DE102019133140A1

DE102019133140A1 - "Leitungsverbinder"

Info

Publication number: DE102019133140A1
Application number: DE102019133140.4A
Authority: DE
Inventors: Andreas Koenen; Steffen Dahl; Marco Isenburg
Original assignee: Voss Automotive GmbH
Current assignee: Voss Automotive GmbH
Priority date: 2019-12-05
Filing date: 2019-12-05
Publication date: 2021-06-10

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Leitungssatz, aufweisend einen Leitungsverbinder (1), ein Außenrohr (2), ein Innenrohr (4) sowie ein Anschlussteil (6) mit einem Fluidraum (8). Der Fluidraum (8) ist einseitig mit einem mit dem Anschlussteil (6) verbindbaren Verschlusselement (10) und anderseitig mit einem Verbindungselement (12) zum Verbinden des Außenrohres (2) begrenzt. Das Außenrohr (2) umgibt zumindest über einen Teil seiner Länge das Innenrohr (4), so dass zwischen dem Außenrohr (2) und dem Innenrohr (4) ein Außenströmungspfad (26) ausgebildet ist, welcher fluidisch mit dem Fluidraum (8) verbunden ist. Das Anschlussteil (6) weist einen Strömungsabzweig (28) auf, welcher fluidisch mit dem Fluidraum (8) verbunden ist, Das Innenrohr (4) verläuft durch das Verbindungselement (12) und den Fluidraum (8) des Anschlussteils (6) hindurch und tritt aus einer Austrittsöffnung (30) des Verschlusselements (10) aus dem Anschlussteil (6) aus. Des Weiteren umfasst die Erfindung einen Leitungsverbinder (1) zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Leitungssatz.

Description

Die Erfindung betrifft einen Leitungssatz, aufweisend einen Leitungsverbinder, ein Außenrohr, ein Innenrohr sowie ein Anschlussteil mit einem Fluidraum, wobei der Fluidraum einseitig mit einem mit dem Anschlussteil verbindbaren Verschlusselement und anderseitig mit einem Verbindungselement zum Verbinden des Außenrohres begrenzt ist, wobei das Außenrohr zumindest über einen Teil seiner Länge das Innenrohr umgibt, so dass zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr ein Außenströmungspfad ausgebildet ist, welcher fluidisch mit dem Fluidraum verbunden ist, wobei das Anschlussteil einen Strömungsabzweig aufweist, welcher fluidisch mit dem Fluidraum verbunden ist.
Des Weiteren umfasst die Erfindung einen Leitungsverbinder zur Verwendung in einem solchen Leitungssatz.
Aus der WO 2014/198915 A1 ist ein gattungsgemäßer Leitungssatz bekannt. Dieser Leitungssatz ist dreiteilig aufgebaut und weist ein Verbindungselement zum Verbinden eines Außenrohres, ein erstes Anschlusselement zum Anschließen einer Leitung an den Strömungsweg eines in dem Außenrohr geführten Innenrohres und ein zweites Anschlusselement zum Anschließen einer Leitung an den Strömungsweg des Außenrohres auf. Hierbei weist das erste Anschlusselement ein inneres Verbindungselement auf, welches in einen fluidisch mit dem Strömungsweg des Außenrohres verbundenen Fluidraum hineinragt. Mit diesem inneren Verbindungselement wird das Innenrohr verbunden. Für die Montage muss dabei sowohl das Außenrohr mit dem Verbindungselement als auch das Verbindungselement mit einer Verbindungshülse sowie das innere Verbindungselement mit dem Innenrohr als auch das erste Anschlusselement mit der Verbindungshülse jeweils verbunden werden. Weiterhin weist der Strömungsweg des Innenrohres wegen des Wechsels vom Innenrohr auf das erste Anschlussteil und von diesem auf die mit dem Anschlussteil verbundene Leitung eine erhöhte Anfälligkeit für Undichtigkeiten auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den aus dem Stand der Technik bekannten Leitungssatz derart zu verbessern, dass die Montage vereinfacht wird und die Leckageanfälligkeit, insbesondere des Innenrohres, reduziert wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass das Innenrohr durch das Verbindungselement und den Fluidraum des Anschlussteils hindurch verläuft und aus einer Austrittsöffnung des Verschlusselements aus dem Anschlussteil austritt.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung besteht darin, dass das Innenrohr durchgängig verwendet werden kann und nicht, wie aus dem Stand der Technik bekannt, abgeschnitten und mittels eines Anschlussteils überbrückt werden muss. Dadurch wird insbesondere eine komplizierte und meist aufwändige Verbindung des Innenrohres im Fluidraum des Anschlussteils vermieden. Weiterhin ist es durch die erfindungsgemäße Ausführung möglich, auf ein bestehendes Innenrohr adaptiv nachträglich und ohne großen Montageaufwand ein Außenrohr zu montieren. So kann beispielhaft auf ein Funktionsmedium führendes Innenrohr ein Außenrohr nachträglich montiert werden, welches z. B. ein Temperiermedium führt und dadurch das Innenrohr beheizt.
Insbesondere kann ein Funktionsmedium im Sinne der Erfindung ein gefriergefährdetes Funktionsmedium sein, z. B. ist das Funktionsmedium eine Harnstoff-Wasser-Lösung in einem SCR-Katalysator-System (SCR = selective catalytic reduction) eines Kraftfahrzeuges. Insbesondere bei Dieselmotoren wird häufig eine wässrige, z. B. 32,5 %-ige Harnstoff-Lösung als NOx-Reduktionsadditiv verwendet. Dabei ist es ein bekanntes Problem, dass eine solche Harnstoff-Wasser-Lösung auf Grund ihres Gefrierpunktes von etwa -11°C im Falle entsprechend niedriger Umgebungstemperaturen besondere Maßnahmen erfordert, die ein Gefrieren verhindern, um die Funktion des SCR-Katalysators auch bei niedrigen Umgebungstemperaturen zu gewährleisten.
Vorzugsweise ist ein Temperiermedium im Sinne der Erfindung dazu in der Lage, das Funktionsmedium zu temperieren, wobei Temperieren insbesondere das Erwärmen aber auch das Kühlen umfasst. Besonders bevorzugt kann als Temperiermedium Motor-Kühlmittel (Kühlwasser) verwendet werden.
Im Sinne der Erfindung ist es ebenfalls, dass das Außenrohr das Temperiermedium führt und das Innenrohr das Funktionsmedium. In diesem Fall ist z. B. die Verwendung des erfindungsgemäßen Leitungsverbinders zur nachträglichen Montage eines Temperiermittels im Sinne eines Temperiermedium führenden Außenrohres auf ein Funktionsmedium führendes Innenrohr, z. B. eine SCR-Leitung, möglich. Weiterhin kann vorteilhaft das Außenrohr das Funktionsmedium führen und das Innenrohr das Temperiermedium.
Weiterhin können sowohl das Innenrohr als auch das Außenrohr jeweils ein Funktionsmedium führen. Dabei können die Funktionsmedien gleichartig oder unterschiedlich sein. In diesem Fall erfolgt maßgeblich eine Platzersparnis, was insbesondere im Automobilbereich erhebliche Vorteile bringt.
Im umgekehrten Fall können sowohl das Innenrohr als auch das Außenrohr jeweils ein Temperiermedium führen. Dabei können die Temperiermedien gleichartig oder unterschiedlich sein. Vorteilhaft kann in diesem Fall die Kombination aus Innenrohr und Außenrohr als Wärmetauscher sein.
Vorteilhaft können der Leitungsverbinder sowie das Außen- und Innenrohr in jeder Strömungsrichtung unabhängig voneinander durchströmt werden. Weiterhin ist es optional möglich, dass das Außenrohr und/oder das Innenrohr und/oder der Leitungsverbinder selbst unterstützend ein elektrisches Heizmittel, wie einen Heizdraht oder ein Heizband, aufweisen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist das Verschlusselement in der Austrittsöffnung ein hülsenförmiges Dichtungselement auf. Das Dichtungselement ist dabei vorzugsweise fluidisch dicht mit einer axial zu einer Mittelachse der Austrittsöffnung ausgebildeten Innenfläche über eine Dichtlänge auf einem Außenumfang des Innenrohres angeordnet. Gleichzeitig ist das Dichtungselement mit einer Außenfläche in einer Dichtungsaufnahme des Verschlusselements angeordnet. Das Dichtungselement hat den Vorteil, dass das Innenrohr nur noch mittelbaren Kontakt zum Verschlusselement hat. Dadurch kann das Verschlusselement selbst inklusive der Dichtungsöffnung aus einem härteren und unnachgiebigeren Material ausgebildet sein, welches möglicherweise nicht zum Abdichten des Innenrohres geeignet ist. Weiterhin kann die Austrittsöffnung in Bezug auf das Innenrohr in einem Übermaß gefertigt werden, so dass das Dichtungselement als austauschbarer Einsatz das Adaptieren des Verschlusselements bzw. des Leitungsverbinders auf unterschiedlich im Durchmesser bemessene Innenrohre ermöglicht.
Das Dichtungselement ist vorzugsweise rotationssymmetrisch um die Mittelachse der Austrittsöffnung ausgebildet. Dabei ist die zum Innenrohr weisende Innenfläche vorzugsweise korrespondierend zum Außenumfang des Innenrohres ausgebildet. Weiterhin ist die von dem Innenrohr abweisende Außenfläche des Dichtungselements insbesondere in zwei konusförmige Pressflächen unterteilt, die jeweils axial zu der Mittelachse der Austrittsöffnung zu einem Ende des Dichtelements abflachen. Insgesamt erhält das Dichtungselement dadurch eine Tonnengeometrie, was zur Folge hat, dass das Dichtungselement positionsgetreuer in der Dichtungsaufnahme angeordnet werden kann und auch bei einer Druckbelastung bei einem Einpressen des Dichtungselements oder bei einer Ausdehnung des Innenrohres, z. B. bei einer Kälteausdehnung beim Einfrieren, nicht die vorgesehene Position verlässt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Dichtungsaufnahme mit einem Dichtabschnitt zumindest über einen Teil der Dichtlänge auf die Geometrie des Dichtungselements derart abgestimmt ausgebildet, dass die Dichtungsaufnahme im Bereich des Dichtabschnitts mit einer vorzugsweise senkrecht auf die Außenfläche wirkenden Presskraft auf die Außenfläche des Dichtungselements gepresst wird. Dadurch wird wiederum das Dichtungselement auf den Außenumfang des Innenrohres gepresst. Besonders vorteilhaft kann die Ausführung mit einem Dichtungselement kombiniert werden, welches eine konusförmig abflachende Außenfläche aufweist. In diesem Fall ist die Dichtungsaufnahme im Bereich des Dichtabschnitts vorzugsweise ebenfalls korrespondierend zu der Außenfläche konusförmig ausgebildet. Vorteilhaft wird durch die Ausführung eine optimale Anlage und Kraftübertragung zwischen Dichtungsaufnahme und Dichtabschnitt geschaffen.
Weiterhin ermöglicht eine konusförmige Dichtungsaufnahme und/oder ein konusförmiges Dichtungselement, dass bei einem axial zu der Mittelachse der Austrittsöffnung gerichteten Einpressen des Dichtungselements in die Dichtungsaufnahme anteilig eine radial zum Innenrohr wirkende Kraft bewirkt, dass das Dichtungselement mit der Dichtfläche auf den Außenumfang des Innenrohres gepresst wird und dadurch sowohl durch einen Kraftschluss ein Verrutschen des Dichtungselements auf dem Außenumfang des Innenrohres verhindert als auch die Dichtungseigenschaften selbst verbessert.
Insbesondere für eine vorteilhafte Lagesicherung und ein sicheres Einpressen des Dichtungselements weist die Dichtungsaufnahme vorzugsweise einen Verschlussabschnitt auf. Dieser Verschlussabschnitt ist hülsenartig ausgebildet und erstreckt sich einteilig mit dem Dichtabschnitt verbunden vorzugsweise parallel zur Mittelachse der Austrittsöffnung zu einem geöffneten Ende hin, insbesondere in Richtung des Fluidraums. Es ist aber ebenfalls vorteilhaft, wenn sich der Verschlussabschnitt aus dem Anschlussteil herausragend erstreckt. Praktisch wird dadurch die Montage und Wartung, insbesondere das Einsetzen des Dichtungselements, vereinfacht. Vorteilhaft ist in dem Verschlussabschnitt eine Verschlusskappe mit einer zumindest teilweise über die Dichtlänge zu der Außenfläche des Dichtungselements abgestimmt ausgebildeten Auflagefläche angeordnet. Aus den zuvor genannten Gründen ist die Auflagefläche der Verschlusskappe insbesondere ebenfalls konusförmig ausgebildet. Hierbei wird die Verschlusskappe mit einer vorzugsweise senkrecht auf die Außenfläche wirkenden Presskraft auf die Außenfläche des Dichtungselements derart gepresst, dass das Dichtungselement auf den Außenumfang des Innenrohres gepresst wird.
Die Verschlusskappe erfüllt vorzugsweise gleich mehrere Aufgaben. Mittels der Verschlusskappe wird das Dichtungselement vor einem Herausfallen aus der Dichtungsaufnahme gesichert. Weiterhin kann auf die Verschlusskappe durch eine axial zu der Mittelachse der Austrittsöffnung wirkende Kraft das Dichtungselement in der Dichtungsaufnahme verpresst werden. Vorzugsweise begrenzt die Verschlusskappe die axial zur Mittelachse der Austrittsöffnung ausgebildete Erstreckung der Dichtungsaufnahme derartig, dass die axiale Erstreckung der Dichtungsaufnahme kleiner ist als die Dichtlänge des Dichtungselements. Vorteilhaft wird dadurch das Dichtungselement in der Dichtungsaufnahme verpresst. Dabei können je nach Geometrie und/oder Material der Dichtung unterschiedliche Effekte genutzt werden, um eine Anpressung der Dichtung auf den Außenumfang des Innenrohres zu erwirken. In einem Aspekt kommt es durch die axiale Verpressung zu einer Verkürzung der Dichtlänge, wodurch das Material des Dichtungselements sich radial zu der Mittelachse der Austrittsöffnung verschiebt und sich dadurch an den Außenumfang des Innenrohres anpresst. In einem weiteren Aspekt weisen das Dichtungselement und/oder die Dichtungsaufnahme und/oder die Verschlusskappe konusförmige Kontaktflächen auf. Geometriebedingt führt eine axiale Verpressung längs der Mittelachse der Austrittsöffnung dazu, dass zumindest anteilig eine Kraft umgelenkt wird und radial auf das Innenrohr gerichtet ist. Dadurch wird ebenfalls das Dichtungselement auf den Außenumfang des Innenrohres gepresst.
In diesem Sinne sind vorteilhaft an dem Verschlussabschnitt Rasthaken ausgebildet, welche die Verschlusskappe innerhalb des Verschlussabschnitts, vorzugsweise in einer gegen das Dichtungselement verpressten Einbaulage, halten. Hierbei ist es auf besonders einfache Art möglich, das Verschlusselement, inklusive dem Dichtungselement, auf dem Innenrohr zu montieren. Die Rasthaken sind dabei vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie erst die Verschlusskappe umklammern, wenn eine bestimmte axiale Verpressung längs der Mittelachse der Austrittsöffnung auf das Dichtungselement stattgefunden hat. Diese axiale Verpressung kann dabei leicht über die Länge der Rasthaken eingestellt werden. Weiterhin weist die Verschlusskappe zur Anlage an dem Dichtungselement einen zur Mittelachse der Austrittsöffnung verlaufenden Steg auf, wobei mittels der Stegbreite ebenfalls die axiale Verpressung eingestellt werden kann.
Vorzugsweise sind die Rasthaken am Verschlussabschnitt angeordnet und ragen in den Fluidraum. Vorteilhaft sind dadurch die Rasthaken innerhalb des Anschlussteils angeordnet und vor äußerem Schmutz geschützt.
In einer besonders bevorzugten Ausführung weist der hülsenförmige Verschlussabschnitt axial zur Mittelachse des Innenrohres verlaufende und zum Fluidraum geöffnete Schlitze auf, wobei die Schlitze Stege bilden, an deren freien Enden die Rasthaken angeordnet sind. Gemäß einer besonderen Ausführung, nach welcher sich der Verschlussabschnitt nicht in Richtung des Fluidraums erstreckt, sondern aus dem Anschlussteil herausragt, weist der hülsenförmige Verschlussabschnitt axial zur Mittelachse des Innenrohres verlaufende und zu dem aus dem herausragenden Anschlussteil-Ende geöffnete Schlitze auf, wobei die Schlitze Stege bilden, an deren freien Enden die Rasthaken angeordnet sind.
Eine alternative Verbindungsmöglichkeit für die Verschlusskappe sieht vor, dass die Verschlusskappe in dem Verschlussabschnitt des Verschlusselements vorzugsweise über eine Schraub-, Schweiß- oder Klebeverbindung verbunden wird. Vorteilhaft kann durch eine Gewindeausbildung an der Verschlusskappe sowie im Verschlussabschnitt eine axiale Verpressung auf das Dichtungselement durch ein Einschrauben der Verschlusskappe erwirkt werden. Hierbei kann die Presskraft beispielsweise über die Anzahl der Umdrehungen und die daraus resultierende axiale Verschiebung bestimmt werden. Insbesondere bei einer stoffschlüssigen Verbindung muss die Verschlusskappe in einer gegen das Dichtungselement gepressten Einbaulage bis zur Vollendung des Verbindungsvorgangs gehalten werden, wobei anschließend ein besonders guter Halt der Verschlusskappe in dem Verschlussabschnitt ermöglicht wird.
Weiterhin wird die der Erfindung zu Grunde gelegte technische Aufgabe mittels eines Leitungsverbinders gemäß den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung und den abhängigen Unteransprüchen.
Es zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Leitungssatzes,
2 einen Längsschnitt durch den Leitungssatz gemäß 1 entlang einer Mittelachse einer Austrittsöffnung gemäß 1,
3 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verschlusselements in einer Außenansicht,
4 eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Verschlusselements aus 3 in einer Innenansicht,
5 einen Längsschnitt durch das Verschlusselement gemäß 3 oder 4 entlang der Mittelachse der Austrittsöffnung gemäß 3 oder 4, mit einem eingesetzten Dichtungselement und einer Verschlusskappe,
6 eine perspektivische Darstellung des Dichtungselements aus 5,
7 einen Längsschnitt durch das Dichtungselement aus 6 entlang der Mittelachse der Austrittsöffnung gemäß 6,
8 eine Detailansicht des Bereiches D des Dichtungselements aus 7,
9 eine perspektivische Darstellung der Verschlusskappe aus 5,
10 einen Längsschnitt durch die Verschlusskappe aus 9 entlang der Mittelachse der Austrittsöffnung gemäß 9 und
11 bis 14 weitere Ausführungen eines Leitungssatzes im Bereich A gemäß 2.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen.
Zu der anschließenden Beschreibung wird beansprucht, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele und dabei nicht auf alle oder mehrere Merkmale von beschriebenen Merkmalskombinationen beschränkt ist, vielmehr ist jedes einzelne Teilmerkmal des/jedes Ausführungsbeispiels auch losgelöst von allen anderen im Zusammenhang damit beschriebenen Teilmerkmalen für sich und auch in Kombination mit beliebigen Merkmalen eines anderen Ausführungsbeispiels von Bedeutung für den Gegenstand der Erfindung.
In 1 ist ein Leitungssatz, aufweisend einen Leitungsverbinder 1, ein Außenrohr 2 und ein Innenrohr 4 dargestellt. Vorzugsweise führt hierbei das Außenrohr 2 und/oder das Innenrohr 4 jeweils ein Fluid. Das Fluid kann dabei insbesondere ein Temperiermedium oder ein Funktionsmedium sein, wobei je nach Anwendungsfall durch das Innenrohr 4 und/oder das Außenrohr 2 das Funktionsmedium geleitet werden kann, oder durch das Innenrohr 4 und/oder das Außenrohr 2 das Temperiermedium geleitet werden kann.
Insbesondere handelt es sich bei dem Funktionsmedium um ein gefriergefährdetes Funktionsmedium, z. B. eine Harnstoff-Wasser-Lösung in einem SCR-Katalysator-System (SCR = selective catalytic reduction) eines Kraftfahrzeuges.
Vorzugsweise ist ein Temperiermedium dazu in der Lage, das Funktionsmedium zu temperieren, wobei Temperieren insbesondere das Erwärmen, aber auch das Kühlen umfasst. Besonders bevorzugt kann als Temperiermedium Motor-Kühlmittel (Kühlwasser) verwendet werden.
Das Innenrohr 4 und/oder das Außenrohr 2 sind dabei insbesondere als hydrolysestabilisierte Glattrohre, Wellrohre, formgebogene Rohre oder Mehrschichtrohre oder als Schlauch mit einer Druckträgerschicht ausgebildet, wobei die Materialien insbesondere Elastomere oder Thermoplaste sind. Insbesondere umfassen die Materialien Polypropylen (PP), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Polyamide, beispielsweise Polyamid 12 (PA12) oder Polyphthalamide (PPA). Insbesondere sind das Innenrohr 4 und/oder das Außenrohr 2 vorzugsweise als Mehrschichtrohr mit mindestens zwei Schichten ausgebildet. Dabei sind die Schichten aus dem gleichen oder aus unterschiedlichem Material, insbesondere aus einem der oben aufgeführten Materialien gebildet. Bei Mehrschichtrohren mit drei oder mehr Schichten können die Schichten zudem teilweise aus dem gleichen Material und teilweise aus einem unterschiedlichen Material gebildet sein. Ebenfalls sind die Schichten insbesondere aus einem der oben aufgeführten Materialien gebildet.
Das Innenrohr 4 und das Außenrohr 2 sind vorzugsweise parallelverlaufend zueinander, insbesondere konzentrisch zueinander angeordnet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform einer Rohrpaarung weist das Innenrohr 4 einen inneren Durchmesser im Bereich von 2 mm bis 7 mm und eine Wandstärke im Bereich von 0,5 mm bis 1,5 mm und das Außenrohr 2 einen inneren Durchmesser im Bereich von 8 mm bis 12 mm und eine Wandstärke im Bereich von 1 mm bis 2 mm auf. Insbesondere weist das Innenrohr 4 einen inneren Durchmesser im Bereich von 4 mm bis 6 mm und eine Wandstärke im Bereich von 0,75 mm bis 1,25 mm und das Außenrohr 2 einen inneren Durchmesser im Bereich von 9 mm bis 11 mm und eine Wandstärke im Bereich von 1,25 mm bis 1,75 mm auf. Besonders bevorzugt weist das Innenrohr 4 einen inneren Durchmesser von 5 mm und eine Wandstärke von 1 mm und das Außenrohr 2 einen inneren Durchmesser von 10 mm und eine Wandstärke von 1,5 mm auf.
Sofern ein Funktionsmedium durch mindestens ein Rohr 2, 4 geleitet wird, haben vorzugsweise die mit einem Funktionsmedium in Kontakt stehenden Oberflächen der Rohre insbesondere mindestens eine Sperrschicht aus Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) oder Fluorpolymere gegen Ammoniakpermeation ausgebildet.
In einer weiteren Ausgestaltung weisen die mit einem Funktionsmedium in Kontakt stehenden Oberflächen der Rohre 2, 4 eine AdBlue resistente Funktionsschicht auf, zum Beispiel aus PA12 oder PPA.
Sofern mindestens ein Rohr 2, 4 ein Temperiermedium führt bzw. mit einem Temperiermedium unmittelbar in Kontakt steht, hat das betreffende Rohr 2, 4 vorteilhafterweise an den in Kontakt stehenden Oberflächen eine durch Hydrolyse stabilisierte Schutzschicht, zum Beispiel aus PA12, PA66 oder PPA, ausgebildet. Bei Anwendungen, bei denen besonders hohe Temperaturen des Funktionsmediums oder des Temperiermediums erreicht werden, wird insbesondere PPA verwendet.
Insbesondere wird ein Funktionsmedium mit einem Druck im Bereich von 8 bar bis 12 bar, vorzugsweise von 9 bar bis 11 bar und vorteilhaft 10 bar durch das jeweilige Rohr 2, 4 geleitet. Hierbei können die Temperaturen des Funktionsmediums in dem jeweiligen Rohr 2, 4 im Bereich von -40 °C bis 120 °C liegen. Weiterhin vollzieht das Funktionsmedium eine Volumenexpansion, abhängig vom Druck und Temperatur, insbesondere bis 10 %. Das Außenrohr 2 und/oder das Innenrohr 4, welche das Funktionsmedium führen, sind derart ausgebildet, dass sie den oben genannten Bedingungen ohne Beschädigungen widerstehen.
Vorzugsweise wird ein Temperiermedium mit einem Druck im Bereich von 1 bar bis 3 bar, insbesondere von 1,5 bar bis 2,5 bar und vorteilhaft 2 bar durch das jeweilige Rohr 2, 4 geleitet. Hierbei können die Temperaturen des Funktionsmediums in dem jeweiligen Rohr in einem Bereich von -40 °C bis 110 °C liegen und kurzfristig einen peak bis zu 120 °C erreichen. Vorzugsweise wird das Temperiermedium für einen guten Wärmeaustausch mit einer Vorlaufgeschwindigkeit in einem Bereich von 1 L/min bis 3 L/min, insbesondere von 1,5 L/min bis 2,5 L/min, vorteilhaft 2 L/min durch das jeweilige Rohr 2, 4 geleitet. Das Außenrohr 2 und/oder das Innenrohr 4, welche das Temperiermedium führen, sind derart ausgebildet, dass sie den oben genannten Bedingungen ohne Beschädigungen widerstehen.
In 2 ist dargestellt, dass der Leitungsverbinder 1 ein Anschlussteil 6 mit einem Fluidraum 8 aufweist. Der Fluidraum 8 ist dabei einseitig mit einem mit dem Anschlussteil 6 verbindbaren Verschlusselement 10 begrenzt. Das Verschlusselement 10 ist exemplarisch in den 3 bis 5 gesondert dargestellt.
Weiterhin weist der Leitungsverbinder 1, wie in 2 gezeigt, ein Verbindungselement 12 auf. Hierbei ist der Fluidraum 8 des Anschlussteils 6 anderseitig mit dem Verbindungselement 12 zum Verbinden des Außenrohres 2 begrenzt. Das Verbindungselement 12 ist hohlzylindrisch ausgebildet und weist vorzugsweise am Außenumfang 14 an seiner in den Fluidraum 8 ragenden Seite Dichtmittel und Verbindungsmittel für eine dichtende Verbindung mit dem Anschlussteil 6 auf. Die Dichtmittel umfassen insbesondere eine Ringnut 16 und eine darin, nicht dargestellte, eingesetzte Dichtung. Dabei ist der Außenumfang 14 des Verbindungselements 12 derart an den Innenumfang des dem Verbindungselement 12 zugewandten Endes des Anschlussteils 6 angepasst, dass eine Innenwand des Anschlussteils 6 mit der in der Ringnut 16 eingesetzten Dichtung zusammenwirkt.
Die Verbindungsmittel des Verbindungselements 12 umfassen insbesondere eine am Außenumfang 14 angeordnete Rastnut 18a zur Verrastung mit mindestens einem Verbindungsmittel 18b des Anschlussteils 6. Die Verbindungsmittel 18a, 18b am Anschlussteil 6 und dem Verbindungselement 12 sind derart ausgebildet, dass das Anschlussteil 6 auf dem Verbindungselement 12 drehbar gelagert ist. Alternativ zu der Verrastung kann das Anschlussteil 6 und das Verbindungselement 12 auch vorzugsweise mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, zum Beispiel einer Schweiß- oder Klebeverbindung, verbunden werden.
Zudem umfasst das Verbindungselement 12 vorzugsweise einen Außenanschluss zur Verbindung des Außenrohres 2. Dazu ist die von dem Anschlussteil 6 wegweisende Seite des Verbindungselements 12 vorzugsweise als ein Einsteckstutzen 20 ausgebildet, wobei der Einsteckstutzen 20 insbesondere ein gezahntes Dornprofil aufweist. Das Außenrohr 2 wird zur Verbindung mit dem Verbindungselement 12 auf den Einsteckstutzen 20 aufgeschoben und vorzugsweise mittels des gezahnten Dornprofils gehalten. Alternativ zum Einsteckstutzen 20 kann der Außenanschluss auch als eine hülsenförmige Verbindungsmuffe, deren Innenumfang an den Außenumfang des Außenrohres 2 angepasst ist, ausgebildet sein. In diesem Fall wird das Außenrohr 2 zur Befestigung in die Verbindungsmuffe eingeschoben. Dabei ist die Umfangswandung der Verbindungsmuffe insbesondere zumindest teilweise lasertransparent ausgebildet, so dass das Außenrohr 2 stoffschlüssig durch Laserschweißen mit dem als Verbindungmuffe ausgebildeten Außenanschluss verbunden werden kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Alternative zu der Verbindungsmuffe und dem Einsteckstutzen 20 ist der von dem Anschlussteil 6 wegweisende Außenanschluss des Verbindungselements 12 als eine zylindrische Einsteckhülse ausgebildet. Insbesondere wird hierbei das Außenrohr 2 zur Verbindung mit dem Außenanschluss auf die Einsteckhülse aufgeschoben, wobei die Einsteckhülse einen Außenumfang aufweist, welcher vorzugsweise kleiner/gleich entsprechend einem Innenumfang des Außenrohres 2 ist. Dabei ist das Außenrohr 2 bevorzugt zumindest teilweise im Bereich der Einsteckhülse zumindest teilweise lasertransparent ausgebildet, so dass das Außenrohr 2 stoffschlüssig durch Laserschweißen mit dem Verbindungselement 12 verbunden werden kann. Insbesondere ist diesbezüglich die Einsteckhülse radial zum Außenrohr 2 glattwandig ausgebildet, wodurch die Schweißbarkeit verbessert wird.
Insbesondere kann alternativ die stoffschlüssige Verbindung zwischen Außenrohr 2 und Verbindungsstutzen bzw. Außenrohr 2 und Einsteckhülse auch durch eine Klebeverbindung hergestellt werden.
Das Verbindungselement 12 weist insbesondere im Bereich 22 des Außenanschlusses 20 einen geringeren Innenumfang auf, als in einem in dem Anschlussteil 6 angeordneten Bereich 24. Vorzugsweise ist das Verbindungselement 12 derart ausgebildet, dass sich in einem insbesondere konusförmigen bzw. trichterförmigen Übergangsabschnitt der größere Innenumfang von dem in dem Anschlussteil 6 angeordneten Bereich 24 auf den geringeren Innenumfang im Bereich 22 des Außenanschlusses 20 reduziert.
Entsprechend der in 2 dargestellten Ausführung umgibt das Außenrohr 2 zumindest über ein Teil seiner Länge das Innenrohr 4, so dass zwischen dem Außenrohr 2 und dem Innenrohr 4 ein Außenströmungspfad 26 ausgebildet ist.
In einer vorteilhaften Variante weist das Verbindungselement 12, zum Schutz des Außenströmungspfades 26 und Lagesicherung des Innenrohres 4 relativ zum Außenrohr 2, im Inneren an der Umfangswandung mindestens zwei axial verlaufende und sich radial nach innen erstreckende Stützrippen auf, die am Innenumfang des Verbindungselements 12 umfangsgemäß angeordnet sind. Vorzugsweise ist die radiale Höhe der Stützrippen zumindest in einem axial zu dem Innenrohr 4 verlaufenden Teilabschnitt derart bemessen, dass das Innenrohr 4 mittig im Verbindungselement 12 mittels der Stützrippen gelagert wird.
Wie in 2 dargestellt, ist der Außenströmungspfad 26 fluidisch mit dem Fluidraum 8 verbunden. Weiterhin ist der Fluidraum 8 fluidisch mit einem Strömungsabzweig 28 verbunden, welcher das Anschlussteil 6 aufweist. Der Strömungsabzweig 28 kann entsprechend dem Außenanschluss 20 des Verbindungselements 12 zur Verbindung mit einer Rohrleitung ausgebildet sein. Vorzugsweise ist der Strömungsabzweig 28 entsprechend 1 und 2 als eine Muffe mit einem Rastbund 28a zur Verbindung mit einer weiteren Rohrleitung mit einem Stecksystem ausgebildet. Alternativ kann der Strömungsabzweig 28 insbesondere auch als eine Einsteckhülse zum Einführen einer Rohrleitung ausgebildet sein, wobei die Einsteckhülse insbesondere zumindest teilweise lasertransparent ausgebildet ist, so dass eine Rohrleitung stoffschlüssig durch Laserschweißen mit der Einsteckhülse verbunden werden kann.
Erfindungsgemäß verläuft, wie in 2 dargestellt, das Innenrohr 4 durch das Verbindungselement 12 und durch den Fluidraum 8 des Anschlussteils 6 hindurch und tritt durch das Verschlusselement 10 aus einer Austrittsöffnung 30 aus dem Anschlussteil 6 aus.
Besonders vorteilhaft kann das Innenrohr 4 durchgängig verwendet werden und muss bei der Montage nicht aufwändig auf die Geometrie des Leitungsverbinders 1 zugeschnitten werden. Durch die erfindungsgemäße Ausführung ist es außerdem möglich, auf ein bestehendes Innenrohr 4 adaptiv nachträglich und ohne großen Montageaufwand ein Außenrohr 2 zu montieren. So kann beispielhaft auf ein Funktionsmedium führendes Innenrohr 4 ein Außenrohr 2 nachträglich montiert werden, welches z. B. ein Temperiermedium führt und dadurch das Innenrohr 4 beheizt.
In der Schnittansicht gemäß 5 ist eine bevorzugte Ausführung des Verschlusselements 10 dargestellt. Hierbei weist das Verschlusselement 10 in der Austrittsöffnung 30 ein hülsenförmiges Dichtungselement 32 auf, welches gesondert noch in den 6 bis 8 losgelöst dargestellt ist. Das Dichtungselement 32 ist in der Anwendung, wie in 2 dargestellt, fluidisch dicht mit einer axial zu einer Mittelachse X der Austrittsöffnung 30 ausgebildeten Innenfläche 34 über eine, in 7 gekennzeichnete, Dichtlänge L auf einem Außenumfang 36 des Innenrohres 4 und mit einer Außenfläche 38 in einer Dichtungsaufnahme 40 des Verschlusselements 10 angeordnet.
Vorzugsweise liegt die Dichtlänge L in einem Bereich von 6 mm bis 10 mm, insbesondere von 7 mm bis 9 mm. Bevorzugt beträgt die Dichtlänge L 8 mm. Insbesondere weist das Dichtungselement 32 eine Wandstärke B auf, welche im Bereich von 1 mm bis 3 mm, insbesondere 1,5 mm und 2,5 mm liegt oder vorzugsweise 2 mm beträgt. Die Dichtlänge L und die Wandstärke B sind in 7 gekennzeichnet. Weiterhin hat das Dichtungselement 32 einen bevorzugten Außendurchmesser D, welcher im Bereich von 7 mm bis 11 mm, insbesondere von 8 mm bis 10 mm liegt oder bevorzugt 9 mm beträgt. Zu bevorzugen ist hierbei ein Verhältnis zwischen der Wandstärke B zu der Dichtlänge L von 10 % bis 30 %. Die aufgeführten vorteilhaften Dichtungsabmessungen sind exemplarisch für ein Innenrohr 4 mit einem Außendurchmesser in einem Bereich von 7 mm bis 12 mm gewählt. Entsprechend ist für ein Innenrohr 4 mit einem abweichenden Außendurchmesser das Dichtungselement 32 vorzugsweise diesen Verhältnissen entsprechend in der Dichtlänge L und/oder der Wandstärke B und/oder dem Außendurchmesser D bzw. dem Verhältnis zwischen Wandstärke B zu der Dichtlänge L von 10 % bis 30 % angepasst.
Vorteilhaft hat das Innenrohr 4, wie in 2 zu erkennen, durch das Dichtungselement 32 nur noch mittelbaren Kontakt zum Verschlusselement 10. Dadurch kann das Verschlusselement 10 selbst inklusive der Austrittsöffnung 30 aus einem härteren und unnachgiebigeren bzw. widerstandsfähigeren Material ausgebildet sein, als eines, welches zum Abdichten des Innenrohres 4 geeignet ist. Weiterhin kann die Austrittsöffnung 30 in Bezug auf das Innenrohr 4 in einem Übermaß gefertigt werden, so dass das Dichtungselement 32 als austauschbarer Einsatz, z. B. als ein eigenständiger Dichtungskörper entsprechend der in 6 dargestellten Ausführung, das Adaptieren des Verschlusselements 10 bzw. des Leitungsverbinders 1 auf unterschiedlich im Durchmesser bemessene Innenrohre 4 ermöglicht.
Vorzugsweise ist das Dichtungselement 32 aufgrund der vorteilhaften Materialeigenschaften in Bezug auf Widerstandsfähigkeit und Anlage- sowie Dichtungseigenschaften aus EPDM oder auf Elastomer Basis ausgebildet.
Entsprechend der in den 6 bis 8 dargestellten vorteilhaften Ausführung ist das Dichtungselement 32 rotationssymmetrisch um die Mittelachse X der Austrittsöffnung 30 ausgebildet und weist insbesondere ein oder mehrere der vorteilhaften Maße bezüglich Dichtlänge L, Wandstärke B, Außendurchmesser D und/oder Wandstärke B im Verhältnis zur Dichtlänge L auf. Insbesondere ist die zum Innenrohr 4 weisende Innenfläche 34 korrespondierend zum Außenumfang 36 des Innenrohres 4 ausgebildet, wobei die von dem Innenrohr 4 abweisende Außenfläche 38 des Dichtungselements 32 vorteilhaft in zwei konusförmige Pressflächen 38 unterteilt ist, die jeweils axial zu der Mittelachse X der Austrittsöffnung 30 zu einem Ende des Dichtungselements 32 abflachen.
Vorteilhaft vergrößern die Pressflächen 38 den Außendurchmesser des Dichtungselements 32, wobei die Pressflächen 38 vorzugsweise in einem Winkel α von 10° zur Mittelachse X der Austrittsöffnung 30 zueinander, den Außendurchmesser des Dichtungselements 32 vergrößernd, ausgebildet sind. Vorteilhaft schließen die Pressflächen 38 dadurch auf der zum Innenrohr 4 weisenden Seite einen Winkel β von 160° ein.
Wie in 6 dargestellt, erhält das Dichtungselement 32 auf Grund der vorteilhaften Bewinkelungen der Pressflächen 38 eine Tonnengeometrie, was zur Folge hat, dass das Dichtungselement 32, wie in 5 dargestellt, mit einer sicheren Einbaulage in die Dichtungsaufnahme 40 angeordnet werden kann.
Mit besonderem Vorteil hat gemäß einer weiteren Ausführung das Dichtungselement 32, wie in den 6 bis 8 dargestellt, vorzugsweise mittig bezüglich der Dichtlänge L eine erste umfänglich verlaufende Nut 42 in der Außenfläche 38 und/oder eine insbesondere mittig bezüglich der Dichtlänge L angeordnete zweite Nut 44 in der Innenfläche 34 ausgebildet. Die Nut 42, 44 hat den Vorteil, dass bei einem möglichen Einpressen des Dichtungselements 32 mit der Außenfläche 38 in die Dichtungsaufnahme 40 und/oder einem Einpressen der Innenfläche 34 auf den Außenumfang 36 des Innenrohres 4, das Material des Dichtungselements 32 geringfügig in den durch die Nut 42, 44 gebildeten Freiraum fließen kann. Dadurch wird insbesondere, bei der in 5 dargestellten Einbaulage, ein Abheben der in Kontakt mit der Dichtungsaufnahme 40 und/oder dem Außenumfang 36 des Innenrohres 4 stehenden Außen- und/oder Innenfläche 34 verhindert und die fluidische Dichtigkeit verbessert. Abhängig von dem eingesetzten Material des Dichtungselements 32 ist die Nut 42, 44 vorzugsweise 10 % bis 30 % der Dichtlänge L des Dichtungselements 32 breit in Bezug auf die Dichtlänge L und insbesondere 3 % bis 10 % der Dichtlänge L tief in das Dichtungselement 32 eingekerbt. Besonders bevorzugt ist die Nut 42, 44 verrundet ausgebildet.
Gemäß der in 5 dargestellten bevorzugten Ausführung ist die Dichtungsaufnahme 40 mit einem Dichtabschnitt 46 zumindest über einen Teil der Dichtlänge L, siehe 7, auf die Geometrie des Dichtungselements 32 derart abgestimmt ausgebildet, dass die Dichtungsaufnahme 40 im Bereich des Dichtabschnitts 46 mit einer, in 8 dargestellten, vorzugsweise senkrecht auf die Außenfläche 38 wirkenden Presskraft F auf die Außenfläche 38 des Dichtungselements 32 gepresst wird. Entsprechend dem Ausführungsbeispiel in 5 ist die Dichtungsaufnahme 40 im Dichtabschnitt 46 insbesondere konusförmig ausgebildet. Weiterhin ist beispielhaft die Presskraft F, welche die Dichtungsaufnahme 40 gemäß der in 5 dargestellten Ausführung auf das Dichtungselement 32 ausübt, mit Pfeilen in 8 dargestellt. Vorteilhaft wird das Dichtungselement 32 dadurch auf den Außenumfang 36 des Innenrohres 4 gepresst.
Gemäß der in den 2 und 5 dargestellten bevorzugten Ausführung wird eine konusförmige Dichtungsaufnahme 40, insbesondere im Dichtabschnitt 46, mit einem Dichtungselement 32, welches konusförmig abflachende Pressflächen 38 aufweist, kombiniert. In diesem Fall ist die Dichtungsaufnahme 40 im Bereich des Dichtabschnitts 46 vorzugsweise ebenfalls korrespondierend zu der Pressfläche 38 des Dichtungselements 32 konusförmig ausgebildet. Vorteilhaft wird durch die Ausführung eine optimale Anlage und Kraftübertragung zwischen der Dichtungsaufnahme 40 bzw. dem Dichtabschnitt 46 und der Außenfläche 38 bzw. der Pressfläche 38 geschaffen.
Eine konusförmige Dichtungsaufnahme 40 und/oder ein konusförmiges Dichtungselement 32 bewirken vorteilhaft, dass bei einem axial zu der Mittelachse X der Austrittsöffnung 30 gerichteten Einpressen des Dichtungselements 32 in die Dichtungsaufnahme 40 anteilig eine radial zum Innenrohr 4 wirkende Kraft erzeugt wird. Diese presst das Dichtungselement 32 mit der Dichtfläche auf den Außenumfang 36 des Innenrohres 4. Dadurch werden sowohl durch einen Kraftschluss ein Verrutschen des Dichtungselements 32 auf dem Außenumfang 36 des Innenrohres 4 oder ein Rotieren des Innenrohres 4 um die Mittelachse X der Austrittsöffnung 30 verhindert als auch die Dichtungseigenschaften selbst verbessert.
Die 4 und 5 zeigen eine weitere Ausführung, gemäß welcher die Dichtungsaufnahme 40 insbesondere einen Verschlussabschnitt 48 aufweist. Dieser Verschlussabschnitt 48 ist vorzugsweise hülsenartig ausgebildet und erstreckt sich bevorzugt einteilig mit dem Dichtabschnitt 46 verbunden insbesondere parallel zur Mittelachse X der Austrittsöffnung 30 zu einem geöffneten Ende hin. Insbesondere erstreckt sich der Verschlussabschnitt 48, wie in 2 dargestellt, in Richtung des Fluidraums 8. Vorzugsweise ist in dem Verschlussabschnitt 48 eine, in den 9 und 10 dargestellte, Verschlusskappe 50 mit einer zumindest teilweise über die Dichtlänge L zu der Außenfläche 38 des Dichtungselements 32 abgestimmt ausgebildeten Auflagefläche 52 angeordnet. Insbesondere begrenzt die Verschlusskappe 50, wie in 5 dargestellt, die axial zur Mittelachse X der Austrittsöffnung 30 ausgebildete Erstreckung der Dichtungsaufnahme 40 derartig, dass die axiale Erstreckung der Dichtungsaufnahme 40 kleiner ist als die in 7 dargestellte Dichtlänge L des Dichtungselements 32. Insbesondere ist die Auflagefläche 52 konusförmig ausgebildet und besonders bevorzugt korrespondierend zu der konusförmigen Pressfläche 38 des Dichtungselements 32 und/oder der konusförmigen Dichtungsaufnahme 40 im Dichtabschnitt 46 ausgebildet. Vorteilhaft ist die Auflagefläche 52 derartig ausgebildet, dass sie mit einer vorzugsweise senkrecht auf die Außenfläche 38, insbesondere die Pressfläche 38, wirkenden Presskraft F auf die Außenfläche 38, insbesondere die Pressfläche 38, des Dichtungselements 32 derart gepresst wird, dass das Dichtungselement 32 auf den Außenumfang 36 des Innenrohres 4 gepresst wird. Entsprechend der durch die konusförmige Dichtungsaufnahme 40 erzeugten Wirkung wird dadurch vorteilhaft sowohl mittels eines Kraftschlusses ein Verrutschen des Dichtungselements 32 auf dem Außenumfang 36 des Innenrohres 4 und insbesondere ein Rotieren des Innenrohres 4 um die Mittelachse X der Austrittsöffnung 30 verhindert als auch die Dichtungseigenschaften selbst verbessert.
In 4 ist eine vorteilhafte Ausführung dargestellt, gemäß welcher an dem Verschlussabschnitt 48 Rasthaken 54 ausgebildet sind, welche die Verschlusskappe 50, wie in 5 dargestellt, innerhalb des Verschlussabschnitts 48 vorzugsweise in einer gegen das Dichtungselement 32 verpressten Einbaulage halten. Mittels der Rasthaken 54 wird die Montage des Verschlusselements 10 und insbesondere des Dichtungselements 32 vereinfacht und werkzeugfrei ermöglicht. Die Rasthaken 54 sind dabei vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie erst die Verschlusskappe 50 umklammern, wenn eine bestimmte axiale Verpressung längs der Mittelachse X der Austrittsöffnung 30 auf das Dichtungselement 32 stattgefunden hat. Eine bestimmte axiale Verpressung längs der Mittelachse X der Austrittsöffnung 30 auf das Dichtungselement 32 kann diesbezüglich über die Länge der Rasthaken 54 eingestellt werden. Insbesondere wird durch eine Verkürzung der Rasthaken 54 die Verschlusskappe 50 tiefer in das Verschlusselement 10 gezogen, wodurch der axiale Einbauraum für das Dichtungselement 32 verringert wird. Weiterhin weist insbesondere die Verschlusskappe 50 zur Anlage an dem Dichtungselement 32 einen zur Mittelachse X der Austrittsöffnung 30 verlaufenden Steg 50a auf, wobei mittels der Stegbreite die axiale Verpressung eingestellt werden kann. Diesbezüglich wird vorteilhaft durch einen breiteren Steg 50a die Verschlusskappe 50 tiefer in das Verschlusselement 10 gezogen, wodurch der axiale Einbauraum für das Dichtungselement 32 verringert wird.
Vorzugsweise sind die Rasthaken 54 am Verschlussabschnitt 48 angeordnet und ragen, wie in 2 dargestellt, in den Fluidraum 8. Vorteilhaft sind dadurch die Rasthaken 54 innerhalb des Anschlussteils 6 angeordnet und vor äußerem Schmutz geschützt. Insbesondere weist der hülsenförmige Verschlussabschnitt 48 in der in 2 dargestellten Ausführungsform axial zur Mittelachse des Innenrohres 4 verlaufende und zum Fluidraum 8 geöffnete Schlitze 56 auf, wobei die Schlitze 56 Stege 58 bilden, an dessen freien Enden die Rasthaken 54 angeordnet sind.
In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform erstreckt sich der Verschlussabschnitt 48 nicht in Richtung des Fluidraums 8, sondern ragt aus dem Anschlussteil 6 heraus. Vorzugsweise weist der hülsenförmige Verschlussabschnitt 48 in dieser Ausführung insbesondere axial zur Mittelachse des Innenrohres 4 verlaufende und bevorzugt zu dem aus dem herausragenden Anschlussteil 6 Ende geöffnete Schlitze 56 auf, wobei die Schlitze 56 die Stege 58 bilden, an dessen freien Enden die Rasthaken 54 angeordnet sind.
Eine zu dem Rasthaken 54 alternative Verbindungsmöglichkeit für die Verschlusskappe 50 in dem Verschlussabschnitt 48 kann insbesondere eine andere Art von Rastverbindung sein, insbesondere ein Bajonettverschluss. Weiterhin ist eine stoffschlüssige Verbindung der Verschlusskappe 50 in dem Verschlussabschnitt 48 des Verschlusselements 10 möglich, vorzugsweise ist die Verschlusskappe 50 in den Verschlussabschnitt 48 mittels einer Schweiß- oder Klebeverbindung verbunden. Insbesondere bei einer stoffschlüssigen Verbindung muss die Verschlusskappe 50 in einer gegen das Dichtungselement 32 gepressten Einbaulage bis zur Vollendung des Verbindungsvorgangs gehalten werden, wobei anschließend ein besonders guter Halt der Verschlusskappe 50 in dem Verschlussabschnitt 48 ermöglicht wird. Insbesondere kann die Verschlusskappe 50 mit einer Klebverbindung temporär in dem Verschlussabschnitt 48 bis zu einer nachfolgenden Verschweißung gehalten werden.
Insbesondere ist das Verschlusselement 10 aus Polyamid, insbesondere aus PA12, PA6.6, PA1010, PA6.12, und vorzugsweise aus einem Polyamid mit einem Glasfaseranteil, insbesondere als PA12-GF30 ausgebildet.
Vorzugsweise weist das Verschlusselement 10 einen Einsatzring 60 zur Montage im Anschlussteil 6 auf, wobei der Außenumfang des Einsatzringes 60 und ein Innenumfang des Anschlussteils 6 im Bereich des im Anschlussteil 6 eingesetzten Einsatzringes 60 derart korrespondierend zueinander ausgebildet sind, dass das Verschlusselement 10 mit dem Außenumfang des Einsatzringes 60 vorzugsweise anliegend am Innenumfang des Anschlussteils 6 eingesetzt werden kann. Vorzugweise weist der Einsatzring 60 eine zum Innenumfang des Anschlussteils 6 geöffnete Ringnut 62 und insbesondere eine, in 2 nicht dargestellte, in die Ringnut 62 eingesetzte Ringdichtung auf, die mit dem Innenumfang des Anschlussteils 6 zusammenwirkt und das Verbindungselement 12 fluidisch im Anschlussteil 6 abdichtet. Insbesondere kann der Einsatzring 60 derart ausgebildet sein, dass dieser mit einer Spielpassung im Anschlussteil 6 angeordnet ist, wobei die Ringdichtung derart ausgebildet ist, dass die Ringdichtung mit dem Innenumfang des Anschlussteils 6 zusammenwirkt und das Verbindungselement 12 fluidisch im Anschlussteil 6 abdichtet.
In einer bevorzugen Ausführung weist das Verschlusselement 10 eine Toleranznut 64 auf, welche vorzugsweise zwischen dem Einsatzring 60 und dem hülsenartigen Verschlussabschnitt 48 zum Fluidraum geöffnet angeordnet ist. Diese ermöglicht insbesondere ein radiales Federn der Rasthaken 54 beim Einsetzen des Verschlusselements 10 und/oder des Dichtungselements 32 in die Dichtungsaufnahme 40 bzw. den Verschlussabschnitt 48
In den 1, 3 und 4 ist eine bevorzugte Ausführung des Verschlusselements 10 dargestellt. Wie in den 3 und 4 weist das Verschlusselement 10 am Außenumfang angeordnete Rastnasen 66 zur Verrastung mit korrespondierend am Anschlussteil 6 angeordneten und ausgebildeten Rastnuten 68 auf. Vorzugsweise sind die Rastnasen 66 wie in den 3 und 4 als, insbesondere vier, radial zur Mittelachse X der Austrittsöffnung 30 erhabene Sockel 66 ausgebildet. Vorzugsweise weist dabei, wie in 1 gezeigt, das Anschlussteil 6 korrespondierend zu den Rastnasen angeordnete und/oder angeformte, insbesondere ebenfalls 4, Rastsegmente 70 auf, in welchen die Rastnuten 68 als radiale Durchbrüche 68 ausgebildet sind. Die als Sockel 66 ausgebildeten Rastnasen 66 greifen beim Einsetzen des Verschlusselements 10 in die als Durchbrüche 68 ausgebildeten Rastnuten 68 ein und bewirken dadurch eine zumindest formschlüssige Verbindung längs der Mittelachse X der Austrittsöffnung 30 und vorzugsweise eine zumindest formschlüssige Verbindung in Drehrichtung um die Mittelachse X der Austrittsöffnung 30.
Vorzugsweise weist das Verschlusselement 10 Verstärkungsstreben 72 auf, die jeweils rückseitig der Rastnasen 66 ausgehend radial zur Mittelachse X der Austrittsöffnung 30 verlaufen und sich auf der Dichtungsaufnahme 40 abstützen. Vorteilhaft wird dadurch verhindert, dass die Rastnasen 66 beim Betrieb des Leitungsverbinders 1 oder beim Einsetzen des Verschlusselements 10 radial zur Mittelachse X der Austrittsöffnung 30 hin einfedern, und sich das Verschlusselement 10 unbeabsichtigt von dem Anschlussteil 6 löst. Insbesondere zur Montage und Demontage des Verschlusselements 10 erfolgt eine Verrastung mittels einer Federbewegung der Rastnuten 68 bzw. der Rastsegmente 70.
Alternativ oder zusätzlich ist das Verschlusselement 10 mit dem Anschlussteil 6 stoffschlüssig verbunden, insbesondere mittels einer Schweiß- oder Klebeverbindung.
Vorteilhaft ist es optional möglich, dass das Außenrohr 2 und/oder das Innenrohr 4 und/oder der Leitungsverbinder 1 selbst, wie in den 11 bis 14 dargestellt, unterstützend ein elektrisches Heizmittel 74, wie einen Heizdraht oder ein Heizband, aufweisen. Insbesondere ist in den 11 bis 14 das elektrische Heizmittel 74 als Draht ausgebildet, welcher in einen Mantel des Außenrohres 2 und/oder einen Mantel des Innenrohres 4 eingebracht ist. Alternativ kann das Heizmittel 74 aber auch in einer nicht dargestellten Art und Weise vorzugsweise mit oder ohne eine eigene Isolierung insbesondere um das Außenrohr 2 und/oder das Innenrohr 4 und/oder den Leitungsverbinder 1 selbst gewickelt sein.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 11 ist das Heizmittel 74 in dem Mantel des Außenrohres 2, vorzugsweise über die gesamte Länge des Außenrohres 2, angeordnet. Bei dieser Ausführung wird somit das im Außenströmungspfad 26 geführte Medium zusätzlich oder ausschließlich mit dem elektrischen Heizmittel 74 temperiert.
Das in 12 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt einen Leitungssatz, bei welchem das elektrische Heizmittel 74 in dem Mantel des Innenrohres 4 angeordnet ist. Vorzugsweise ist das elektrische Heizmittel 74 über die gesamte Länge des Innenrohres 4 angeordnet. Vorteilhaft verläuft das Heizmittel 74 dabei mitsamt dem Innenrohr 4 durch den Leitungsverbinder 1 hindurch und temperiert dadurch auch den im Leitungsverbinder 1 ausgebildeten Bereich 22 des Außenanschlusses 20, insbesondere den Bereich 24 des Verbindungselements 12 im Anschlussteil 6, und besonders bevorzugt den Fluidraum 8 des Leitungsverbinders 1. Weiterhin wird gemäß dieser Ausführung vorteilhaft das im Innenrohr 4 geführte Medium zusätzlich oder ausschließlich mit dem elektrischen Heizmittel 74 temperiert.
Entsprechend dem Ausführungsbeispiel gemäß 13 weist in einer vorteilhaften Ausführung des Leitungssatzes sowohl das Außenrohr 2 als auch das Innenrohr 4 jeweils ein insbesondere im jeweiligen Mantel angeordnetes elektrisches Heizmittel 74 auf. Das elektrische Heizmittel 74 des Außenrohres und das elektrische Heizmittel 74 des Innenrohres sind dabei vorzugsweise voneinander unabhängig ansteuerbar. Mittels dieser Ausführung ist eine besonders vorteilhafte zusätzliche oder ausschließliche elektrische Beheizung des sowohl im Innenrohr 4 als auch des im Außenrohr 2 geführten Mediums möglich.
14 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausführung des Leitungssatzes. Gemäß dieser Ausführung ist das elektrische Heizmittel 74 um das Außenrohr 2 herumgewickelt. Insbesondere ist das elektrische Heizmittel über die gesamte Länge des Außenrohres 2 um das Außenrohr 2 herumgewickelt. Zusätzlich ist das Heizmittel 74 insbesondere derart angeordnet, dass es ebenfalls den Strömungsabzweig 28 des Leitungsverbinders 1 derart umgibt, dass der Leitungsverbinder 1 ebenfalls beheizbar ist. Diese dargestellte elektrische Beheizung des Leitungsverbinders 1, insbesondere des Strömungsabzweigs 28, mit dem elektrischen Heizmittel 74 ist selbstverständlich auch unabhängig von dem elektrischen Heizmittel 74 des Außenrohres 2 ausführbar und kann mit jedem zuvor und nachfolgend genannten Ausführungsbeispiel mit und ohne weitere elektrische Heizmittel 74 kombiniert werden.
Vorteilhaft kann das Außenrohr 2 eine Schutzleitung 76, wie in 14 dargestellt, aufweisen. Die Schutzleitung 76 bildet vorteilhaft zusammen mit dem Außenrohr 2 einen Zwischenraum 78, in welchem das elektrische Heizmittel 74 angeordnet ist. Die Schutzleitung 76 ist insbesondere am Anschlussteil 6 befestigt und umhüllt vorzugsweise das Verbindungsmittel 18b des Anschlussteils 6. Ferner ist insbesondere mindestens eine Dichtung 80 im Zwischenraum 78 angeordnet, welche das elektrische Heizmittel 74 vor äußeren Einflüssen, insbesondere Feuchtigkeit bewahrt. Die Schutzleitung hat die vorteilhaften Eigenschaften, dass sowohl ein Schutz vor äußeren Einflüssen, als auch eine thermische Isolierung bereitgestellt wird. Um selbige Vorteile im Bereich des Strömungsabzweigs 28 zu erlangen, kann besonders vorteilhaft eine Schutzkappe 82 entsprechend der beispielhaften Darstellung gemäß 14 vorgesehen sein. Diese umgibt das elektrische Heizmittel 74 im Bereich des Strömungsabzweigs 28 und ermöglicht ebenfalls eine vorteilhafte Wärmeübertragung auf das Anschlussteil 6 und insbesondere einen Schutz vor äußeren Einflüssen.
Ein Leitungsverbinder 1 zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Leitungssatz zur Verbindung eines Außenrohres 2 mit einem Innenrohr 4 weist ein Anschlussteil 6 mit einem Fluidraum 8 auf. Der Fluidraum 8 ist einseitig mit einem mit dem Anschlussteil 6 verbindbaren Verschlusselement 10 begrenzt, und ist andersseitig mit einem Verbindungselement 12 zum Verbinden des Außenrohres 2 begrenzt. Dabei ist ein zwischen dem zu verbindenden Außenrohr 2 und dem zu verbindenden Innenrohr 4 ausgebildeter Außenströmungspfad 26 fluidisch mit dem Fluidraum 8 verbindbar. Das Anschlussteil 6 weist weiterhin einen Strömungsabzweig 28 auf, welcher fluidisch mit dem Fluidraum 8 verbunden ist.
Erfindungsgemäß hat das Verschlusselement 10 eine Austrittsöffnung 30 zum Durchführen des Innenrohres 4 durch das Verbindungselement 12 und den Fluidraum 8 des Anschlussteils 6 ausgebildet, so dass das Innenrohr 4 aus dem Anschlussteil 6 austreten kann.
Gemäß besonderen Ausführungen weist der Leitungsverbinder 1 ein oder mehrere Merkmale der zuvor genannten Ausführungsbeispiele auf.
Der erfindungsgemäße Leitungsverbinder 1 ermöglicht vorteilhaft die Herstellung eines Leitungssatzes, indem das Innenrohr 4 durch den Leitungsverbinder 1 hindurch in ein Außenrohr hinein geführt wird, wodurch eine Rohr-in-Rohr-Leitung, bestehend aus dem Außenrohr 2 und dem Innenrohr 4, geschaffen wird.
Weiterhin ermöglicht der erfindungsgemäße Leitungsverbinder 1 die Herstellung eines Leitungssatzes, indem eine Rohr-in-Rohr-Leitung, bestehend aus einem Außenrohr 2 und einem Innenrohr 4, derart separiert wird, dass der Außenströmungspfad 26 des Außenrohres 2 in einer unabhängigen Leitungsführung von dem Innenrohr 4 abgezweigt wird.
Zu der anschließenden Beschreibung wird beansprucht, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele und dabei nicht auf alle oder mehrere Merkmale von beschriebenen Merkmalskombinationen beschränkt ist, vielmehr ist jedes einzelne Teilmerkmal des/jedes Ausführungsbeispiels auch losgelöst von allen anderen im Zusammenhang damit beschriebenen Teilmerkmalen für sich und auch in Kombination mit beliebigen Merkmalen eines anderen Ausführungsbeispiels von Bedeutung für den Gegenstand der Erfindung.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Es wird ausdrücklich betont, dass die Ausführungsbeispiele nicht auf alle Merkmale in Kombination beschränkt sind, vielmehr kann jedes einzelne Teilmerkmal auch losgelöst von allen anderen Teilmerkmalen für sich eine erfinderische Bedeutung haben. Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 16 definierten Merkmalskombinationen beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen beziehungsweise durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Leitungsverbinder
2: Außenrohr
4: Innenrohr
6: Anschlussteil
8: Fluidraum
10: Verschlusselement
12: Verbindungelement
14: Außenumfang des Verbindungselements
16: Ringnut
18a: Verbindungsmittel des Verbindungselements
18b: Verbindungsmittel des Anschlussteils
20: Außenanschluss
22: Bereich des Außenanschlusses
24: Bereich des Verbindungselements im Anschlussteil
26: Außenströmungspfad
28: Strömungsabzweig
28a: Rastbund
30: Austrittsöffnung
32: Dichtungselement
34: Innenfläche
36: Außenumfang
38: Außenfläche/Pressfläche
40: Dichtungsaufnahme
42: Erste Nut
44: Zweite Nut
46: Dichtabschnitt
48: Verschlussabschnitt
50: Verschlusskappe
50a: Steg
52: Auflagefläche
54: Rasthaken
56: Schlitze
58: Stege
60: Einsatzring
62: Ringnut
64: Toleranznut
66: Rastnase
68: Rastnut
70: Rastsegment
72: Verstärkungsstrebe
74: Elektrisches Heizmittel
76: Schutzleitung
78: Zwischenraum
80: Dichtung
82: Schutzkappe
α: Winkel der Pressflächen zur Mittelachse X der Austrittsöffnung
β: Einschlusswinkel der Pressflächen 38 zueinander
X: Mittelachse der Austrittsöffnung
F: Presskraft
L: Dichtlänge
B: Wandstärke
D: Außendurchmesser

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2014/198915 A1 [0003]

Claims

Leitungssatz, aufweisend einen Leitungsverbinder (1), ein Außenrohr (2), ein Innenrohr (4) sowie ein Anschlussteil (6) mit einem Fluidraum (8), wobei der Fluidraum (8) einseitig mit einem mit dem Anschlussteil (6) verbindbaren Verschlusselement (10) und anderseitig mit einem Verbindungselement (12) zum Verbinden des Außenrohres (2) begrenzt ist, wobei das Außenrohr (2) zumindest über einen Teil seiner Länge das Innenrohr (4) umgibt, so dass zwischen dem Außenrohr (2) und dem Innenrohr (4) ein Außenströmungspfad (26) ausgebildet ist, welcher fluidisch mit dem Fluidraum (8) verbunden ist, wobei das Anschlussteil (6) einen Strömungsabzweig (28) aufweist, welcher fluidisch mit dem Fluidraum (8) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrohr (4) durch das Verbindungselement (12) und den Fluidraum (8) des Anschlussteils (6) hindurch verläuft und aus einer Austrittsöffnung (30) des Verschlusselements (10) aus dem Anschlussteil (6) austritt.
Leitungssatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (10) in der Austrittsöffnung (30) ein hülsenförmiges Dichtungselement (32) aufweist, welches fluidisch dicht mit einer axial zu einer Mittelachse (X) der Austrittsöffnung (30) ausgebildeten Innenfläche (34) über eine Dichtlänge (L) auf einem Außenumfang (36) des Innenrohres (4) und mit einer Außenfläche (38) in einer Dichtungsaufnahme (40) des Verschlusselements (10) angeordnet ist.
Leitungssatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (32) aus einem Elastomer, insbesondere EPDM ausgebildet ist.
Leitungssatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (32) rotationssymmetrisch um die Mittelachse (X) der Austrittsöffnung (30) ausgebildet ist, wobei die zum Innenrohr (4) weisende Innenfläche (34) korrespondierend zum Außenumfang (36) des Innenrohres (4) ausgebildet ist, und die von dem Innenrohr (4) abweisende Außenfläche (38) des Dichtungselements (32) in zwei konusförmige Pressflächen (38) unterteilt ist, die jeweils axial zu der Mittelachse (X) der Austrittsöffnung (30) zu einem Ende des Dichtungselements (32) abflachen.
Leitungssatz nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (32) eine erste umfänglich verlaufende Nut (42) in der Außenfläche (38) und/oder eine zweite Nut (44) in der Innenfläche (34) ausgebildet hat.
Leitungssatz nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsaufnahme (40) mit einem Dichtabschnitt (46) zumindest über einen Teil der Dichtlänge (L) auf die Geometrie des Dichtungselements (32) derart abgestimmt ausgebildet ist, dass die Dichtungsaufnahme (40) im Bereich des Dichtabschnitts (46) mit einer auf die Außenfläche (38) wirkenden Presskraft (F) auf die Außenfläche (38) des Dichtungselements (32) gepresst wird, und das Dichtungselement (32) dadurch auf den Außenumfang (36) des Innenrohres (4) gepresst wird.
Leitungssatz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsaufnahme (40) einen Verschlussabschnitt (48) aufweist, welcher hülsenartig ausgebildet ist und sich einteilig mit dem Dichtabschnitt (46) der Mittelachse (X) der Austrittsöffnung (30) zu einem geöffneten Ende hin erstreckt, wobei in dem Verschlussabschnitt (48) eine Verschlusskappe (50) mit einer zumindest teilweise über die Dichtlänge (L) zu der Außenfläche (38) des Dichtungselements (32) abgestimmt ausgebildeten Auflagefläche (52) angeordnet ist, und mit einer auf die Außenfläche (38) wirkenden Presskraft (F) auf die Außenfläche (38) des Dichtungselements (32) derart gepresst wird, dass das Dichtungselement (32) auf den Außenumfang (36) des Innenrohres (4) gepresst wird.
Leitungssatz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusskappe (50) die axial zur Mittelachse (X) der Austrittsöffnung (30) ausgebildete Erstreckung der Dichtungsaufnahme (40) derartig begrenzt, dass die axiale Erstreckung der Dichtungsaufnahme (40) kleiner ist als die Dichtlänge (L) des Dichtungselements (32).
Leitungssatz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Verschlussabschnitt (48) Rasthaken (54) ausgebildet sind, welche die Verschlusskappe (50) innerhalb des Verschlussabschnitts (48) in einer gegen das Dichtungselement (32) verpressten Einbaulage halten.
Leitungssatz nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine bestimmte axiale Verpressung längs der Mittelachse (X) der Austrittsöffnung (30) auf das Dichtungselement (32) über die Länge der Rasthaken (54) eingestellt werden kann.
Leitungssatz nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusskappe (50) zur Anlage an dem Dichtungselement (32) einen zur Mittelachse (X) der Austrittsöffnung (30) verlaufenden Steg (50a) aufweist, wobei mittels der Stegbreite die axiale Verpressung eingestellt werden kann.
Leitungssatz nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (10) aus Polyamid, insbesondere aus PA12, PA6.6, PA1010, PA6.12, ausgebildet ist.
Leitungssatz nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (10) aus einem Polyamid mit einem Glasfaseranteil, insbesondere als PA12-GF30 ausgebildet ist.
Leitungssatz nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (10) am Außenumfang (36) angeordnete Rastnasen (66) zur Verrastung mit korrespondierend am Anschlussteil (6) angeordneten und ausgebildeten Rastnuten (68) aufweist.
Leitungssatz nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (10) mit dem Anschlussteil (6) stoffschlüssig verbunden ist, insbesondere mittels einer Schweiß- oder Klebeverbindung.
Leitungsverbinder (1) zur Verwendung in einem Leitungssatz, zur Verbindung eines Außenrohres (2) mit einem Innenrohr (4), aufweisend ein Anschlussteil (6) mit einem Fluidraum (8), wobei der Fluidraum (8) einseitig mit einem mit dem Anschlussteil (6) verbindbaren Verschlusselement (10) begrenzt ist und andersseitig mit einem Verbindungselement (12) zum Verbinden des Außenrohres (2) begrenzt ist, wobei ein zwischen dem zu verbindenden Außenrohr (2) und dem Innenrohr (4) ausgebildeter Außenströmungspfad (26) fluidisch mit dem Fluidraum (8) verbindbar ist, wobei das Anschlussteil (6) einen Strömungsabzweig (28) aufweist, welcher fluidisch mit dem Fluidraum (8) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (10) eine Austrittsöffnung (30) zum Durchführen des Innenrohres (4) durch das Verbindungselement (12) und den Fluidraum (8) des Anschlussteils (6) ausgebildet hat, so dass das Innenrohr (4) aus dem Anschlussteil (6) austreten kann.
Leitungsverbinder (1) nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch ein oder mehrere Merkmale des Leitungsverbinders gemäß den Ansprüchen 2 bis 15.