in den Fluidleitungshohlraum (7) mündet, dass ein mit elektrischer Energie heizbares Heizelement (14) vorhanden ist, das in das Verbindungsteil (8) einfügbar ist und das einen Kontaktbereich (16; 25, 27; 29, 30) aufweist, der in eingefügter Anordnung des Heizelementes (14) einen Wandbereich des Fluidleitungshohlraumes (7) bildet, dass eine Dichteinheit (21) vorhanden ist, die zwischen dem Verbindungsteil (8) und dem Heizelement (14) angeordnet ist, und dass Sicherungsmittel (22) vorhanden sind, die das Heizelement (14) fluiddicht in dem Verbindungsteil (8) halten.
Fluidleitungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsmittel einen außenseitig an dem Verbindungsteil (8) angeordneten Sicherungsring (22) aufweisen, der derart auf das Heizelement (14) einwirkt, dass das Heizelement (14) in axialer Richtung vorgespannt in dem Verbindungsteil (8) fixiert ist.
Fluidleitungskupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (14) aus einem leitfähigen Kunststoff hergestellt ist und einen positiven Temperaturkoeffizienten aufweist.
Fluidleitungskupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich durch eine flache Fluidkontaktfläche (16) gebildet ist.
Fluidleitungskupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich durch eine hohlzylinderartige Fluidkontakthülse (25) und eine sich zwischen einem Ende der Fluidkontakthülse (25) erstreckende Stirnwand (27) gebildet ist.
Fluidleitungskupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich durch einen mittig angeordneten, vorstehenden Fluidkontaktdorn (29) und eine den Fluidkontaktdorn (29) umgebende Fluidkontaktrandfläche (30) gebildet ist.
Fluidleitungskupplung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Heizelement (14) und dem Sicherungsring (22) ein thermisch isolierendes Zwischenelement (32) angeordnet ist.
Fluidleitungskupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (32) eine flache Platte ist.
Fluidleitungskupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zwischenelement (32) eine Anzahl von zu dem Heizelement (14) offenen Isolierhohlräumen (33) ausgebildet sind.