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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft ein Anschlusssystem für starre Leitungen,
wie sie z. B. in einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges zur Verbindung
der einzelnen Bauteile der Klimaanlage, beispielsweise Kompressor,
Verdampfer, Expansionsventil usw. Verwendung finden. Weitere Einsatzgebiete
sind z. B. Bremsen oder Servolenkungen von Kraftfahrzeugen.
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Stand der Technik
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Im
Stand der Technik sind unterschiedliche Ansätze zur Verbindung
von starren Leitungen mit anderen starren Leitungen oder Aggregaten
bekannt. Unter anderem können die starren Leitungen gelötet oder
durch Blockmontagesysteme verbunden werden. Ein bekanntes Blockmontagesystem
sieht vor, dass starre Leitungen durch einen Block hindurchgesteckt
und gesichert werden („lock an block”). Eine weitere
Möglichkeit besteht in der Verwendung von seitlich offenen
Blöcken, in denen die starren Leitungen gesichert werden
(„horse shoe”). Diese Verbindungssysteme weisen
alle spezifische Nachteile auf.
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Lötverbindungen
haben sich als aufwendig zu montieren und sehr empfindlich herausgestellt, sodass
derartige Verbindungen in der Praxis häufig Quelle von
Defekten sind. Bei gelöteten Verbindungen treten z. B.
Bläschen in den Lötverbindungen auf, die Leckagen
verursachen können.
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Bei
den Blockmontagesystemen enden die starren Leitungen in speziell
ausgebildeten Blöcken, die auf entsprechenden Gegenparts
montiert werden müssen. Der Block muss dazu exakt an dem
Gegenpart ausgerichtet werden und mit einem vorgegebenen Drehmoment
befestigt werden. Es hat sich in der Praxis gezeigt, dass derartige
Systeme anfällig für Montagefehler sind, da zur
Herstellung einer dichten Verbindung ein bestimmtes Anzugsmoment
erforderlich ist. Häufig wird das erforderliche Anzugsmoment jedoch
unterschritten oder beim Herstellen des Anzugsmoments verrutscht
der Block relativ zu dem Gegenpart.
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Bei
Lock an block-Verbindungen werden starre Leitungen gemäß einem
bekannten Verfahren in einen Block eingeschoben und von beiden Seiten derart
gequetscht, dass sie an dem Block festgelegt sind. Lock an block-Verbindungen
sind fertigungsaufwendig und weisen darüber hinaus das
Problem auf, dass beim Quetschen der Leitungen Unregelmäßigkeiten
auftreten können, die eine dichte Verbindung mit anderen
Bauteilen, beispielsweise der Klimaanlage des Kraftfahrzeuges, verhindern.
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Aus
der
KR 2002/021213 ist
ein Lock an block-Anschlusssystem zum Anschluss einer Kältemittelleitung
eines Klimaanlagensystems bekannt, welches einen Anschlussblock
und eine Anschlussleitung aufweist, die miteinander verbunden sind. Dazu
weist die Kältemittelleitung einen Endabschnitt mit einem
Anschlussteil auf mit erweitertem Durchmesser, mit Hilfe dessen
eine Leitung mit einer weiteren Leitung verbunden werden kann. Der
Anschlussblock weist eine Öffnung auf, in die die Kältemittelleitung
hindurchgesteckt wird. Die Öffnung weist beiderseits ausgebildete
Vertiefungen auf, mit Hilfe derer die Kältemittelleitung
befestigt wird. Hier besteht jedoch bereits der zuvor beschriebene
Nachteil, dass die Leitung schwierig zu montieren ist.
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Aufgabe
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Aufgabe
der Erfindung ist es damit, ein Anschlusssystem der eingangs genannten
Art dahingehend zu verbessern, dass es eine einfache, passgenaue
Montage ermöglicht. Die Verbindung soll darüber
hinaus im Betrieb möglichst geräuscharm sein und
keine hohen Scherbelastungen verursachen.
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Darstellung der Erfindung
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Die
Erfindung wird gelöst durch ein Anschlusssystem für
Kältemittelleitungen gemäß Anspruch 1,
eine Klimaanlage gemäß dem nebengeordneten Anspruch
13 sowie ein Kraftfahrzeug gemäß dem nebengeordneten
Anspruch 14. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand
der Unteransprüche.
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Ein
erfindungsgemäßes Anschlusssystem eines Kraftfahrzeuges
weist eine starre Leitung sowie ein Anschlussteil auf. Derartige
starre Leitungen kommen im Kraftfahrzeugbau bei Klimaanlagen, Bremsleitungen
oder Leitungen einer Servolenkung zum Einsatz.
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Die
vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere zum Einsatz bei starren
Leitungen einer Klimaanlage, da eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges
eine Vielzahl unterschiedlicher Aggregate aufweist, die miteinander
verbunden werden müssen.
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Die
Aggregate sind teilweise an verwinkelten Positionen in einem Motorraum
des Kraftfahrzeuges verbaut, sodass die starren Leitungen meist
gebogen sein müssen und damit schwierig zu montieren sind.
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Die
starre Leitung des erfindungsgemäßen Anschlusssystems
weist einen im Wesentlichen zylindrischen Außenumfang sowie
einen Anschlussbereich auf. Der zylindrische Außenumfang
der starren Leitung ist zumindest in einem Abschnitt vor dem Anschlussbereich
vorgesehen.
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Das
Anschlussteil weist eine Ausnehmung zur Aufnahme des Anschlussbereichs
der starren Leitung auf, wobei die Ausnehmung einen zumindest abschnittsweise
zylindrischen Innenumfang aufweist, auf dessen Mantelfläche
eine Mehrzahl von Rippen angeordnet sind, die sich zumindest teilweise
in eine axiale Richtung erstrecken. Die axiale Richtung bezieht
sich dabei auf eine Erstreckungsrichtung der starren Leitung im
Bereich des Anschlussbereiches und auf eine Mittelachse des zylindrischen
Innenumfanges.
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Die
starre Leitung ist dazu vorgesehen, mit ihrem Anschlussbereich in
die Ausnehmung des Anschlussteils eingesetzt zu werden, wobei die
Rippen beim Verbinden des Anschlussteils mit dem Anschlussbereich
der starren Leitung in das Material der starren Leitung eindringen
bzw. sich eingraben und somit eine verrutschsichere und starre Verbindung
zwischen Anschlussteil und starrer Leitung ergeben, die sehr positionsgenau
und ohne erhebliche Beeinflussung der Anschluss- und Innengeometrie der
starren Leitung ist, insbesondere, wenn das Anschlussteil im Endabschnitt
der starren Leitung angebracht wird. Daher besteht bei dem erfindungsgemäßen
Anschlusssystem nicht mehr die Gefahr, dass sich der Anschlussbereich
oder Endbereich deformiert und somit keine saubere Verbindung mit
einem Gegenpart mehr herstellbar ist.
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Das
erfindungsgemäße Anschlusssystem eignet sich sowohl
für die Verbindung zweier starrer Leitungen, die jeweils
als Teile eines entsprechenden Anschlusssystems ausgebildet sind
und deren Anschlussteile aneinander festgelegt werden, als auch zum
Anschluss von starren Leitungen an Aggregaten, beispielsweise Aggregaten
einer Klimaanlage.
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Gemäß einer
ersten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Anschlussbereich
der starren Leitung einen zylindrischen Außenumfang aufweist,
wobei der zylindrische Außenumfang des Anschlussbereichs
einen größeren Radius aufweist als der zylindrische
Außenumfang der starren Leitung. Auf diese Weise lässt
sich das Anschlussteil besser auf den Anschlussbereich der starren
Leitung pressen.
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Darüber
hinaus kann dann der Anschlussbereich eine größere
Materialstärke aufweisen, sodass die Rippen ohne Weiteres
in das Material der starren Leitung eindringen können.
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Alternativ
dazu kann der Anschlussbereich im Wesentlichen die gleiche Materialstärke
aufweisen wie der angrenzende Bereich, wodurch sich eine besonders
einfach Fertigung der starren Leitung verwirklichen lässt.
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Eine
weitere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Ausnehmung
eine sich in radialer Richtung erstreckende Öffnung aufweist.
Die radiale Richtung bezieht sich dabei auf den zylindrischen Innenumfang
der Ausnehmung. Damit lässt sich das Anschlussteil leichter
auf die starre Leitung aufsetzen, welches mit der Öffnung über
die Leitung geschoben werden kann.
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Die Öffnung
ist gemäß einer Weiterbildung als Schlitz ausgebildet,
dessen Breite größer ist als der zweifache Radius
des Außenumfangs des an den Anschlussbereich angrenzenden
Bereichs. Auf diese Weise lässt sich das Anschlussteil
leicht auf die starre Leitung aufsetzen.
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Eine
weitere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Öffnung
ein Schlitz ist, dessen Breite kleiner ist als der zweifache Radius
des Außenumfangs des Anschlussbereichs. Auf diese Weise
ist die starre Leitung bei auf den Anschlussbereich aufgepresster
Ausnehmung zusätzlich gesichert, da die starre Leitung
nicht durch den Schlitz rutschen kann.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Anschlussbereich
einen Flansch aufweist. Ein derartiger Flansch bildet einen Anschlag
für das Anschlussteil und erlaubt, das Anschlussteil mit
höheren Kräften auf die starre Leitung aufzupressen, wodurch
sich die Prozesssicherheit erhöht. Ein Flansch verhindert
desweiteren eine Sicherung der Verbindung zwischen starrer Leitung
und Anschlussteil gegen Verdrehen und Verkippen.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Rippen im Wesentlichen
in axialer Richtung verlaufen. Axiale Richtung bezieht sich auf
die Richtung des zylindrischen Innenumfangs der Ausnehmung. Bevorzugt
verlaufen die Rippen exakt in die axiale Richtung. Auf diese Weise
lässt sich erreichen, dass beim Aufpressen des Anschlussteils
auf die starre Leitung keine Torsionskräfte auftreten,
die zu einem Verschieben von Anschlussteil zu starrer Leitung führen.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung sind zwischen 3 und 10 Rippen, bevorzugt
zwischen 3 und 7 Rippen, bevorzugt 4 Rippen vorgesehen. Bei einer
größeren Anzahl an wird die Effizienz der Verbindung,
d. h. die Haltekraft bezogen auf die Einpresskraft, geringer, wohingegen
weniger als drei Rippen keine automatische Zentrierung der starren Leitung
in der Ausnehmung ermöglichen.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung ist eine gerade Anzahl an Rippen vorgesehen.
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Gemäß einer
weiteren Weiterbildung ist an einer Öffnung gegenüberliegenden
Seite der Ausnehmung des Anschlussteils keine Rippe vorgesehen,
die die starre Leitung beim Aufpressen in Richtung der Öffnung
drücken könnte. Hierdurch lässt sich
die Fertigung vereinfachen.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung weisen die Rippen einen im Wesentlichen
dreieckigen oder viereckigen Querschnitt auf, wobei bei den viereckigen
Querschnitten sowohl trapezförmige als auch quadratische
Querschnitte möglich sind. Derartige Querschnitte ergeben
stabile Rippen und führen zu hohen Haltekräften
des Anschlussteils an der starren Leitung bei akzeptablen Aufpresskräften.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung lassen die Rippen einen lichten Kreis
frei, dessen Radius zwischen 0,1 mm und 0,4 mm, bevorzugt zwischen
0,2 mm und 0,3 mm kleiner ist als der Radius des Anschlussbereichs
der starren Leitung. Die zuvor genannten Werte entsprechen auch
der Eindringtiefe der Rippen in das Material des Anschlussbereichs,
welche einen sicheren Halt des Anschlussteils an der starren Leitung
bewirken.
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Der
Radius des lichten Kreises der Rippen ist gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung mindestens so groß wie der
Radius des sich an den Anschlussbereich der starren Leitung anschließenden Bereichs,
bevorzugt geringfügig größer, um ein
leichtes Einführen der starren Leitung in dem an den Anschlussbereich
angrenzenden Bereich in das Anschlussteil zu ermöglichen,
ohne dass die Positionsgenauigkeit beim Verpressen nachlässt.
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Gemäß einer
weiteren Weiterbildung der Erfindung sind die starren Leitungen
aus Aluminium oder Stahl ausgebildet oder weisen diese Materialien auf,
beispielsweise in Form von Legierungen mit diesen Materialien.
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Die
Anschlussteile können darüber hinaus unterschiedliche
Blockhöhen aufweisen, die an den jeweiligen Anwendungszweck
angepasst werden können.
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Gemäß einer
weiteren Weiterbildung der Erfindung sind die Anschlussteile aus
Aluminium oder Stahl ausgebildet oder weisen diese Materialien auf, beispielsweise
in Form von Legierungen mit diesen Materialien. Mit Stahl lassen
sich besonders dünne und materialsparende Anschlusssysteme
verwirklichen.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung bildet der Anschlussbereich einen Endbereich
der starren Leitung. Damit eignet sich die Erfindung insbesondere
zum Anschluss zweier starrer Leitungen aneinander.
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Ein
erster unabhängiger Gegenstand der Erfindung betrifft eine
Klimaanlage mit einem entsprechenden Anschlusssystem.
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Die
Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit einem entsprechenden
Anschlusssystem.
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Weitere
Ziele, Merkmale sowie vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten
der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines
Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen. Dabei bilden
sämtliche beschriebenen und/oder bildlich dargestellten
Merkmale in ihrer sinnvollen Kombination den Gegenstand der vorliegenden
Erfindung, auch unabhängig von den Patentansprüchen
und deren Rückbezügen.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Die
Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.
Dabei zeigen schematisch:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen
Anschlusssystems;
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2 eine
perspektivische Ansicht eines Anschlussteils des erfindungsgemäßen
Anschlusssystems in perspektivischer Darstellung;
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3 eine
Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Anschlusssystems
sowie
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4 einen
Anschlussbereich einer starren Leitung eines erfindungsgemäßen
Anschlusssystems.
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Ausführungsbeispiel
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1 zeigt
ein erfindungsgemäßes Anschlusssystem 2 mit
einer abschnittsweise dargestellten starren Leitung 4 sowie
einem Anschlussteil 6.
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Das
dargestellte Anschlusssystem 2 dient zum Anschluss einer
starren Leitung 4 einer Klimaanlage an ein Aggregat der
Klimaanlage, beispielsweise ein Kompressor.
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Die
starre Leitung 4 weist in dem dargestellten Endabschnitt
einen zylindrischen Außenumfang auf. Ein Anschlussbereich 4.1 der
starren Leitung 4 weist ebenfalls einen zylindrischen Außenumfang auf,
wobei der Anschlussbereich 4.1 einen größeren Radius
r1 aufweist als ein Radius r2 eines
sich an den Anschlussbereich 4.1 anschließenden
Bereiches 4.2. Dies ist in 4 verdeutlicht.
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Die
starre Leitung 4 ist im Anschlussbereich 4.1 aufgeweitet,
wobei die starre Leitung 4 im Anschlussbereich 4.1 sowie
im daran angrenzenden Bereich 4.2 in etwa die gleiche Wandstärke
aufweisen.
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Zwischen
Anschlussbereich 4.1 und angrenzendem Bereich 4.2 kann
ein Übergangsbereich vorgesehen werden.
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Die
starre Leitung 4 besteht in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
aus Metall.
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Das
Anschlussteil 6 weist eine im Wesentlichen zylindrische
Ausnehmung 8 auf. An die Ausnehmung anschließend
ist ein Schlitz 10 angeordnet, der in die Ausnehmung 8 mündet.
In der Ausnehmung 8 sind mehrere Rippen 12 angeordnet,
welche jeweils mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die Rippen 12 erstrecken
sich in axialer Richtung Z des Endabschnitts 4.1,4.2 der
zylindrischen starren Leitung 4 sowie der. zylindrischen
Ausnehmung 8.
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Zur
Festlegung des Anschlusssystems 2 ist an dem Anschlussteil 6 eine
Bohrung 14 vorgesehen, mit der das Anschlussteil 6 an
einem weiteren Anschlussteil oder an einem Aggregat festgelegt werden
kann. Statt der dargestellten Bohrung 14 können andere
Anschlussmittel vorgesehen sein oder auch eine Mehrzahl unterschiedlicher
oder gleicher Anschlussmittel, wie mehrere Bohrungen.
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2 zeigt
das Anschlussteil 6 des erfindungsgemäßen
Anschlusssystems 2 in alleiniger Darstellung. Die Rippen 12 weisen
jeweils eine dreieckige Grundform auf mit im Wesentlichen zu einem Kreiszentrum
der zylindrischen Ausnehmung weisenden Spitzen.
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Die
geometrischen Verhältnisse sind in der in 3 dargestellten
Draufsicht auf das erfindungsgemäße Anschlusssystem 2 erkennbar.
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Der
Anschlussbereich 1 der starren Leitung 4 weist
einen Radius r1 auf, der größer
ist als ein Radius r2 des sich an den Anschlussbereich 4.1 anschließenden
Bereichs 4.2 der starren Leitung 4.
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Der
Schlitz 10 weist eine Breite dS auf,
die zwischen dem zweifachen Radius r1 und
dem zweifachen Radius r2 liegt, sodass die
starre Leitung zur Herstellung des Anschlusssystems mit dem Bereich 4.2 in
den Schlitz 10 eingeführt werden kann.
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Die
dreieckigen Rippen 12 ragen von dem zylindrischen Innenumfang
der Ausnehmung 8 nach innen. Dabei lassen die Rippen 12 einen
lichten Kreis frei, der in etwa dem Radius r2 des
Anschlussbereichs entspricht. Die Höhe dR der
Rippen 12 ist somit geringfügig größer
als die Differenz zwischen den Radien r1 und
r2.
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Die
Eindringtiefe dE der Rippen entspricht im dargestellten
Ausführungsbeispiel exakt der Differenz zwischen den beiden
Radien r1 und r2.
Unterhalb des Anschlussteils 6 ist im Bereich des Schlitzes 10 ein
die starre Leitung 4 abschließender Flansch 4.3 vorgesehen,
der im montierten Zustand mit seinem Überstand an dem Anschlussteil 6 anliegt.
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4 zeigt
eine seitliche, teilweise geschnittene Ansicht des erfindungsgemäßen
Anschlusssystems 2 bei Zusammenfügen der starren
Leitung 4 und des Anschlussteils 6.
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Das
Anschlussteil 6 wird zur Herstellung des erfindungsgemäßen
Anschlusssystems 2 mittels des Schlitzes 10 über
den Bereich 4.2 der starren Leitung 4 geschoben,
bis der Bereich 4.2 in der Ausnehmung 8 an den
Rippen 12 anliegt. Die Rippen 12 zentrieren die
starre Leitung 4 in der Ausnehmung 8. Sodann wird
das Anschlussteil 6 entgegen der axialen Richtung Z auf
den Anschlussbereich 4.1 der starren Leitung 4 aufgepresst.
Dabei wird Material des Anschlussbereichs 4.1 seitlich
verdrängt, die Rippen 12 schneiden sich in den
Anschlussbereich 4.1 der starren Leitung 4 auf.
Der größere Radius der Ausnehmung 8 gegenüber
dem Radius r1 des Anschlussbereichs 4.1 erlaubt
eine Materialverformung des Anschlussbereichs 4.1, die
sich auf den Außenbereich konzentriert, ohne dass die zylindrische
Grundform der starren Leitung 4, insbesondere ein zylindrischer Rohrquerschnitt,
deformiert wird.
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Das
Anschlussteil 6 wird soweit auf die starre Leitung 4 aufgepresst,
bis der Flansch 4.3 der starren Leitung 4 an einer
Oberfläche des Anschlussteils 6 anliegt.
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- 2
- Anschlusssystem
- 4
- Starre
Leitung
- 4.1
- Anschlussbereich
- 4.2
- Bereich
- 4.3
- Flansch
- 6
- Anschlussteil
- 8
- Ausnehmung
- 10
- Schlitz
- 12
- Rippen
- 14
- Bohrung
- dE
- Eindringtiefe
- dR
- Höhe
der Rippen
- dS
- Breite
des Schlitzes
- r1
- Radius
Anschlussbereich
- r2
- Radius
Bereich
- Z
- Axiale
Richtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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