DE102017211635A1

DE102017211635A1 - Kunststoffdichtungsfitting

Info

Publication number: DE102017211635A1
Application number: DE102017211635.8A
Authority: DE
Inventors: Eric Kesler; Michael Sproule; Steve White
Original assignee: Hanon Systems Corp
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 2016-07-08
Filing date: 2017-07-07
Publication date: 2018-01-11
Also published as: CN107588256A; KR101889732B1; US20180010719A1; CN107588256B; KR20180006282A; US10378686B2

Abstract

Eine Dichtungsanordnung für ein HVAC-System weist einen ersten Block auf, der eine erste Öffnung und eine erste Dichtfläche hat, einen zweiten Block, der eine zweite Öffnung und eine zweite Dichtung hat, und eine Leitung, die einen Rohrabschnitt mit einer sich axial erstreckenden Öffnung hat und einen Flansch, der sich von einem Ende des Rohrabschnitts radial nach außen erstreckt. Der Rohrabschnitt ist innerhalb der ersten Öffnung des ersten Blocks angeordnet und der Flansch ist zwischen der ersten Dichtfläche des ersten Blocks und der zweiten Dichtfläche des zweiten Blocks angeordnet und ist so konfiguriert, dass er sich verformt, wenn er zwischen diesen zusammengedrückt wird. Die Dichtungsanordnung weist ferner einen Einsatz auf, der eine Fluidverbindung zwischen der Öffnung des Rohrabschnitts und der zweiten Öffnung des zweiten Blocks bereitstellt. Ein erstes Ende des Einsatzes ist in der Öffnung des Rohrabschnitts der Leitung aufgenommen.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beruht auf und beansprucht den Vorteil der Priorität aus der US-amerikanischen vorläufigen Patentanmeldung Nr. 62/360,058, eingereicht am 8. Juli 2016, deren Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Einrichtung, um Fluidleitungen zu verbinden und insbesondere auf eine Einrichtung, um Hochdruck-Kunststofffluidleitungen in einem Heizungssystem, Ventilationssystem und Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs zu verbinden.
HINTERGRUND
Fluidverbindungen für Heizungssysteme, Ventilationssysteme und Klimatisierungssysteme (HVAC) in Kraftfahrzeugen wurden herkömmlich aus Metall gebildet, aufgrund der relativ hohen Drücke der darin enthaltenen Fluide. Dennoch gibt es in der Automobilindustrie ein anhaltendes Bemühen, das Gewicht einzelner Fahrzeugkomponenten zu reduzieren, um die Fahrzeuggesamteffizienz zu verbessern.
In einem Bemühen, das Gewicht zu minimieren, wurden Kunststofffluidleitungen als eine Alternative zu Metallfluidleitungen betrachtet. Allerdings sind Kunststofffluidleitungen typischerweise so konfiguriert, dass sie eine radiale Dichtungseinrichtung haben, um eine schnelle Verbindung zu erleichtern. Radiale Dichtungseinrichtungen wie O-Ringe sind dafür bekannt, höhere Leckraten zu haben, verglichen mit axialen Dichtungseinrichtungen wie Flach-Dichtungsringen. Dementsprechend werden axiale Dichtungseinrichtungen bevorzugt, um Leckagen zu minimieren.
Obwohl axiale Dichtungseinrichtungen eine verbesserte Dichtung gegenüber radialen Dichtungseinrichtungen bieten, ist es wahrscheinlicher, dass axiale Dichtungseinrichtungen über die Zeit eine reduzierte Effektivität erfahren, wenn sie in Verbindung mit Kunststofffittings verwendet werden. Um eine ausreichende Dichtung aufrechtzuerhalten, muss eine axiale Dichtungseinrichtung in einer axialen Richtung zwischen gegenüberliegenden Oberflächen von Fittings zusammengedrückt werden. Allerdings sind Kunststofffittings anfällig für Materialkriechen und eine anfängliche Druckkraft, die während der Anordnung der Fittings ausgeübt wird, kann über die Zeit abnehmen, wenn sich die Kunststofffittings aufgrund des Materialkriechens „entspannen”. Folglich sind axiale Dichtungseinrichtungen anfälliger für Versagen wenn sie mit Kunststofffittings verwendet werden, obwohl axiale Dichtungseinrichtungen verglichen mit radialen Dichtungseinrichtungen eine überlegene anfängliche Leistung bieten.
Dementsprechend bedarf es in der Technik einer Einrichtung, die eine axiale Dichtungseinrichtung zwischen Kunststofffluidleitungen bietet, wobei die axiale Dichtungseinrichtung nicht durch das Materialkriechen der Kunststofffittings beeinträchtigt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung wird überraschenderweise eine Einrichtung entdeckt, die eine axiale Dichtungseinrichtung zwischen Kunststofffluidleitungen bietet, wobei die axiale Dichtungseinrichtung nicht durch das Materialkriechen der Kunststofffittings beeinträchtigt wird.
In einer Ausführungsform weist eine Dichtungsanordnung für ein Heizungssystem, Ventilationssystem und Klimatisierungssystem einen ersten Block auf, der eine erste Öffnung und eine erste Dichtfläche hat, die sich von einem Ende der ersten Öffnung radial nach außen erstreckt, einen zweiten Block, der eine zweite Öffnung und eine zweite Dichtfläche hat, die sich von einem Ende der zweiten Öffnung radial nach außen erstreckt, und eine Leitung, die einen Rohrabschnitt mit einer sich axial erstreckenden Öffnung hat und einen Flansch, der sich von einem Ende des Rohrabschnitts radial nach außen erstreckt. Der Rohrabschnitt ist innerhalb der ersten Öffnung des ersten Blocks angeordnet und der Flansch ist zwischen der ersten Dichtfläche des ersten Blocks und der zweiten Dichtfläche des zweiten Blocks angeordnet und ist so konfiguriert, dass er sich verformt, wenn er zwischen diesen zusammengedrückt wird. Die Dichtungsanordnung weist ferner einen Einsatz auf, der eine Fluidverbindung zwischen der Öffnung des Rohrabschnitts und der zweiten Öffnung des zweiten Blocks bereitstellt. Ein erstes Ende des Einsatzes ist in der Öffnung des Rohrabschnitts der Leitung aufgenommen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obigen Ziele und Vorteile der Erfindung, als auch andere, werden dem Fachmann durch Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung anhand der begleitenden Zeichnungen leicht erkennbar werden, in welchen:
1 eine teilweise Explosions-Querschnitts-Aufriss-Ansicht einer Dichtungsanordnung ist, die eine Leitung aufweist, die einen Flansch hat, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 eine Querschnitts-Aufriss-Ansicht der Dichtungsanordnung aus 1 ist, bevor der Flansch der Leitung durch die Dichtungsanordnung vollständig zusammengedrückt wird;
3 eine Querschnitts-Aufriss-Ansicht der Dichtungsanordnung aus 1 ist, wenn der Flansch der Leitung durch die Dichtungsanordnung vollständig zusammengedrückt wird;
4 eine vergrößerte fragmentarische Querschnitts-Aufriss-Ansicht der Dichtungsanordnung aus 3 ist, die den Flansch der Leitung in einem vollständig zusammengedrückten Zustand zeigt;
5–10 verschiedene Konfigurationen einer Eingreifeinrichtung der Dichtungsanordnung aus den 1–4 zeigen;
11 eine teilweise Explosions-Querschnitts-Aufriss-Ansicht einer Dichtungsanordnung ist, die als Inline-Fitting konfiguriert ist, gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
12 eine vergrößerte fragmentarische Querschnitts-Aufriss-Ansicht einer Dichtungsanordnung ist, die O-Ringe aufweist, gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
3 eine teilweise Explosions-Querschnitts-Aufriss-Ansicht einer Dichtungsanordnung ist, die einen zylindrischen Einsatz und eine Leitung aufweist, die eine Schulter zur Anlage an dem Einsatz hat, gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und
14 eine teilweise Explosions-Querschnitts-Aufriss-Ansicht einer Dichtungsanordnung ist, die einen Einsatz aufweist, der integral mit einer Komponente der Dichtungsanordnung ausgebildet ist, gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die folgende detaillierte Beschreibung und die angehängten Zeichnungen beschreiben und zeigen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung. Die Beschreibung und die Zeichnungen dienen dazu, es dem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung herzustellen und zu verwenden und sollen den Umfang der Erfindung in keiner Weise begrenzen. In Bezug auf die offenbarten Methoden sind die vorgestellten Schritte von beispielhaftem Charakter und somit ist die Reihenfolge der Schritte nicht wichtig oder entscheidend.
1–4 zeigen eine Dichtungsanordnung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die Dichtungsanordnung 1 wird nachstehend zur Verwendung in einem HVAC-System eines Kraftfahrzeugs beschrieben, aber es versteht sich, dass die Dichtungsanordnung 1 zum Verbinden zweier beliebiger fluidführender Komponenten oder Fluidleitungen miteinander verwendet werden kann, wo eine fluiddichte Dichtung erwünscht ist. Die Dichtungsanordnung 1 weist einen ersten Block 10, einen zweiten Block 40, eine Leitung 60, einen Einsatz 70 und eine Klemmeinrichtung 80 auf. Wie gezeigt, bildet der erste Block 10 eine männliche Komponente und der zweite Block 40 bildet eine weibliche Komponente der Dichtungsanordnung 1. Der erste Block 10 und der zweite Block 40 sind jeweils aus einem starren Material gebildet, das eine minimierte Kriechrate hat. Zum Beispiel wurde herausgefunden, dass Metalle wie Stahl, Aluminium oder Messing vorteilhaft funktionieren. Der Fachmann wird verstehen, dass andere Materialien, die eine niedrige oder minimierte Kriechrate haben, ebenfalls geeignet sein können. Der erste Block 10 und der zweite Block 40 können zum Beispiel aus einem nichtpolymeren Material gebildet sein, das die geeigneten Eigenschaften hat, aber es sollte verstanden werden, dass ein Polymermaterial, das die gewünschten Eigenschaften bezüglich Starrheit und Kriechrate hat, verwendet werden kann, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Der erste Block 10 weist einen Hauptkörper auf, der eine im Wesentlichen planare erste Kontaktfläche 14 hat und einen Vorsprung 16, der sich im Wesentlichen senkrecht von der ersten Kontaktfläche 14 erstreckt. Der Vorsprung 16 kann eine im Wesentlichen zylindrische Außenfläche aufweisen, aber auch andere Konfigurationen der Außenfläche des Vorsprungs 16, wie eine quadratische oder hexagonale Außenflächenkonfiguration, können nach Wunsch verwendet werden. Der Vorsprung 16 weist ein erstes Ende 17 auf, das die erste Kontaktfläche 14 schneidet und ein zweites Ende 18, das von der ersten Kontaktfläche 14 in einer axialen Richtung des Vorsprungs 16 beabstandet ist. Das zweite Ende 18 des Vorsprungs 16 definiert einen peripheren Rand 20 davon. Der periphere Rand 20 kann nach innen konisch zulaufend sein, um eine Anordnungseinrichtung des Vorsprungs 16 zu bilden, um mit einem Abschnitt des zweiten Blocks 40 zusammenzuwirken, wie nachstehend erklärt wird.
Der periphere Rand 20 umschreibt eine im Wesentlichen zylindrische erste Aussparung 24, die in dem Vorsprung 16 ausgebildet ist. Die erste Aussparung 24 erstreckt sich in die axiale Richtung des Vorsprungs 16 von dem zweiten Ende 18 davon in Richtung des ersten Endes 17 davon. Die erste Aussparung 24 wird durch eine innere Umfangsfläche 25 und eine erste Dichtfläche 26 des Vorsprungs 16 definiert. Die innere Umfangsfläche 25 ist gegenüber einer äußeren Umfangsfläche 22 des Vorsprungs 16 ausgebildet. Die innere Umfangsfläche 25 des Vorsprungs 16 erstreckt sich in die axiale Richtung des Vorsprungs 16 von dem zweiten Ende 18 davon zu einer Position zwischen dem ersten Ende 17 und dem zweiten Ende 18 davon, aber alternative Tiefen der ersten Aussparung 24 können verwendet werden, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die erste Dichtfläche 26 erstreckt sich von der inneren Umfangsfläche 25 radial nach innen und endet an einer ersten Öffnung 30 des Vorsprungs 16. Die erste Öffnung 30 hat eine zylindrische Form und ist konzentrisch in Bezug auf die erste Aussparung 24 ausgebildet. Die erste Öffnung 30 erstreckt sich in die axiale Richtung des Vorsprungs 16 senkrecht zu der ersten Kontaktfläche 14 des ersten Blocks 10. Die erste Öffnung 30 erstreckt sich durch eine Gesamtheit des ersten Blocks 10 und ist so konfiguriert, dass sie einen Abschnitt der Leitung 60 darin aufnimmt.
Die erste Dichtfläche 26 weist zumindest eine Eingreifeinrichtung 28 auf, die zwischen der inneren Umfangsfläche 25 und der ersten Öffnung 30 des Vorsprungs 16 ausgebildet ist. Die zumindest eine Eingreifeinrichtung 28 ist so konfiguriert, dass sie eine radiale Bewegung zumindest eines Abschnitts der Leitung 60 verhindert, der innerhalb der ersten Aussparung 24 angeordnet ist, während sie ebenfalls abdichtend in den Abschnitt der Leitung 60 eingreift, wie nachstehend im Detail erklärt wird. Die erste Dichtfläche 26 ist in den 1–4 mit einer einzelnen ringförmigen Eingreifeinrichtung 28, die an die erste Öffnung 30 benachbart ausgebildet ist, gezeigt. Die Eingreifeinrichtung 28 bildet einen sich axial erstreckenden Vorsprung oder Rippe, der so konfiguriert ist, dass er eine lokalisierte Druckspannung an den Abschnitt der Leitung 60 vermittelt, der innerhalb der ersten Aussparung 24 angeordnet ist.
Die Eingreifeinrichtung 28 ist in den 1–4 mit einer im Wesentlichen V-förmigen Querschnittsform gezeigt und weist eine scharfe Kante, die an einem distalen Ende der Eingreifeinrichtung 28 ausgebildet ist, auf, wobei sich ein Paar von zulaufenden Oberflächen, die die Eingreifeinrichtung bilden, schneiden. Die Schärfe der Kante der Eingreifeinrichtung 28 kann so gewählt werden, dass sie nicht nachteilig in den Abschnitt der Leitung 60, der innerhalb der ersten Aussparung 24 angeordnet ist, eindringt und gleichzeitig den gewünschten Grad an Druckspannung an den Abschnitt der Leitung 60 vermittelt.
Zum Beispiel zeigen 1–5 verschiedene mögliche Konfigurationen der Eingreifeinrichtung 28, die verschiedene Querschnittsformen aufweisen, um eine unterschiedliche Druckspannung an den Abschnitt der Leitung 60 zu vermitteln. 5 zeigt die Eingreifeinrichtung 28 mit einem im Wesentlichen trapezförmigen Querschnitt, um die lokalisierte Spannung, die an ein distales Ende der Eingreifeinrichtung 28 verteilt wird, zu minimieren. 6 zeigt die Eingreifeinrichtung 28 mit einem gekrümmten distalen Ende, das einen relativ kleinen Krümmungsradius hat, während 7 die Eingreifeinrichtung 28 mit einem gekrümmten distalen Ende, das einen relativ großen Krümmungsradius hat, zeigt. 8 und 9 zeigen die Eingreifeinrichtung 28 mit schrägen Querschnittsformen, wobei eine der nach innen konisch zulaufenden Oberflächen unter einem unterschiedlichen Winkel geneigt ist im Vergleich zu der anderen der nach innen konisch zulaufenden Oberflächen. Die Eingreifeinrichtungen 28 sind in den 8 und 9 mit einem abgerundeten distalen Ende gezeigt, aber es sollte ferner verstanden werden, dass schärfere Kanten, ähnlich wie die in den 1–4 offenbarten, nach Wunsch verwendet werden können. 10 zeigt eine Konfiguration, wobei die Eingreifeinrichtung 28 eine Vielzahl von konisch zulaufenden Vorsprüngen aufweist, die unmittelbar benachbart zueinander in einer Sägezahnkonfiguration ausgebildet sind. Der Fachmann sollte verstehen, dass alternative Konfigurationen der Eingreifeinrichtung 28 verwendet werden können, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen, solange die Eingreifeinrichtung 28 dafür geeignet ist, die gewünschte lokalisierte Druckspannung an den Abschnitt der Leitung 60, der innerhalb der ersten Aussparung 24 angeordnet ist, zu liefern.
Die erste Dichtfläche 26 weist ferner zumindest eine Kavität 36, die darin ausgebildet ist, auf. Die zumindest eine Kavität 36 bildet eine Vertiefung in der ersten Dichtfläche 26, die sich in eine Richtung entgegen der Erstreckungsrichtung von jeder der Eingreifeinrichtungen 28 der ersten Dichtfläche 26 erstreckt. 1–4 zeigen die erste Dichtfläche 26 mit einer einzelnen ringförmigen Kavität 36, die benachbart und radial auswärts von der Eingreifeinrichtung 28 ausgebildet ist. Die Kavität 36 ist mit einer im Wesentlichen trapezförmigen Querschnittsform gezeigt, aber andere Formen können verwendet werden, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Zum Beispiel kann die Kavität 36 eine halbkreisförmige Form, eine konisch zulaufende dreieckige Form mit einem relativ kleinen Krümmungsradius an einem distalen Ende davon, eine konisch zulaufende dreieckige Form mit einem relativ großen Krümmungsradius an einem distalen Ende davon oder eine schiefwinklige Form als nichtlimitierende Beispiele haben. Die Kavität 36 ist so konfiguriert, dass sie zumindest einen Abschnitt der Leitung 60 darin aufnimmt, wie im Folgenden im Detail erklärt wird.
Die erste Dichtfläche 26 kann nach Wunsch beliebig viele der Eingreifeinrichtungen 28 und beliebig viele der Kavitäten 36 aufweisen. In manchen Ausführungsformen weist die erste Dichtfläche 26 nach Wunsch eine Vielzahl von Eingreifeinrichtungen 28 auf, die alternierend zwischen jeder der Kavitäten 36 angeordnet sind. Jede geeignete Konfiguration der Eingreifeinrichtungen 28 und der Kavitäten 36 kann verwendet werden, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Der erste Block 10 weist ferner eine erste Klemmöffnung 38 und eine Hebeleinrichtung 29 auf. Die erste Klemmöffnung 38 erstreckt sich durch den ersten Block 10 und ist seitlich beabstandet von und parallel zu der ersten Öffnung 30 des Vorsprungs 16 angeordnet. Die erste Klemmöffnung 38 kann im Wesentlichen zylinderförmig sein und kann eine innere Gewindefläche 39 aufweisen, die so konfiguriert ist, dass sie mit einem Gewindeelement 82, wie einem Schraubenbolzen, zusammenwirkt. Die Hebeleinrichtung 29 kann an einem Ende der ersten Kontaktfläche 14 benachbart an die erste Klemmöffnung 38 ausgebildet sein. Die Hebeleinrichtung 29 kann die Form eines Drehpunkts annehmen, der sich weg von der ersten Kontaktfläche 14 in die axiale Richtung der ersten Klemmöffnung 38 erstreckt. Die Hebeleinrichtung 29 kann im Wesentlichen absatzartig im Aussehen sein, da sich die Hebeleinrichtung 29 weg von der ersten Kontaktfläche 14 des ersten Blocks 10 erstreckt.
Der zweite Block 40 weist einen Hauptkörper auf, der eine im Wesentlichen planare zweite Kontaktfläche 44 hat. Der Hauptkörper weist eine zweite Aussparung 54 auf, die sich axial von der zweiten Kontaktfläche 44 in eine Richtung senkrecht dazu erstreckt. Die zweite Aussparung 54 weist eine sich axial erstreckende innere Umfangsfläche 55 auf, die einen Innendurchmesser hat, der im Wesentlichen gleich einem Außendurchmesser des Vorsprungs 16 des ersten Blocks 10 ist und eine zweite Dichtfläche 56, die sich von der inneren Umfangsfläche 55 radial nach innen erstreckt. Eine sich axial erstreckende ringförmige Nut 59 ist am Schnittpunkt der inneren Umfangsfläche 55 und der zweiten Dichtfläche 56 ausgebildet. Die ringförmige Nut 59 ist so konfiguriert, dass sie den peripheren Rand 20 des ersten Blocks 10 darin aufnimmt. Es sollte auch verstanden werden, dass der Vorsprung 16 des ersten Blocks 10 in Abwesenheit des peripheren Rands 20 ausgebildet werden kann und der zweite Block 40 in Abwesenheit der ringförmigen Nut 59 ausgebildet werden kann, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die zweite Dichtfläche 56 erstreckt sich von der ringförmigen Nut 59 radial nach innen und endet an einer zweiten Öffnung 46 des zweiten Blocks 40. Die zweite Öffnung 46 ist zylinderförmig und konzentrisch mit der sich ringförmig erstreckenden zweiten Aussparung 54 ausgebildet. Die zweite Öffnung 46 erstreckt sich in die axiale Richtung der zweiten Aussparung 54 senkrecht zu der zweiten Kontaktfläche 44 des zweiten Blocks 40. Die zweite Öffnung 46 erstreckt sich durch den zweiten Block 40 und ist so konfiguriert, dass sie ein Fluid dadurch fördert. Die zweite Öffnung 46 hat einen Innendurchmesser, der kleiner als ein Innendurchmesser der ersten Öffnung 30 ist, wie nachstehend im Detail erklärt wird.
Die zweite Dichtfläche 56 weist zumindest eine Eingreifeinrichtung 58 auf, die zwischen der inneren Umfangsfläche 55 und der zweiten Öffnung 46 ausgebildet ist. Die zumindest eine Eingreifeinrichtung 58 ist so konfiguriert, dass sie eine radiale Bewegung zumindest eines Abschnitts der Leitung 60 verhindert, der innerhalb der Aussparung 54 angeordnet ist, während sie ebenfalls abdichtend in den Abschnitt der Leitung 60 eingreift. Die zweite Dichtfläche 56 ist mit einer einzelnen ringförmigen Eingreifeinrichtung 58, die an die zweite Öffnung 46 benachbart ausgebildet ist, gezeigt. Die Eingreifeinrichtung 58 bildet einen sich axial erstreckenden Vorsprung oder Rippe, der so konfiguriert ist, dass er eine lokalisierte Druckspannung an den Abschnitt der Leitung 60 vermittelt, der innerhalb der Aussparung 54 angeordnet ist.
Die Eingreifeinrichtung 58 ist mit einer im Wesentlichen V-förmigen Querschnittsform gezeigt und weist eine scharfe Kante, die an einem distalen Ende ausgebildet ist, auf, wobei sich ein Paar von zulaufenden Oberflächen, die die Eingreifeinrichtung bilden, schneiden. Die Eingreifeinrichtung 58 kann in radialer Ausrichtung mit der Eingreifeinrichtung 28 des ersten Blocks 10 ausgebildet sein, um zu bewirken, dass die Eingreifeinrichtungen 28, 58 eine lokalisierte Druckspannung an den Abschnitt der Leitung 60, der dazwischen angeordnet ist, vermitteln. Die Schärfe der Kante der Eingreifeinrichtung 58 kann so gewählt werden, dass sie nicht nachteilig in den Abschnitt der Leitung 60, der innerhalb der Aussparung 54 angeordnet ist, eindringt und gleichzeitig den gewünschten Grad an Druckspannung an den Abschnitt der Leitung 60 vermittelt. Die Eingreifeinrichtung 58 kann alternativ eine der Konfigurationen, die in den 5–10 gezeigt sind, aufweisen, die eine trapezförmige Querschnittsform, eine abgerundete Querschnittsform, eine schräge Querschnittsform und eine Sägezahnprofil-Querschnittsform als nichtlimitierende Beispiele aufweisen.
Die zweite Dichtfläche 56 weist ferner zumindest eine Kavität 66, die darin ausgebildet ist, auf. Die zumindest eine Kavität 66 bildet eine Vertiefung in der zweiten Dichtfläche 56, die sich in eine Richtung entgegen der Richtung von jeder der Eingreifeinrichtungen 58 der zweiten Dichtfläche 56 erstreckt. 1–4 zeigen die zweite Dichtfläche 56 mit einer einzelnen sich ringförmig erstreckenden Kavität 66, die benachbart und außen an der Eingreifeinrichtung 58 ausgebildet ist. Die Kavität 66 ist mit einer im Wesentlichen trapezförmigen Querschnittsform gezeigt, aber andere Formen wie jene, die in Bezug auf die Kavität 36 beschrieben werden, können ebenfalls verwendet werden, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die Kavität 66 ist so konfiguriert, dass sie zumindest einen Abschnitt der Leitung 60 darin aufnimmt, wie im Folgenden im Detail erklärt wird.
Die zweite Dichtfläche 56 kann nach Wunsch beliebig viele der Eingreifeinrichtungen 58 und beliebig viele der Kavitäten 66 aufweisen. In manchen Ausführungsformen weist die zweite Dichtfläche 56 eine Vielzahl von Eingreifeinrichtungen 58 auf, die alternierend zwischen jeder der Kavitäten 66 angeordnet sind. Die Eingreifeinrichtungen 58 und die Kavitäten 66 können nach Wunsch so gewählt werden, dass sie jeweils in radialer Ausrichtung mit den entsprechenden Eingreifeinrichtungen 28 und den Kavitäten 36 sind. Jede geeignete Konfiguration der Eingreifeinrichtungen 58 und der Kavitäten 66 kann verwendet werden, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Der zweite Block 40 weist ferner eine zweite Klemmöffnung 48 auf, die beabstandet von und parallel zu der zweiten Öffnung 46 angeordnet ist. Die zweite Klemmöffnung 48 ist im Wesentlichen zylinderförmig und kann eine innere Gewindefläche 49 aufweisen, die so konfiguriert ist, dass sie mit den Gewinden, die an dem Gewindeelement 82 ausgebildet sind, zusammenwirkt. Wie verstanden werden sollte, ist die zweite Klemmeinrichtung 48 des zweiten Blocks 40 während der Anordnung der Dichtungsanordnung 1 in Ausrichtung mit der ersten Klemmöffnung 38 des ersten Blocks 10 positioniert.
Die erste Klemmöffnung 38, die zweite Klemmeinrichtung 48 und das Gewindeelement 82 wirken zusammen, um die Klemmeinrichtung 80 der Dichtungsanordnung 1 zu bilden. Das Gewindeelement 82 kann ferner einen Kopf 83 aufweisen, der an einem Ende zum Anliegen an einem Abschnitt des zweiten Blocks 40 ausgebildet ist und eine Mutter 84, die so konfiguriert ist, dass sie an dem Ende des Gewindeelements 82, das dem Kopf 83 gegenüber liegt, aufgenommen wird. Die Klemmeinrichtung 80 ist so konfiguriert, dass sie den ersten Block 10 in Richtung des zweiten Blocks 40 drückt. Zum Beispiel kann die Mutter 84 des Gewindeelements 82 relativ zu dem Gewindeelement 82 gedreht werden, um die Mutter 84 in Richtung des Kopfes 83 zu bewegen, während bewirkt wird, dass ein Abstand, der zwischen der ersten Kontaktfläche 14 und der zweiten Kontaktfläche 44 vorhanden ist, kleiner wird. Die erste Klemmöffnung 38 und die zweite Klemmöffnung 48 werden als Gewindeflächen aufweisend beschrieben, aber es sollte vom Fachmann verstanden werden, dass nur eine oder keine der Klemmöffnungen 38, 48 die Gewindeflächen davon aufweisen kann, falls der Abschnitt des Gewindeelements 82, der in die Mutter 84 eingreift, in einer geeigneten Weise mit Gewinde versehen ist, um den ersten Block 10 in Richtung des zweiten Blocks 40 zu zwingen. Zusätzlich sollte der Fachmann ferner verstehen, dass jede Form von Klemmeinrichtung 80, die dazu geeignet ist, um den ersten Block 10 in der beschriebenen Weise in Richtung des zweiten Blocks 40 zu drücken, verwendet werden kann, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Zum Beispiel kann die Klemmeinrichtung 80, die das Gewindeelement 82 verwendet, nach Wunsch durch jede Form von Klemme ersetzt werden, die dazu verwendet wird, um den ersten Block 10 in Richtung des zweiten Blocks 40 zu zwingen.
Die Leitung 60 weist einen zylindrischen Rohrabschnitt 61 auf, der eine sich axial erstreckende Öffnung 62, die dadurch ausgebildet ist, hat. Ein im Wesentlichen zylindrischer Flansch 64 erstreckt sich von einem Ende des Rohrabschnitts 61 radial nach außen. Der Flansch 64 weist eine erste Oberfläche 65 auf, die sich von einer äußeren Umfangsfläche 69 des Rohrabschnitts 61 radial nach außen erstreckt und eine zweite Oberfläche 67, die sich von einem Ende der Öffnung 62 radial nach außen erstreckt. Die erste Oberfläche 65 und die zweite Oberfläche 67 sind im Wesentlichen planar und im Wesentlichen parallel angeordnet. Wenn die Leitung 60 in die Dichtungsanordnung 1 installiert wird, ist die erste Oberfläche 65 des Flanschs 64 in gegenüberliegender Beziehung mit der ersten Dichtfläche 26 des ersten Blocks 10, während die zweite Oberfläche 67 des Flanschs 64 in gegenüberliegender Beziehung mit der zweiten Dichtfläche 56 des zweiten Blocks 40 ist.
Die Leitung 60 ist aus einem Material gebildet, das, basierend auf einer Kombination von Eigenschaften, darunter Gewicht und Plastizität, ausgewählt wird. Insbesondere ist der Flansch 64 der Leitung 60 aus einem Material gebildet, das elastisch verschiebbar ist, wenn die Eingreifeinrichtungen 28, 58 der Dichtflächen 26, 56 in den Flansch 64 hineingedrückt werden und das in eine ursprüngliche Form zurückkehren kann, wenn die Eingreifeinrichtungen 28, 58 entfernt werden, wie nachstehend beschrieben wird. Die Leitung 60 kann aus einem Kunststoffmaterial oder Polymermaterial gebildet sein. Insbesondere kann die Leitung 60 aus einem thermoplastischen Polymer wie Polyethylen, Polypropylen, Polyethylenterephthalat, Polyketon, Polyamid, Polyphenylensulfid und Variationen und Kombinationen davon gebildet sein. In alternativen Ausführungsformen, kann die Leitung 60 aus einem duroplastischen Polymer oder einem thermoplastischen Elastomer gebildet sein, wenn diese Materialien eine geeignete Plastizität aufweisen.
Die Leitung 60 kann so vorgeformt sein, dass sie den Flansch 64 aufweist oder der Flansch 64 kann während eines Prozesses der Anordnung der Dichtungsanordnung 1 ausgebildet werden. Zum Beispiel kann die Leitung 60 als ein zylindrisches Rohr frei von dem Flansch 64 beginnen. Die Leitung 60 kann dann in die erste Öffnung 30 des ersten Blocks 10 eingesetzt werden, bis sich ein Ende der Leitung 60 über die erste Dichtfläche 26 hinaus erstreckt. Das Einsetzen der Leitung 60 in die erste Öffnung 30 kann beinhalten, dass die Leitung 60 lose innerhalb der ersten Öffnung 30 aufgenommen wird, dass die Leitung 60 reibschlüssig innerhalb der ersten Öffnung 30 aufgenommen wird oder, dass die Leitung 60 mechanisch mit der ersten Öffnung 30 in Eingriff steht wie durch Einrichtungen von zusammenwirkenden Gewinden, die sowohl auf der äußeren Umfangsfläche der Leitung 60 als auch einem Abschnitt des ersten Blocks 10, der die erste Öffnung 30 definiert, ausgebildet sind.
Der Abschnitt der Leitung 60, der sich axial über die erste Dichtfläche 26 hinaus erstreckt wird dann radial nach außen verformt, um den Flansch 64 der Leitung 60 zu bilden. In einer Ausführungsform ist die Leitung 60 aus dem thermoplastischen Material ausgebildet und die Bildung des Flanschs 64 beinhaltet das Heizen des Endes der Leitung 60 nahe oder über einer entsprechenden Schmelz- oder Erweichungstemperatur der Leitung 60, um zu ermöglichen, dass das Ende der Leitung 60 radial nach außen verformt wird. Die Verformung des Endes der Leitung 60 kann beinhalten, dass das Ende zu der allgemeinen Gestalt des Flanschs 64 geformt wird. In alternativen Ausführungsformen kann der Flansch 64 an dem distalen Ende der Leitung 60 vorgeformt sein, wobei das Ende der Leitung 60, das dem Flansch 64 gegenüberliegt, durch die erste Öffnung 30 des ersten Blocks 10 hindurch geführt wird, um eine störende Beeinflussung zwischen dem Flansch 64 und der ersten Öffnung 30 zu verhindern.
In der gezeigten Ausführungsform bildet der erste Block 10 einen männlichen Block, der unabhängig ausgebildet ist und so konfiguriert ist, dass er die Leitung 60 aufnimmt, während der zweite Block 40 einen weiblichen Block bildet, der integral mit einer Komponente 99 eines HVAC-Systems ausgebildet ist, wobei die Leitung 60 so konfiguriert ist, dass sie einen Durchfluss eines Fluids aufnimmt, der der Komponente 99 des HVAC-Systems zugeordnet ist. Jedoch wird verstanden werden, dass der männliche Block und der weibliche Block austauschbar verwendet werden können, wobei einer von den Blöcken 10, 40 unabhängig ausgebildet sein kann und der andere von den Blöcken 10, 40 integral mit der HVAC-Komponente ausgebildet sein kann. Alternativ können beide von den Blöcken 10, 40 unabhängig ausgebildet sein und so konfiguriert sein, dass sie eine Leitung 60 darin aufnehmen, wobei die Dichtungsanordnung 1, wie in 11 gezeigt, als ein Inline-Fitting funktioniert, wie nachstehend im Detail beschrieben wird.
Der Einsatz 70 ist ein dünnwandiges zylindrisches Rohr, das aus einem starren Material gebildet ist. Der Einsatz 70 weist eine sich axial erstreckende Öffnung 74 auf, die eine Fluidverbindung zwischen einem ersten Ende 75 und einem zweiten Ende 76 des Einsatzes 70 bereitstellt. Der Einsatz 70 kann eine ringförmige Wulst 72 aufweisen, die eine äußere Umfangsfläche 71 des Einsatzes 70 zwischen dem ersten Ende 75 und dem zweiten Ende 76 davon umschreibt, wobei ein Außendurchmesser der ringförmigen Wulst 72 größer als ein Innendurchmesser sowohl der Öffnung 62 der Leitung 60 als auch der zweiten Öffnung 46 des zweiten Blocks 40 ist.
Das erste Ende 75 des Einsatzes 70 ist so konfiguriert, dass es abdichtend in der Öffnung 62 der Leitung 60 aufgenommen wird und das zweite Ende 76 des Einsatzes 70 ist so konfiguriert, dass es abdichtend in der zweiten Öffnung 46 des zweiten Blocks 40 aufgenommen wird. In der gezeigten Ausführungsform ist ein Außendurchmesser der äußeren Umfangsfläche 71 des Einsatzes 70 an sowohl dem ersten Ende 75 als auch dem zweiten Ende 76 davon so konfiguriert, dass er reibschlüssig innerhalb der Innendurchmesser sowohl der Öffnung 62 der Leitung 60 als auch der zweiten Öffnung 46 des zweiten Blocks 40 aufgenommen wird.
Die Formation der Dichtungsanordnung 1 wird wie folgt vervollständigt. Wie oben erklärt, kann die Leitung 60 mit oder ohne dem Flansch 64, der an einem Ende davon vorgeformt wird, ausgebildet werden. Wenn die Leitung 60 den vorgeformten Flansch 64 aufweist, kann die Leitung 60 durch die erste Öffnung 30 des ersten Blocks 10 hindurch geführt werden, bis der Flansch 64 an der ersten Dichtfläche 26 anliegt. Alternativ kann die Leitung 60 durch die erste Öffnung 30 geführt werden, bis ein Ende der Leitung 60 so positioniert ist, dass es radial nach außen über den Schnittpunkt der ersten Dichtfläche 26 und der ersten Öffnung 30 hinaus verformt wird, um den Flansch 64 zu bilden. In jedem Fall wird die Leitung 60 in die erste Öffnung 30 des ersten Blocks 10 in einer Weise eingesetzt, wobei der Flansch 64 der Leitung 60 zumindest an einem Abschnitt der ersten Dichtfläche 26 des ersten Blocks 10 anliegt.
Als nächstes wird das erste Ende 75 des Einsatzes 70 reibschlüssig in die Öffnung 62 der Leitung 60 eingesetzt, bis die ringförmige Wulst 72 in die zweite Oberfläche 67 des Flanschs 64 eingreift. Der Vorsprung 16 des ersten Blocks 10, der die Leitung 60 und den Einsatz 70 aufweist, wird dann in der zweiten Aussparung 54 des zweiten Blocks 40 aufgenommen. Der periphere Rand 20 des Vorsprungs 16 liegt in der ringförmigen Nut 59 der zweiten Aussparung 54, um den ersten Block 10 relativ zu dem zweiten Block 40 ordnungsgemäß anzuordnen. Die erste Klemmöffnung 38 des ersten Blocks 10 und die zweite Klemmöffnung 48 werden ebenfalls zueinander ausgerichtet um zu ermöglichen, dass das Gewindeelement 82 dadurch aufgenommen wird. Das Einsetzen des Vorsprungs 16 in die zweite Aussparung 54 weist ferner auf, dass das zweite Ende 76 des Einsatzes 70 reibschlüssig innerhalb des Innendurchmessers der zweiten Öffnung 46 des zweiten Blocks 40 aufgenommen wird. Der Vorsprung 16 kann zum Beispiel in die zweite Aussparung 54 eingesetzt werden, bis die ringförmige Wulst 72 des Einsatzes 70 unmittelbar benachbart oder in Eingriff mit der zweiten Dichtfläche 56 des zweiten Blocks 40 angeordnet ist.
2 zeigt die Dichtungsanordnung 1 wenn die erste Oberfläche 65 des Flanschs 64 zunächst in Eingriff mit der Eingreifeinrichtung 28 der ersten Dichtfläche 26 steht, während die zweite Oberfläche 67 des Flanschs 64 mit der Eingreifeinrichtung 58 der zweiten Dichtfläche 56 in Eingriff steht. Das Gewindeelement 82 wurde durch die erste und zweite Klemmöffnungen 38, 48 geführt und die Mutter 84 wurde gedreht, um die erste Kontaktfläche 14 des ersten Blocks 10 benachbart zu der zweiten Kontaktfläche 44 des zweiten Blocks 40 zu platzieren, wobei die Hebeleinrichtung 29 des ersten Blocks 10 fast in Eingriff mit der zweiten Kontaktfläche 44 steht.
Die Konfiguration, die in 2 gezeigt ist, entspricht einer Positionierung des ersten Blocks 10 relativ zu dem zweiten Block 40 bevor eine vollständig abgedichtete Konfiguration der Dichtungsanordnung 1 erreicht wird. Die innere Umfangsfläche 25 der ersten Aussparung 24, die erste Dichtfläche 26, die zweite Dichtfläche 56 und die äußere Umfangsfläche 71 des Einsatzes 70 wirken zusammen, um eine ringförmige Stopfbuchse 79 zum Aufnehmen des Flanschs 64 der Leitung 60 zu bilden.
Die Mutter 84 des Gewindeelements 82 wird dann weiter gedreht, um den Abstand, der zwischen der ersten Dichtfläche 26 und der zweiten Dichtfläche 56 ausgebildet ist, weiter zu reduzieren, wodurch das Volumen der ringförmigen Stopfbuchse 79 kontinuierlich reduziert wird. Die Eingreifeinrichtung 28 und die Eingreifeinrichtung 58, die in radialer Ausrichtung zueinander sind, werden enger zusammengebracht, um eine lokalisierte Druckspannung an den Flansch 64 der Leitung 60 zu vermitteln. Wenn die Eingreifeinrichtungen 28, 58 in den Flansch 64 vordringen wird das Material, das den Flansch 64 bildet, durch die Eingreifeinrichtungen 28, 58 verschoben und fließt in die Kavitäten 36, 66 der Dichtflächen 26, 56. Die Dichtflächen 26, 56 werden dann kontinuierlich aufeinander zu fortbewegt, bis ein Volumen der Stopfbuchse 79 zu ungefähr 100% mit dem verformten Flansch 64 gefüllt ist. Das Material, das den Flansch 64 bildet, füllt die Stopfbuchse 79 vollständig, um die Stopfbuchse 79 hydrostatisch zu verriegeln, wodurch Materialkriechen verhindert wird und ein Dichtungsvermögen der Dichtungsanordnung 1 während des thermischen Zyklus der Dichtungsanordnung 1 maximiert wird.
Während des Ziehens des ersten Blocks 10 in Richtung des zweiten Blocks 40 durch Drehen der Mutter 84 der Klemmeinrichtung 80 kontaktiert schließlich die Hebeleinrichtung 29 des ersten Block 10 die zweite Kontaktfläche 44 des zweiten Blocks 40. Die Klemmkraft, die von der Klemmeinrichtung 80 bereitgestellt wird, wird daher auf einen Abschnitt der Dichtungsanordnung 1 zwischen dem Eingriff der Hebeleinrichtung 29 mit dem zweiten Block 40 und dem Eingriff der ersten und zweiten Dichtflächen 26, 56 in den Flansch 64 der Leitung 60 ausgeübt. Die Hebeleinrichtung 29 ist daher so konfiguriert, dass sie gegen die ausgeübte Vorspannung durch die Klemmeinrichtung 80 wirkt, wodurch ebenfalls die Dichtflächen 26, 56 der Blöcke 10, 40 gegeneinander vorgespannt sind, um die Druckspannung auf den Flansch 64 der Leitung 60 zu maximieren.
Die Hebeleinrichtung 29 stellt ebenfalls vorzugsweise einen Raum zwischen den gegenüberliegenden Kontaktflächen 14, 44 der Blöcke 10, 40 bereit, wenn das Design-Drehmoment der Klemmeinrichtung 80 der Dichtungsanordnung 1 erreicht wurde. Dadurch, dass die Dichtungsanordnung 1 über die Lebensdauer des HVAC-Systems, das die Dichtungsanordnung 1 aufweist, demontiert und wieder zusammengesetzt wird, kann der Flansch 64 eine plastische Verformung erfahren, wobei der Flansch 64 nach der Demontage der Dichtungsanordnung 1 nicht vollständig in seine ursprüngliche Form zurückkehrt. Folglich ermöglicht der Abstand, der durch die Hebeleinrichtung 29 ausgebildet wird, dass der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Dichtflächen 26, 56 mit jeder aufeinanderfolgenden Demontage und Remontage der Dichtungsanordnung 1 zunehmend reduziert wird, wodurch die plastische Verformung des Flanschs 64 aufgenommen wird. In anderen Worten, in Abwesenheit der Hebeleinrichtung 29 wären die Blöcke 10, 40 nicht in der Lage, um relativ zueinander um die Hebeleinrichtung 29 verschwenkbar zu sein, um geringfügige Variationen in der Dicke des Flanschs 64 infolge einer plastischen Verformung davon zu berücksichtigen. Die Existenz der Hebeleinrichtung 29 verlängert dadurch die nützliche Lebensdauer der Leitung 60, indem sie dem Flansch 64 ermöglicht, im Anschluss an einen längeren Gebrauch davon ordnungsgemäß abgedichtet zu werden, sogar bei Vorhandensein von plastischer Verformung.
Wie vorstehend erklärt, kann die Klemmeinrichtung 80 der Dichtungsanordnung 1, die das Gewindeelement 82 aufweist, durch jegliche Form von Vorspanneinrichtung ersetzt werden, die dazu geeignet ist, um den ersten Block 10 in Richtung des zweiten Blocks 40 zu ziehen, wie die Verwendung einer Klemme (nicht gezeigt). Für den Fall, dass eine Klemme verwendet wird, werden die Druckkräfte der Klemme auf die Blöcke 10, 40 zwischen der Hebeleinrichtung 29 und der Leitung 60 auf ähnliche Weise wie bei der Verwendung des Gewindeelements 82 ausgeübt.
Sobald der Flansch 64 in geeigneter Weise zwischen den Dichtflächen 26, 56 zusammengedrückt wird, um die Stopfbuchse 79 im Wesentlichen zu füllen, bildet die Dichtungsanordnung 1 einen kontinuierlichen und abgedichteten Strömungspfad, durch welchen ein Fluid, das dem HVAC-System zugeordnet ist, fließen kann. Das Fluid kann zum Beispiel durch die Öffnung 62 der Leitung 60, die Öffnung 74 des Einsatzes 70 und die zweite Öffnung 46 des zweiten Blocks 40 fließen, bevor es in die internen Elemente der Komponente 99, mit welcher der zweite Block 40 integral ausgebildet ist, gelangt. Das Fluid kann zum Beispiel ein Kältemittel sein, das zwischen einer stromaufwärts liegenden Komponente (nicht gezeigt) des HVAC-Systems und der Komponente 99 des HVAC-Systems, das den zweiten Block 40 aufweist, befördert wird.
11–14 zeigen verschiedene alternative Konfigurationen der Dichtungsanordnungen gemäß alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In 11 weist eine Dichtungsanordnung 101 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ferner eine zweite Leitung 160 zusätzlich zu der Leitung 60 auf, die innerhalb der ersten Öffnung 30 des ersten Blocks 10 angeordnet ist. Die Konfiguration, die in 11 gezeigt ist, kann verwendet werden, um ein Inline-Fitting des HVAC-Systems zu bilden.
Die zweite Leitung 160 ist in ihrer Form im Wesentlichen identisch zu der Leitung 60, während sie gegenüberliegend angeordnet ist. Die zweite Leitung 160 weist einen sich radial nach außen erstreckenden Flansch 164 auf, der sich benachbart zu der zweiten Dichtfläche 56 des zweiten Blocks 40 erstreckt. Die Verwendung der zweiten Leitung 160 resultiert darin, dass die zweite Öffnung 46 des zweiten Blocks 40 einen leicht vergrößerten Innendurchmesser im Vergleich zu dem in 1–4 gezeigten aufweist, um die Dicke der zweiten Leitung 160 aufzunehmen. Eine Öffnung 162, die durch die zweite Leitung 160 ausgebildet ist, ist so bemessen, dass sie einen Innendurchmesser gleich dem der Öffnung 62, die sich durch die Leitung 60 erstreckt, hat. Der Einsatz 70 ist dementsprechend in der Lage, um reibschlüssig in sowohl der Öffnung 62 der Leitung 60 als auch der Öffnung 162 der zweiten Leitung 160 aufgenommen zu werden.
Die zweite Leitung 160 kann den Flansch 164 vor dem Einsatz der zweiten Leitung 160 vorgeformt aufweisen oder der Flansch 164 kann ausgebildet werden, nachdem sich erst eine Länge der zweiten Leitung 160 durch die zweite Öffnung 46 des zweiten Blocks 40 hindurch erstreckt, bevor das Ende der zweiten Leitung 160 radial nach außen verformt wird, wie mittels eines Formungsverfahrens.
Die Ausführungsform der Dichtungsanordnung 101, die in 11 gezeigt ist, funktioniert auf die gleiche Weise wie die Dichtungsanordnung 1, die in den 1–4 gezeigt ist, wobei eine Klemmeinrichtung so eingestellt ist, dass sie jeden der Flansche 64, 164 zwischen den Dichtflächen 26, 56 zusammendrückt, um eine Stopfbuchse, die durch das Zusammenwirken der Blöcke 10, 40 gebildet wird, zu füllen. Wie verstanden werden sollte, kann die Dicke von jedem der Flansche 64, 164 so gewählt werden, dass die zugeordnete Stopfbuchse vollständig gefüllt wird, wenn sie mit dem Design-Drehmoment der Dichtungsanordnung 101 zusammengedrückt werden, um den Zustand der hydrostatischen Verriegelung der Stopfbuchse zu erreichen.
12 zeigt eine Dichtungsanordnung 201 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die einen Einsatz 270 aufweist, der zumindest einen radial ausgebildeten Kanal 273 hat, der eine äußere Umfangsfläche 271 davon umschreibt, wobei zumindest ein Kanal 273 so konfiguriert ist, dass er einen O-Ring 278 darin aufnimmt. Der Einsatz 270 ist mit je einem Kanal 273, der auf jeder Seite einer ringförmigen Wulst 272, die die äußere Umfangsfläche 271 davon umschreibt, ausgebildet ist, gezeigt. Ein erster von den O-Ringen 278 greift sowohl abdichtend in den Einsatz 270 als auch in den Abschnitt des zweiten Blocks 40, der die zweite Öffnung 46 definiert, ein, während ein zweiter von den O-Ringen 278 abdichtend in sowohl den Einsatz 270 als auch die innere Oberfläche der Leitung 60, die die Öffnung 62 davon definiert, eingreift. Dementsprechend wirken die O-Ringe 278 als redundante Dichtungen zu der Dichtung, die durch den Flansch 64 der Leitung 60, der zwischen den Blöcken 10, 40 zusammengedrückt wird, bereitgestellt wird. Die in 12 gezeigte Dichtungsanordnung 201 arbeitet ansonsten in der gleichen Weise wie die Dichtungsanordnung 1, die in den 1–4 gezeigt ist.
13 zeigt eine Dichtungsanordnung 301 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die einen dünnwandigen zylindrischen Einsatz 370 frei von einer ringförmigen Wulst zur Herstellung einer Position des Einsatzes 370 relativ zu der Leitung 360, die innerhalb der ersten Öffnung 30 des ersten Blocks 10 angeordnet ist, aufweist. Stattdessen ist die Leitung 360 ausgebildet, wobei eine fluidführende Öffnung 362 der Leitung 360 einen Abschnitt mit großem Durchmesser 381 und einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser 382 aufweist. Der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 382 erstreckt sich entlang eines Großteils der Öffnung 362, bis er den Abschnitt mit großem Durchmesser 381 an einer Schulter 383, die benachbart an einem Ende der Leitung 360 ausgebildet ist, schneidet. Die Schulter 383 legt ein Anschlagelement innerhalb der Leitung 360 zur Anlage an einem ersten Ende 375 des Einsatzes 370 fest, wenn der Einsatz 370 reibschlüssig innerhalb des Abschnitts mit großem Durchmesser 381 der Öffnung 362 aufgenommen wird. Ein zweites Ende 376 des Einsatzes 370 ist so konfiguriert, dass es innerhalb der zweiten Öffnung 46 des zweiten Blocks 40 aufgenommen wird. Der Einsatz 370 weist eine Öffnung 372 auf, die eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Ende 375 und dem zweiten Ende 376 davon bereitstellt. Die in 13 gezeigte Dichtungsanordnung 301 arbeitet ansonsten in der gleichen Weise wie die Dichtungsanordnung 1, die in den 1–4 gezeigt ist.
Der Abschnitt mit großem Durchmesser 381 der Leitung 360 kann während desselben Herstellungsverfahrens ausgebildet werden, das verwendet wird, um einen sich radial nach außen erstreckenden Flansch davon zu bilden. Zum Beispiel kann die Öffnung 362 der Leitung 360 ursprünglich einen Innendurchmesser gleich dem des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 382 entlang einer Länge davon haben und Abschnitte der Leitung 360, die benachbart des Flanschs davon ausgebildet sind, können erhitzt werden, um die Abschnitte der Leitung 360 zur Verformung zu präparieren. Ein Werkzeug (nicht gezeigt), das verwendet wird, um die Verformung des Flanschs durchzuführen, kann einen zylindrisch geformten Vorsprung aufweisen, der einen Außendurchmesser aufweist, der dem Abschnitt mit großem Durchmesser 381 der Öffnung 362 entspricht. Der Vorsprung kann dann axial in die Öffnung 362 eingesetzt werden, um die Leitung 360 zu verformen, um den Abschnitt mit großem Durchmesser 381 davon auszubilden. Der Vorsprung kann sich von einem Flanschabschnitt des Werkzeugs erstrecken, das verwendet wird, um den Abschnitt der Leitung 360 zur Ausbildung des Flanschs nach außen zu verformen. Alternative Methoden zur Ausbildung des Abschnitts mit großem Durchmesser 381 und des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 382 können ebenfalls verwendet werden, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
14 zeigt eine Dichtungsanordnung 401 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die eine Modifikation des zweiten Blocks 40 der Dichtungsanordnung 1, die in den 1–4 gezeigt ist, aufweist, was dazu führt, dass der unabhängig ausgebildete Einsatz 70 von der Verwendung in der Ausbildung der Dichtungsanordnung 1 entfernt wird. Stattdessen weist ein zweiter Block 440 einen sich axial erstreckenden ringförmigen Vorsprung 441 auf, der sich von einem radial inneren Ende einer zweiten Dichtfläche 456 des zweiten Blocks 440 erstreckt. Der ringförmige Vorsprung 441 weist eine innere Oberfläche 443 auf, die einen Abschnitt einer zweiten Öffnung 446 des zweiten Blocks 440 definiert und eine äußere Oberfläche 444, die einen Durchmesser hat, der im Wesentlichen gleich wie der Durchmesser der Öffnung 62 der Leitung 60 ist. Der ringförmige Vorsprung 441 bildet einen Einsatz, der so konfiguriert ist, dass er reibschlüssig innerhalb der Öffnung 62 der Leitung 60 aufgenommen wird, wenn der erste Block 10 mittels der Kraft, die durch die Klemmeinrichtung ausgeübt wird, benachbart an den zweiten Block 440 herangebracht wird. Die in 14 gezeigte Dichtungsanordnung 401 arbeitet ansonsten in der gleichen Weise wie die Dichtungsanordnung 1, die in den 1–4 gezeigt ist.
Die Dichtungsanordnungen 1, 101, 201, 301, 401, die hierin offenbart werden, bieten mehrere Vorteile gegenüber den Dichtungsanordnungen des Stands der Technik. Erstens reduziert die Verwendung von Kunststoffleitungen, die zum fluiddichten Abdichten fähig sind, die Kosten und das Gewicht des HVAC-Systems, das die Kunststoffleitungen aufweist. Zweitens liefert das Vorhandensein der Hebeleinrichtung eine gewünschte Vorspannkraft an das Eingreifen der Dichtflächen, während es ebenfalls die Lebensdauer von jeder von den Dichtungsanordnungen fördert. Drittens ermöglicht das Vorhandensein eines starren Einsatzes, der von dem Flansch von jeder der Leitungen radial nach innen angeordnet ist, dass jeder von den Flanschen innerhalb der entsprechenden Stopfbuchse hydrostatisch verriegelt wird, um ein unerwünschtes Kriechen des Flanschs darin zu verhindern.
Anhand der vorangegangenen Beschreibung kann der Fachmann die wesentlichen Eigenschaften dieser Erfindung leicht ermitteln und, ohne das Wesen und den Umfang davon zu verlassen, verschiedene Änderungen und Modifikationen der Erfindung vornehmen, um sie an verschiedene Verwendungen und Bedingungen anzupassen.
Insbesondere können die Merkmale aller Ausführungsformen und aller Ansprüche miteinander kombiniert werden, solange sie sich nicht widersprechen.

Claims

Dichtungsanordnung aufweisend: einen ersten Block, der eine erste Öffnung hat und eine erste Dichtfläche, die sich von einem Ende der ersten Öffnung radial nach außen erstreckt; einen zweiten Block, der eine zweite Öffnung hat und eine zweite Dichtfläche, die sich von einem Ende der zweiten Öffnung radial nach außen erstreckt; eine Leitung, die einen Rohrabschnitt mit einer sich axial erstreckenden Öffnung und einen Flansch, der sich von einem Ende des Rohrabschnitts radial nach außen erstreckt, aufweist, wobei der Rohrabschnitt innerhalb der ersten Öffnung des ersten Blocks angeordnet ist, wobei der Flansch zwischen der ersten Dichtfläche des ersten Blocks und der zweiten Dichtfläche des zweiten Blocks angeordnet ist und so konfiguriert ist, dass er sich verformt, wenn er zwischen diesen zusammengedrückt wird; und einen Einsatz, der eine Fluidverbindung zwischen der Öffnung des Rohrabschnitts und der zweiten Öffnung des zweiten Blocks bereitstellt.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, wobei ein erstes Ende des Einsatzes in der Öffnung des Rohrabschnitts aufgenommen ist und ein zweites Ende des Einsatzes in der zweiten Öffnung des zweiten Blocks aufgenommen ist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 2, wobei eine ringförmige Wulst eine äußere Oberfläche des Einsatzes zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende davon umschreibt, wobei die ringförmige Wulst so konfiguriert ist, dass sie an dem Flansch der Leitung anliegt, um eine Position des Einsatzes relativ zu der Leitung festzulegen.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 2, wobei die Öffnung des Rohrabschnitts eine Schulter zur Anlage an dem ersten Ende des Einsatzes aufweist, um eine Position des Einsatzes relativ zu der Leitung festzulegen.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der Einsatz ein ringförmiger Vorsprung ist, der monolithisch mit dem zweiten Block ausgebildet ist und sich axial von der zweiten Dichtfläche erstreckt.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, wobei die erste Dichtfläche eine ringförmige erste Eingreifeinrichtung aufweist, die so konfiguriert ist, dass sie in eine erste Oberfläche des Flansches eingreift, wobei die zweite Dichtfläche eine ringförmige zweite Eingreifeinrichtung aufweist, die so konfiguriert ist, dass sie in eine zweite Oberfläche des Flansches eingreift, die gegenüber der ersten Oberfläche davon ausgebildet ist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 6, wobei sowohl die erste Eingreifeinrichtung als auch die zweite Eingreifeinrichtung nach innen konisch zulaufende Vorsprünge sind, die sich in Richtung des Flansches erstrecken.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 7, wobei jeder der nach innen konisch zulaufenden Vorsprünge entweder scharf oder abgerundet an einem distalen Ende davon ist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 6, wobei die erste Eingreifeinrichtung radial mit der zweiten Eingreifeinrichtung ausgerichtet ist
Dichtungsanordnung nach Anspruch 6, wobei zumindest eine von der ersten Dichtfläche und der zweiten Dichtfläche eine Kavität aufweist, wobei die Kavität eine Vertiefung bildet, die so konfiguriert ist, dass sie zumindest einen Abschnitt des Flansches der Leitung aufnimmt, wenn sich der Flansch als Reaktion auf das Zusammendrücken des Flansches zwischen der ersten Dichtfläche und der zweiten Dichtfläche verformt.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der erste Block und der zweite Block aus einem nichtpolymeren Material gebildet sind und die Leitung aus einem Polymermaterial gebildet ist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 11, wobei die Leitung zumindest aus einem thermoplastischen Material, aus einem duroplastischen Material oder aus einem thermoplastischen Elastomermaterial gebildet ist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 11, wobei die Leitung entweder aus Polyethylen, Polypropylen, Polyketon, Polyethylenterephthalat, Polyamid, Polyphenylensulfid oder Kombinationen davon gebildet ist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, die ferner eine Klemmeinrichtung aufweist, die so konfiguriert ist, dass sie eine Kraft auf den ersten Block und auf den zweiten Block ausübt, um den Flansch der Leitung zwischen der ersten Dichtfläche und der zweiten Dichtfläche zusammenzudrücken.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 14, wobei einer von dem ersten Block und dem zweiten Block eine Hebeleinrichtung aufweist, die davon hervorsteht, wobei die Hebeleinrichtung seitlich beabstandet von einer Achse der ersten Öffnung ist und so konfiguriert ist, dass sie in den anderen von dem ersten Block und dem zweiten Block eingreift, wenn der Flansch zwischen der ersten Dichtfläche und der zweiten Dichtfläche zusammengedrückt wird.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 15, wobei die Klemmeinrichtung die Kraft auf den ersten Block und auf den zweiten Block entlang einer Achse ausübt, die zwischen der Achse der ersten Öffnung und dem Eingreifen der Hebeleinrichtung in den anderen von dem ersten Block und dem zweiten Block ausgebildet ist, wenn der Flansch zwischen der ersten Dichtfläche und der zweiten Dichtfläche zusammengedrückt wird.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, wobei einer von dem ersten Block und dem zweiten Block eine axiale Oberfläche aufweist, die sich von einer von der ersten Dichtfläche und der zweiten Dichtfläche in Richtung der anderen von der ersten Dichtfläche und der zweiten Dichtfläche erstreckt, wobei die axiale Oberfläche, die erste Dichtfläche, die zweite Dichtfläche und der Einsatz zusammenwirken, um eine ringförmige Stopfbuchse zu bilden, um den Flansch der Leitung aufzunehmen.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 17, wobei der Flansch so konfiguriert ist, dass er sich verformt, um die gesamte ringförmige Stopfbuchse zu füllen, um den Flansch innerhalb der ringförmigen Stopfbuchse hydrostatisch zu verriegeln, wenn der Flansch zwischen der ersten Dichtfläche und der zweiten Dichtfläche zusammengedrückt wird.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der erste Block einen ringförmigen Rand aufweist, der die erste Dichtfläche umgibt und der zweite Block eine ringförmige Nut aufweist, die die zweite Dichtfläche umgibt, wobei der ringförmige Rand so konfiguriert ist, dass er innerhalb der ringförmigen Nut aufgenommen wird, wenn der Flansch zwischen der ersten Dichtfläche und der zweiten Dichtfläche zusammengedrückt wird.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, wobei einer von dem ersten Block und dem zweiten Block integral mit einer Komponente eines Heizungssystems, Ventilationssystems und Klimatisierungssystems ausgebildet ist und der andere von dem ersten Block und dem zweiten Block unabhängig von der Komponente des Heizungssystems, Ventilationssystems und Klimatisierungssystems ausgebildet ist.