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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbindungsbauteil zum fluidischen Verbinden wenigstens einer fluidführenden Leitung mit einer Funktionskomponente eines Fluidsystems. Die Erfindung betrifft außerdem ein Fluidsystem für eine Fahrzeuganwendung, die mit wenigstens einem derartigen Verbindungsbauteil ausgestattet ist.
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In Fluidsystemen, wie zum Beispiel in einem Kühlkreis eines Kraftfahrzeugs oder in einem Kältekreis einer Klimaanlage oder in einem Abwärmerückgewinnungskreis einer Brennkraftmaschine, werden Funktionskomponenten, wie zum Beispiel Wärmetauscher, mit Hilfe von fluidführenden Leitungen miteinander fluidisch verbunden, beispielsweise um das jeweilige Arbeitsfluid von einer Funktionskomponente über eine solche Leitung zu einer anderen Funktionskomponente zu führen. Um nun die Funktionskomponenten besonders einfach mit diesen Leitungen fluidisch verbinden zu können, können Verbindungsbauteile zum Einsatz kommen. Ein derartiges Verbindungsbauteil ist zweckmäßig so konfiguriert, dass es einerseits an die jeweilige Funktionskomponente angebaut werden kann, während andererseits zumindest eine solche fluidführende Leitung an ein solches Verbindungsbauteil angebaut werden kann. Somit erfolgt die fluidische Kopplung zwischen Leitung und Funktionskomponente über ein derartiges Verbindungsbauteil.
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Bei Fahrzeugen, vorzugsweise bei Straßenfahrzeugen und insbesondere bei Elektrofahrzeugen, sind die Hersteller bestrebt, das Fahrzeuggewicht zu reduzieren, um den Energieverbrauch des Fahrzeugs zu senken. Dementsprechend ist für fahrzeugseitige Fluidsysteme ebenfalls eine kompakte leichte Bauweise angestrebt. Ferner ist es wünschenswert, derartige Fluidsysteme so zu konfigurieren, dass sie leicht an unterschiedliche Einbausituationen angepasst werden können. Ferner ist eine preiswerte Herstellung im Hinblick auf eine Serienfertigung angestrebt.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein derartiges Verbindungsbauteil bzw. für ein damit ausgestattetes Fluidsystem eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine preiswerte Herstellbarkeit und/oder durch ein geringes Gewicht und/oder durch eine hohe Flexibilität hinsichtlich unterschiedlicher Bauraum- und/oder Einbausituationen auszeichnet.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Das erfindungsgemäße Verbindungsbauteil zeichnet sich durch ein Gehäuse aus, in dem ein Hohlraum ausgebildet ist. Dieses Gehäuse ist ferner mit einer Montageseite, mit einem Komponentenanschluss, mit wenigstens zwei Leitungsanschlüssen und mit wenigstens einem Schraubbereich ausgestattet. Über die Montageseite kann das Verbindungsbauteil an einer Funktionskomponente des Fluidsystems lösbar befestigt werden. Durch den Komponentenanschluss kann ein Fluidpfad oder Fluidkanal der Funktionskomponente mit dem Hohlraum des Gehäuses fluidisch gekoppelt werden. Über den jeweiligen Leitungsanschluss lässt sich zumindest eine Leitung an das Verbindungsbauteil anschließen, die dann ebenfalls fluidisch mit dem Hohlraum gekoppelt ist. Somit sind durch das Verbindungsbauteil hindurch die Funktionskomponente und die jeweilige Leitung fluidisch miteinander gekoppelt. Schließlich kann mit Hilfe des Schraubbereichs besonders einfach eine lösbare Befestigung zwischen der jeweiligen Funktionskomponente und dem Verbindungsbauteil an der genannten Montageseite realisiert werden. Das Verbindungsbauteil besitzt eine hohe Funktionsdichte und baut dementsprechend sehr kompakt, so dass es mit einem relativ geringen Gewicht hergestellt werden kann. Durch die hohe Integrationsdichte lässt sich auch der Herstellungsaufwand zur Realisierung des Verbindungsbauteils reduzieren.
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Das Verbindungsbauteil besitzt eine X-Achse, die durch die Montagerichtung definiert ist, mit der das Gehäuse an seiner Montageseite an die Funktionskomponente angebaut wird. Der Komponentenanschluss ist zweckmäßig parallel zur X-Achse ausgerichtet, derart, dass eine zum Hohlraum offene Komponentenanschlussöffnung parallel zur X-Achse verläuft. Das bedeutet, dass im Betrieb des Verbindungsbauteils das Fluid im Wesentlichen parallel zur X-Achse durch die Komponentenanschlussöffnung strömt.
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Der im Gehäuse ausgebildete Hohlraum kann im Wesentlichen zylindrisch ausgestaltet sein und sich mit seiner Längsmittelachse parallel zur X-Achse erstrecken. Insbesondere kann eine axiale Stirnseite dieses Hohlraums durch die Komponentenanschlussöffnung gebildet sein.
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Der jeweilige Leitungsanschluss besitzt einen quer zur X-Achse orientierten Anschlussstutzen, der eine Leitungsanschlussöffnung ringförmig einfasst bzw. seitlich begrenzt. Mit Hilfe dieses Anschlussstutzens lässt sich die jeweilige fluidführende Leitung quer zur X-Achse am Verbindungsbauteil anschließen. Beispielsweise kann die jeweilige Leitung in den Anschlussstutzen eingesteckt oder auf den Anschlussstutzen aufgesteckt werden. Zur dauerhaften Fixierung der jeweiligen Leitung am bzw. im jeweiligen Anschlussstutzen kann eine hierfür geeignete Verbindungstechnik gewählt werden. Denkbar ist beispielsweise ein Lötvorgang oder ein Schweißvorgang oder eine andere stoffschlüssige Verbindung. Zusätzlich oder alternativ können auch formschlüssige Verbindungen zum Einsatz kommen, wie z.B. Crimpen, Klemmen und Verpressen. Beim jeweiligen Leitungsanschluss ist die zugehörige Leitungsanschlussöffnung entweder fluidisch mit dem Hohlraum verbunden oder mittels einer Trennwand vom Hohlraum getrennt. Somit lässt sich der jeweilige Leitungsanschluss bei fehlender Trennwand aktivieren oder bei vorhandener Trennwand deaktivieren. Hierdurch ergibt sich eine verbesserte Anpassbarkeit des Verbindungsbauteils an unterschiedliche Einbausituationen. Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der mehr Leitungsanschlüsse vorhanden sind als in der jeweiligen Einbausituation benötigt werden. Das bedeutet, dass zumindest einer der Leitungsanschlüsse mittels einer derartigen Trennwand deaktiviert ist.
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Der Schraubbereich definiert am Gehäuse eine Durchgangsöffnung, die sich parallel zur X-Achse erstreckt und die an der Montageseite des Gehäuses mündet. In der Folge lässt sich das Gehäuse mit Hilfe einer Schraube an der Funktionskomponente lösbar festlegen. Die Schraube greift dabei parallel zur X-Achse durch die Durchgangsöffnung hindurch und verbindet das Gehäuse mit seiner Montageseite bezüglich der X-Achse axial mit der Funktionskomponente. Die Funktionskomponente besitzt zweckmäßig im Bereich einer für den Anbau des Verbindungsbauteils vorgesehenen Anbaustelle einen Fluidkanal, der bei angebautem Verbindungsbauteil mit der Komponentenanschlussöffnung fluidisch verbunden ist.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform besteht das Gehäuse aus einem einzigen Körper, an dem die Montageseite, der Komponentenanschluss, die Leitungsanschlüsse und der Schraubbereich integral ausgeformt sind. Demnach ist das Gehäuse einstückig bzw. einteilig hergestellt, also nicht aus mehreren Teilen zusammengebaut. Insofern ist dieser Körper auch kontinuierlich bzw. materialeinheitlich ausgestaltet. Ein derartiger Körper kann auch als Monolith bezeichnet werden. Diese monolithische Bauweise des Gehäuses führt in Verbindung mit der hohen Funktionsdichte zu einer besonders preiswerten Herstellbarkeit.
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Zusätzlich oder alternativ ist denkbar, das Gehäuse bzw. seinen Körper mittels Gusstechnik oder mittels Sintertechnik oder mittels additiver Fertigung herzustellen. Unter „additiver Fertigung“ wird im vorliegenden Zusammenhang ein Prozess verstanden, bei dem auf der Basis von digitalen 3D-Konstruktionsdaten durch das Ablagern von Material schichtweise ein Bauteil aufgebaut wird. Häufig wird der Begriff „3D-Druck“ als Synonym für die additive Fertigung verwendet. Bei der additiven Fertigung wird das jeweilige monolithische Bauteil Schicht für Schicht aus dem jeweiligen Werkstoff aufgebaut, der insbesondere als feines Pulver vorliegen kann. Geeignete Werkstoffe sind dabei Metalle, Kunststoffe und Verbundwerkstoffe.
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Bei der Gusstechnik kommen metallische Gussverfahren sowie Gussverfahren für Kunststoff in Betracht. Bei der Sintertechnik kommen vor allem metallische und keramische Werkstoffe sowie Verbundwerkstoffe in Betracht. Insbesondere die Gusstechnik ermöglicht eine preiswerte Serienfertigung für derartige monolithische Gehäuse. Dies gilt in besonderer Weise für Spritzgussverfahren mit Kunststoff.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann, wie weiter oben bereits angedeutet, zumindest bei einem solchen Leitungsanschluss die Leitungsanschlussöffnung mittels einer am Gehäuse integral ausgeformten Trennwand vom Hohlraum dicht getrennt sein. Mit anderen Worten, der mit einer solchen Trennwand ausgestattete Leitungsanschluss besitzt keine fluidische Verbindung zwischen der zugehörigen Leitungsanschlussöffnung und dem Hohlraum des Gehäuses und ist insoweit deaktiviert. Die Ausstattung des Gehäuses mit wenigstens einer solchen Trennwand ermöglicht es, am Gehäuse mehr Leitungsanschlüsse vorzusehen als in einer möglichen Anwendung des Verbindungsbauteils benötigt werden. Hierdurch ist es insbesondere möglich, das Verbindungsbauteil für mehrere verschiedene Anwendungsarten bzw. Einbausituationen vorzusehen, bei denen verschiedene Leitungsanschlüsse genutzt werden. Dabei ist es grundsätzlich möglich, bei einem Rohling des Verbindungsbauteils am Gehäuse bei allen Leitungsanschlüssen eine solche Trennwand vorzusehen, wobei dann für den jeweiligen konkreten Anwendungsfall nur eine oder mehrere oder sämtliche Trennwände entfernt werden. Durch das Entfernen bzw. weglassen einer solchen Trennwand wird der jeweilige Leitungsanschluss aktiviert. Ebenso ist denkbar, insbesondere beim Spritzgießen der Gehäuse entsprechende Schieber im Spritzwerkzeug zu verstellen, um nur einen oder mehrere oder sämtliche Leitungsanschlussöffnungen mit dem Hohlraum zu verbinden, also ohne Trennwand auszubilden. Somit lässt sich das hier vorgestellte Verbindungsbauteil grundsätzlich für eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungsformen bzw. Einbausituationen nutzen.
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Besonders vorteilhaft ist ein derartiges Verbindungsbauteil dann, wenn bei allen Leitungsanschlüssen die jeweilige Leitungsanschlussöffnung zum Hohlraum offen ist. In diesem Fall sind dann alle Leitungsanschlüsse aktiviert.
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Bei einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass zumindest bei einem solchen Leitungsanschluss der Anschlussstutzen parallel zu einer Y-Achse orientiert ist, die senkrecht zur X-Achse verläuft. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass zumindest bei einem anderen solchen Leitungsanschluss der Anschlussstutzen parallel zu einer Z-Achse orientiert ist, die senkrecht zur X-Achse und senkrecht zur Y-Achse verläuft. Hierdurch werden am Gehäuse geometrisch definierte Anschlussstellen für die Leitungen vorgegeben, was den Einbau des Verbindungsbauteils in das jeweilige Fluidsystem erleichtert.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann am Gehäuse an einer von der Montageseite abgewandten Seite, die auch als Rückseite des Gehäuses bezeichnet werden kann, ein Zusatzleitungsanschluss ausgebildet sein, dessen Zusatzleitungsanschlussöffnung zum Hohlraum offen ist. Dieser Zusatzleitungsanschluss ist dann zweckmäßig parallel zur X-Achse orientiert. Der Zusatzleitungsanschluss ist zweckmäßig axial fluchtend zum Komponentenanschluss angeordnet. Bei einem zylindrischen Hohlraum befindet sich der Zusatzleitungsanschluss im Bereich einer axialen Stirnseite des Hohlraums.
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Das Verbindungsbauteil kann ferner mit einer Dichtung ausgestattet sein. Die Dichtung ist dabei dem Komponentenanschluss zugeordnet und bezüglich der X-Achse als axial wirkende Dichtung konzipiert. Ferner ist die Dichtung an der Montageseite des Gehäuses so angeordnet, dass sie die Komponentenanschlussöffnung ringförmig einfasst. Somit kann mit Hilfe der Dichtung im Bereich der lösbaren Verbindung zwischen Verbindungsbauteil und Funktionskomponente eine effiziente fluidische Dichtung zwischen dem Gehäuse und der jeweiligen Funktionskomponente hergestellt werden.
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Zweckmäßig kann vorgesehen sein, dass die Dichtung ein bezüglich des Gehäuses separates Element ist, das dann für die Montage des Verbindungsbauteils mit verbaut wird. Alternativ kann die Dichtung aus einem geeigneten Kunststoff an das Gehäuse angespritzt sein, das dabei aus einem anderen Kunststoff oder aus einem Metall bzw. aus einer Metalllegierung hergestellt ist. Alternativ kann die Dichtung auch integral am Gehäuse ausgeformt sein, das in diesem Fall aus einem hierfür geeigneten Kunststoff besteht.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann diese Dichtung einen bezüglich der X-Achse axial wirkenden Axialdichtungsbereich aufweisen, der an einem die Komponentenanschlussöffnung einfassenden Randbereich des Gehäuses geschlossen umlaufend bezüglich der X-Achse axial anliegt. Zusätzlich kann die Dichtung einen weiteren Axialdichtungsbereich aufweisen, der im montierten Zustand an der Funktionskomponente ebenfalls ringförmig geschlossen umlaufend axial zur Anlage kommt.
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Zusätzlich oder alternativ zum jeweiligen Axialdichtungsbereich kann die Dichtung einen bezüglich der X-Achse radial wirkenden Radialdichtungsbereich aufweisen, der für eine geschlossen umlaufende, bezüglich der X-Achse radiale Anlage an einem im montierten Zustand axial in die Dichtung eingreifenden Stutzen der Funktionskomponente vorgesehen ist. Mit anderen Worten, das Verbindungsbauteil ist für eine Montage an einer Funktionskomponente vorgesehen, die an der Anschlussstelle für das Verbindungsbauteil einen abstehenden Stutzen aufweisen kann, der beim Montieren des Verbindungsbauteils axial in die Dichtung eingreift. Die Dichtung ist nun an diesen Stutzen so adaptiert, dass ihr Radialdichtungsbereich an dem Stutzen in der Umfangsrichtung geschlossen umlaufend radial zur Anlage kommt. Während der zuvor genannte jeweilige Axialdichtungsbereich thermisch bedingte Relativbewegungen quer zur X-Achse zwischen Verbindungsbauteil und Funktionskomponente ausgleichen kann, kann der hier vorgestellte Radialdichtungsbereich thermisch bedingte Relativbewegungen zwischen dem Stutzen und dem Gehäuse ausgleichen, die parallel zur X-Achse orientiert sind.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Dichtung zum Radialdichtungsbereich hin konisch ausgestaltet sein. Die Konizität der Dichtung ist dabei zweckmäßig so orientiert, dass sich die Dichtung in der parallel zur X-Achse verlaufenden Einsteckrichtung des Stutzens verjüngt. Hierdurch wird das Montieren des Verbindungsbauteils vereinfacht. Gleichzeitig behält der Radialdichtungsbereich dadurch eine erhöhte Elastizität.
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Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann das Gehäuse an der Montageseite eine ringförmige Vertiefung zur Aufnahme der Dichtung aufweisen. Hierdurch ist es möglich, das Gehäuse mit der Montageseite auf Block mit der Funktionskomponente zu verschrauben. Hierzu ist die Montageseite außerhalb der Vertiefung zweckmäßig eben ausgestaltet. Auch die Funktionskomponente ist dann an der jeweiligen Anbaustelle, abgesehen von dem gegebenenfalls vorhandenen Stutzen, eben ausgestaltet, so dass im montierten Zustand in einer gemeinsamen Ebene die ebene Montageseite an einer dazu komplementären ebenen Anbaustelle der Funktionskomponente flächig zur Anlage kommt. Insbesondere lässt sich dabei mit Hilfe der Verschraubung ein vorbestimmtes Anzugsmoment realisieren, ohne dass die Gefahr einer Beschädigung der Dichtung gegeben ist.
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Die Vertiefung kann sich unmittelbar an die Komponentenanschlussöffnung anschließen, so dass die Vertiefung nicht die Form einer Nut, sondern die Form einer Stufe besitzt.
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Obwohl am Gehäuse grundsätzlich zwei oder mehr Schraubbereiche vorgesehen sein können, ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei der am Gehäuse nur ein einziger Schraubbereich ausgebildet ist. In diesem Fall definiert im montierten Zustand die mit Hilfe der jeweiligen Schraube hergestellte Schraubverbindung ein Festlager zwischen Verbindungsbauteil und Funktionskomponente, während im Bereich des diesbezüglich quer zur X-Achse beabstandeten Komponentenanschlusses ein Loslager zwischen Verbindungsbauteil und Funktionskomponente vorliegt. Durch diese Bauform ist die Gefahr unzulässiger Spannungen aufgrund thermisch bedingter Dehnungseffekte reduziert.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Schraubbereich eine integral am Gehäuse ausgeformte Hülse aufweisen, durch die sich die Durchgangsöffnung hindurch erstreckt und die sich über wenigstens 75 % einer parallel zur X-Achse gemessenen X-Abmessung des Gehäuses erstreckt. Demnach ist die Hülse im Vergleich zum übrigen Gehäuse vergleichsweise groß dimensioniert. Hierdurch ist es möglich, an der Montageseite auch quer zur X-Achse von der Verschraubung beabstandet vergleichsweise große axiale Kräfte zu erzeugen, mit denen das Gehäuse an die Funktionskomponente angedrückt ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Hülse über wenigstens einen integral am Gehäuse ausgeformten Steg am übrigen Gehäuse abgestützt sein, der in der X-Achse von der Montageseite beabstandet ist. Hierdurch wird eine stabile Abstützung der Hülse am Gehäuse realisiert, um die Anpressung des Gehäuses über die gesamte Montageseite an der Funktionskomponente zu verbessern.
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Ein erfindungsgemäßes Fluidsystem, das für eine Fahrzeuganwendung vorgesehen ist, umfasst zumindest eine als Wärmeübertrager ausgestaltete Funktionskomponente, die im Betrieb des Fluidsystems zum Übertragen von Wärme von einer Wärmequelle auf das im Fluidsystem zirkulierende Fluid dient. Ferner ist das Fluidsystem mit wenigstens einer als Wärmeübertrager ausgestalteten weiteren Funktionskomponente ausgestattet, die im Betrieb des Fluidsystems zum Übertragen von Wärme vom Fluid auf eine Wärmesenke dient. Außerdem kann das Fluidsystem mit wenigstens einer Pumpe zum Antreiben des Fluids im Fluidsystem ausgestattet sein. Auch besitzt das Fluidsystem mehrere Leitungen zum Führen des Fluids zwischen den Funktionskomponenten und der wenigstens einen Pumpe. Das erfindungsgemäße Fluidsystem ist außerdem mit wenigstens einem Verbindungsbauteil der vorstehend beschriebenen Art ausgestattet, das dann mit seiner Montageseite an eine solche Funktionskomponente angebaut ist, so dass ein Fluidkanal dieser Funktionskomponente über den Komponentenanschluss mit dem Hohlraum des Gehäuses fluidisch verbunden ist. Ferner ist zumindest eine Leitung des Fluidsystems an dieses Verbindungsbauteil angeschlossen, nämlich über einen solchen Leitungsanschluss, so dass die jeweilige Leitung durch besagten Leitungsanschluss ebenfalls mit dem Hohlraum des Gehäuses fluidisch verbunden ist. Somit ist zumindest eine solche Leitung über ein solches Verbindungsbauteil mit einer solchen Funktionskomponente fluidisch verbunden.
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Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher das Fluidsystem als Batteriekühlkreis für ein Elektrofahrzeug ausgestaltet ist. Der Batteriekühlkreis weist dabei wenigstens einen als Wärmeübertrager ausgestalteten Batteriekühler auf, der eine solche Funktionskomponente des Fluidsystems bildet. Ferner ist der Batteriekühlkreis mit wenigstens einem als Wärmeübertrager ausgestalteten Systemkühler ausgestattet, der eine solche Funktionskomponente des Fluidsystems bildet.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine isometrische Ansicht eines Verbindungsbauteils,
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2 eine auseinandergezogene isometrische Ansicht des Verbindungsbauteils aus 1,
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3 eine teilweise geschnittene isometrische Ansicht des Verbindungsbauteils aus 1,
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4 bis 6 jeweils eine isometrische Ansicht des Verbindungsbauteils bei verschiedenen Anschlusssituationen,
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7 eine stark vereinfachte, schaltplanartige Prinzipdarstellung eines Fluidsystems.
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Entsprechend 7 umfasst ein Fluidsystem 1, das vorzugsweise für eine Fahrzeuganwendung vorgesehen ist, mehrere Funktionskomponenten 2 und mehrere fluidführende Leitungen 3. Des Weiteren ist hier eine Pumpe 4 vorgesehen. Die Leitungen 3 dienen zum fluidischen Verschalten der Funktionskomponenten 2. Die Pumpe 4 dient zum Antreiben eines Arbeitsfluids im Fluidsystem 1, wobei im Betrieb des Fluidsystems 1 das Fluid durch die Leitungen 3 und durch die Funktionskomponenten 2 strömt.
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Beispielsweise kann das Fluidsystem 1 einen Batteriekühlkreis 5 für ein Elektrofahrzeug bilden. Der Batteriekühlkreis 5 dient zum Kühlen von Batterien 6 des Fahrzeugs. Hierzu sind mehrere Funktionskomponenten 2 als Batteriekühler 7 ausgestaltet, die wärmeübertragend mit den Batterien 6 gekoppelt sind. Ferner ist zumindest eine der Funktionskomponenten 2 als Systemkühler 8 ausgestaltet, der mit einem weiteren Kühlkreis 9 und/oder über einen Kühlluftstrom 10 mit einer Umgebung 11 wärmeübertragend gekoppelt ist. Der Kühlluftstrom 10 kann dabei durch den sogenannten Fahrtwind des Fahrzeugs und/oder mit Hilfe eines Gebläses 12 erzeugt werden. Die Funktionskomponenten 2 bilden dabei jeweils einen Wärmeübertrager.
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Im Betrieb des Batteriekühlkreises 5 bzw. des Fluidsystems 1 erfolgt über die Batteriekühler 7 eine Wärmeübertragung von den Batterien 6 auf das Fluid. Die Batterien 6 wirken dabei als Wärmequelle. Im Systemkühler 8 erfolgt dagegen eine Wärmeübertragung vom Fluid auf den weiteren Kühlkreis 9 bzw. über den Luftstrom 10 in die Umgebung 11. Der weitere Kühlkreis 9 bzw. die Umgebung 11 dienen dabei als Wärmesenke.
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Die Leitungen 3 sind über Anschlussstellen 13 an die Funktionskomponenten 2 und über Anschlussstellen 14 an die Pumpe 4 angeschlossen. An wenigstens einer dieser Anschlussstellen 13 oder 14 ist ein in den 1 bis 6 gezeigtes Verbindungsbauteil 15 vorgesehen, um die fluidische Verbindung zwischen der jeweiligen Leitung 3 und der jeweiligen Funktionskomponente 2 herzustellen. Wie in 7 angedeutet, kann ein derartiges Verbindungsbauteil 15 auch zum Anbinden der jeweiligen Leitung 3 an die Pumpe 4 vorgesehen sein. Insoweit bildet dann die Pumpe 4 ebenfalls eine Funktionskomponente innerhalb des Fluidsystems 1.
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Entsprechend den 1 bis 6 umfasst das jeweilige Verbindungsbauteil 15 ein Gehäuse 16, in dem ein Hohlraum 17 ausgebildet ist. Dieses Gehäuse 16 besitzt eine in den 1 bis 6 dem Betrachter zugewandte Vorderseite bzw. Montageseite 18. Die Montageseite 18 ist dabei für eine lösbare Befestigung des Verbindungsbauteils 15 parallel zu einer X-Achse X an der jeweiligen Funktionskomponente 2 vorgesehen. Die Montageseite 18 ist dabei zweckmäßig eben konfiguriert. Hierdurch erstreckt sich die Montageseite 18 in einer Ebene, wodurch die X-Achse X definiert wird, da die X-Achse X senkrecht zur Ebene der Montageseite 18 verläuft. Senkrecht zur X-Achse X erstreckt sich auch eine Y-Achse Y. Senkrecht zur X-Achse X und senkrecht zur Y-Achse Y erstreckt sich ferner eine Z-Achse Z. Die Achsen X, Y und Z definieren hier somit ein kartesisches Koordinatensystem.
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Das Gehäuse 16 weist an der Montageseite 18 einen Komponentenanschluss 19 auf, der eine zum Hohlraum 17 offene Komponentenanschlussöffnung 20 aufweist. Somit ist durch den Komponentenanschluss 19 bzw. durch die Komponentenanschlussöffnung 20 eine fluidische Verbindung zum Hohlraum 17 geschaffen. An diesen Komponentenanschluss 19 ist eine Dichtung 21 vorgesehen. Die Dichtung 21 bildet eine ringförmige Einfassung der Komponentenanschlussöffnung 20 an der Montageseite 18. Im hier gezeigten Beispiel repräsentiert die Dichtung 21 bezüglich des Gehäuses 16 ein separates Bauteil bzw. Element. Alternativ kann die Dichtung 21 auch an das Gehäuse 16 angespritzt oder integral am Gehäuse 16 ausgeformt sein.
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Das Gehäuse 16 ist außerdem mit mehreren Leitungsanschlüssen 22 ausgestattet. Bei den hier gezeigten Beispielen sind genau drei derartige Leitungsanschlüsse 22 vorgesehen. Diese können gemäß den Darstellungen der 1 bis 6 im Folgenden auch als unterer Leitungsanschluss 22u, als oberer Leitungsanschluss 22o bzw. als rechter Leitungsanschluss 22r bezeichnet werden. Jeder Leitungsanschluss 22 besitzt einen Anschlussstutzen 23, der zylindrisch ausgestaltet ist und sich quer zur X-Achse X erstreckt. Der jeweilige Anschlussstutzen 23 bildet eine ringförmige Einfassung für eine Leitungsanschlussöffnung 24. Zumindest einer dieser Leitungsanschlussöffnungen 24 ist zum Hohlraum 17 offen, so dass eine fluidische Verbindung zwischen dem jeweiligen Leitungsanschluss und dem Hohlraum 17 vorliegt. Die einzelnen Anschlussstutzen 23 sind jeweils für eine Befestigung einer solchen Leitung 3 des Fluidsystems 1 vorgesehen, was nachfolgend mit Bezug auf die 4 bis 6 noch näher erläutert wird.
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Am Gehäuse 16 ist außerdem ein Schraubbereich 25 ausgebildet. Dieser umfasst eine Hülse 26, die von einer Durchgangsöffnung 27 parallel zur X-Achse X durchsetzt ist. Die Durchgangsöffnung 27 mündet an der Montageseite 18 sowie an einer von der Montageseite bezüglich der X-Achse X abgewandten Rückseite 28 des Gehäuses 16. Mit Hilfe einer Schraube 29 und gegebenenfalls mit Hilfe einer Ringscheibe 30 kann das Gehäuse 16 bzw. das Verbindungsbauteil 15 an der jeweiligen Funktionskomponente 2 befestigt werden. Hierzu durchdringt die Schraube 29 mit einem Schraubenschaft 31 die Durchgangsöffnung 27, während sich ein Schraubenkopf 32 gegebenenfalls über die Ringscheibe 30 an einer rückseitigen Stirnseite 33 der Hülse 26 abstützt.
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Das Gehäuse 16 besteht vorzugsweise aus einem einzigen Körper 34. Der insoweit monolithische Körper 34 weist die Montageseite 18, den Komponentenanschluss 19, die Leitungsanschlüsse 22 und den Schraubbereich 25 jeweils integral auf, ist mit diesen einzelnen Bestandteilen des Gehäuses 16 somit materialeinheitlich ausgeformt. Beispielsweise ist der Körper 34 mittels Gusstechnik oder mittels Sintertechnik oder mittels additiver Fertigung hergestellt.
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Wie sich der Schnittansicht der 3 entnehmen lässt, kann zumindest bei einem der Leitungsanschlüsse 22 die Leitungsanschlussöffnung 24 mittels einer Trennwand 35 vom Hohlraum 17 fluidisch getrennt sein. Im Beispiel der 3 ist bei allen drei Leitungsanschlüssen 22 eine derartige Trennwand 35 vorgesehen. In diesem Beispiel bildet das Gehäuse 16 einen Rohling, der durch Öffnen der jeweiligen Trennwand 35 an die jeweilige Anschlusssituation adaptiert werden kann. Grundsätzlich ist jedoch auch möglich, bereits bei der Fertigung der Gehäuse 16 eine oder mehrere oder alle Trennwände 35 wegzulassen, um für das Gehäuse 16 unterschiedliche Varianten für die unterschiedlichen Anwendungsfälle bereitzustellen. Sofern eine derartige Trennwand 35 vorhanden ist, ist sie am Gehäuse 16 bzw. am Körper 34 integral ausgeformt.
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Bei den hier gezeigten Beispielen erstreckt sich bei einem der Leitungsanschlüsse 22, hier beim rechten Leitungsanschluss 22r der zugehörige Anschlussstutzen 23 parallel zur Y-Achse Y. Die anderen beiden Leitungsanschlüsse 22, also hier der obere Leitungsanschluss 22o und der untere Leitungsanschluss 22u erstrecken sich in entgegengesetzten Richtungen parallel zur Z-Achse Z.
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Des Weiteren ist es grundsätzlich möglich, am Gehäuse 16 an der zuvor genannten Rückseite 28 einen Zusatzleitungsanschluss 36 auszubilden, dessen Zusatzleitungsanschlussöffnung 37 dann zum Hohlraum 17 offen ist. In 3 ist dieser Zusatzleitungsanschluss 36 nicht realisiert und daher nur mit unterbrochener Linie angedeutet. Um den Zusatzleitungsanschluss 36 bzw. seine Zusatzleitungsanschlussöffnung 37 auszubilden, muss am Gehäuse 16 ein Wandabschnitt 38 entfernt werden bzw. im Rahmen der Herstellung des Körpers 34 weggelassen werden.
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Die Dichtung 21 besitzt bei den hier gezeigten Ausführungsformen eine bezüglich der X-Achse X axial wirkenden Axialdichtungsbereich 39, der in den Darstellungen der 1 bis 6 vom Betrachter abgewandt ist und nur in den 2 und 3 bezeichnet ist. Dieser Axialdichtungsbereich 39 kommt an einem nur in 2 erkennbaren Randbereich 40 geschlossen umlaufend und bezüglich der X-Achse X axial zur Anlage. Der Randbereich 40 bildet eine Einfassung für die Komponentenanschlussöffnung 20 und ist am Gehäuse 16 ausgebildet. Insbesondere befindet sich der Randbereich 40 dabei in einer ringförmigen Vertiefung 41, die an der Montageseite 18 am Gehäuse 16 ausgebildet ist und die zur Aufnahme der Dichtung 21 dient. Die Vertiefung 41 ist um Profil, das sich senkrecht zur Umlaufrichtung der Vertiefung 41 erstreckt, als L-förmige Stufe ausgestaltet und geht über eine Fase in die Komponentenanschlussöffnung 20 über.
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Bei den hier gezeigten Beispielen besitzt die Dichtung 21 außerdem bezüglich der X-Achse X einen radial wirkenden Radialdichtungsbereich 42. Dieser Radialdichtungsbereich ist dabei für eine geschlossen umlaufende, bezüglich der X-Achse X radiale Anlage an einem hier nicht gezeigten Stutzen der Funktionskomponente 2 vorgesehen. Besagter Stutzen greift im montierten Zustand parallel zur X-Achse X in die Dichtung 21 ein, derart, dass dann der Radialdichtungsbereich 42 radial an diesem Stutzen außen zur Anlage kommt.
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Die Dichtung 21 ist konisch ausgestaltet, derart, dass sie sich in einer Einsteckrichtung des genannten Stutzens, die parallel zur X-Achse X verläuft, verjüngt. In den 1 bis 6 ist der konische Bereich der Dichtung 21 mit 43 bezeichnet.
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Wie sich den 1 bis 6 entnehmen lässt, erstreckt sich die Hülse 26 des Schraubbereichs 25 im Wesentlichen über die gesamte X-Abmessung des Gehäuses 16, die parallel zur X-Achse X gemessen ist. Somit schließt die rückseitige Stirnseite 33 der Hülse 26 bündig mit der Rückseite 28 des Gehäuses 16 ab. Mit anderen Worten, besagte Stirnseite 33 der Hülse 26 bildet einen Bestandteil der Rückseite 28 des Gehäuses 16. Die Hülse 26 ist über einen Steg 44 am übrigen Gehäuse 16 abgestützt. Dieser Steg 44 ist integral am Gehäuse 16 bzw. an dessen Körper 34 ausgeformt. Ferner ist der Steg 44 von der Montageseite 18 parallel zur X-Achse X beabstandet angeordnet.
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Bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist von den Leitungsanschlüssen 22 nur der obere Leitungsanschluss 22o aktiviert. Hierzu ist eine solche Leitung 3 an den zugehörigen Anschlussstutzen 23 angeschlossen. Die zugehörige Leitungsanschlussöffnung 24 kommuniziert dann mit dem Hohlraum 17. Beim oberen Leitungsanschluss 22o fehlt somit die in 3 angedeutete Trennwand 35. Im Unterschied dazu sind die beiden anderen Leitungsanschlüsse 22u und 22r sowie der Zusatzleitungsanschluss 36 nicht aktiviert, also durch die Trennwände 35 bzw. durch den Wandabschnitt 38 verschlossen.
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Im Beispiel der 5 ist dagegen von den Leitungsanschlüssen 22 nur der rechte Leitungsanschluss 22r aktiviert, indem die zugehörige Trennwand 35 entfernt worden ist oder gar nicht erst hergestellt worden ist. Die beiden anderen Leitungsanschlüsse 22o und 22u sowie der Zusatzleitungsanschluss 36 sind hier ebenfalls durch besagte Trennwände 35 bzw. durch den Wandabschnitt 38 deaktiviert.
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Bei dem in 6 gezeigten Beispiel ist keiner der Leitungsanschlüsse 22 aktiviert. Hier ist nur der Zusatzleitungsanschluss 36 aktiviert. In diesem Fall sind also alle Trennwände 35 noch vorhanden, während der Wandabschnitt 38 entfernt ist.
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Bei einer weiteren, hier nicht gezeigten Ausführungsform kann vorgesehen sein, nur den unteren Leitungsanschluss 22u zu aktivieren, während die beiden anderen Leitungsanschlüsse 22o und 22r sowie der Zusatzleitungsanschluss 36 inaktiv sind. Ebenso ist denkbar, nur einen Leitungsanschluss 22 und den Zusatzleitungsanschluss 36 zu aktivieren. Ferner ist denkbar, mehrere Leitungsanschlüsse 22 oder alle Leitungsanschlüsse 22 zu aktivieren, wobei dann der Zusatzleitungsanschluss 36 vorzugsweise nicht aktiviert ist, jedoch optional ebenso aktiviert sein kann.
