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Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung zum Verbinden zweier Fluidleitungen nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Aus dem Stand der Technik ist, wie in der
DE 10 2007 006 588 A1 beschrieben, eine Schnellverschlusskupplung bekannt. Die Schnellverschlusskupplung zum Anschluss einer Zu- oder Abführleitung an die Wand eines Sammelkastens eines Wärmetauschers besteht aus einem ersten Kupplungsteil und einem zweiten Kupplungsteil mit einer radial inneren Umfangswand. Das erste Kupplungsteil weist eine radial äußere Umfangswand auf. Es ist wenigstens ein Dichtring zwischen den Umfangswänden angeordnet. Es sind Einraststellen vorgesehen, um die Kupplungsteile zu arretieren. Die radial äußere Umfangswand des einen Kupplungsteils weist einen gehrungsartigen Ausschnitt auf, in den das andere Kupplungsteil eingreift.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Verbindungsanordnung zum Verbinden zweier Fluidleitungen anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Verbindungsanordnung zum Verbinden zweier Fluidleitungen mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine Verbindungsanordnung zum Verbinden zweier Fluidleitungen für ein Fahrzeug umfasst zwei Verbindungselemente, welche jeweils einen Leitungsstutzen zum Verbinden mit jeweils einer der Fluidleitungen und einen Verbindungsstutzen zum, insbesondere mittels eines O-Rings abgedichteten, Verbinden miteinander aufweisen, wobei der Verbindungsstutzen des ersten Verbindungselementes Schlitze und der Verbindungsstutzen des zweiten Verbindungselementes eine Nut aufweist und wobei eine Federklammer zum Einrasten in die Schlitze und in die Nut vorgesehen ist, um die beiden Verbindungselemente miteinander zu verbinden.
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Erfindungsgemäß sind die Verbindungsstutzen derart ausgebildet, dass die Verbindungselemente relativ zueinander um 360° verdrehbar und in 60 verschiedenen Drehpositionen miteinander verbindbar sind, wobei eine weitere Federklammer und am Leitungsstutzen des ersten Verbindungselementes weitere Schlitze zum, direkten oder indirekten, Verbinden des ersten Verbindungselementes mit der diesem zugeordneten Fluidleitung vorgesehen sind.
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Das Verbinden des Leitungsstutzens des ersten Verbindungselementes mit der diesem zugeordneten Fluidleitung kann somit beispielsweise auf direkte oder auf indirekte Weise erfolgen. Auf indirekte Weise bedeutet dabei insbesondere eine Verbindung unter Zwischenschaltung einer weiteren Komponente. Insbesondere ist zur Verbindung des Leitungsstutzens des ersten Verbindungselementes mit der diesem zugeordneten Fluidleitung ein Vaterstutzen vorgesehen, an welchem diese Fluidleitung befestigt ist und welcher mit dem Leitungsstutzen des ersten Verbindungselementes zu verbinden oder verbunden ist. Der Vaterstutzen ist dann zumindest abschnittsweise korrespondierend zu diesem Leitungsstutzen des ersten Verbindungselementes ausgebildet, wobei das erste Verbindungselement oder zumindest dessen Leitungsstutzen den Mutterstutzen zu diesem Vaterstutzen bildet.
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Die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung ist insbesondere als Schnellverbinder, auch als Quickconnector bezeichnet, ausgebildet oder, genauer gesagt, ist zur Ausbildung einer Mehrzahl von Varianten solcher Schnellverbinder geeignet. Derartige Schnellverbinder werden beispielsweise zur Verbindung von als Heiz- und Kühlmittelleitungen ausgebildeten Fluidleitungen in einem Kühlkreislauf von Fahrzeugen, insbesondere verschiedener Fahrzeugbaureihen, eingesetzt.
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Werden diese Schnellverbinder einteilig ausgebildet, dann sind eine Vielzahl von Varianten für verschiedene Fahrzeugbaureihen erforderlich, und für jede neu zu entwickelnde Fahrzeugbaureihe kommen aufgrund neuer Anforderungen und eines jeweils unterschiedlichen Bauraums stets weitere Varianten hinzu. Jede dieser Varianten, d. h. jede bereits bestehende Variante und jede neu hinzukommende Variante, erfordert ein neues komplexes Werkzeug zur Herstellung der jeweiligen Variante des Schnellverbinders. Es entstehen somit hohe Werkzeugkosten je Variante. Zudem benötigt die Erstellung von Serienwerkzeugen inklusive einer Bemusterung eine lange Zeit von beispielsweise bis zu 40 Kalenderwochen, so dass diese neuen Varianten der Schnellverbinder auch nicht flexibel in einen Entwicklungs- und Serienprozess integrierbar sind.
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Dieses Problem wird durch die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung gelöst, denn diese ist nicht als eine einteilige komplexe Komponente ausgebildet, sondern umfasst die beiden im Vergleich dazu wesentlich einfacheren Einzelkomponenten in Form der beiden Verbindungselemente. Diese beiden Verbindungselemente sind dabei derart ausgebildet, dass sie in unterschiedlichen Kombinationen, insbesondere in den verschiedenen Drehpositionen relativ zueinander, zusammengebaut werden können. Dabei erfolgt der Zusammenbau rein mechanisch und ist dadurch wesentlich einfacher zu realisieren als beispielsweise eine Verschweißung. Zudem können die beiden Verbindungselemente auf diese Weise auch wieder voneinander gelöst werden.
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Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht somit eine Einsparung von komplexen Werkzeugen für verschiedene Schnellverbinder, da mittels der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung, durch jeweils verdrehtes Anordnen und mechanisches Zusammenbauen der beiden Verbindungselemente aneinander, eine Vielzahl unterschiedlicher Schnellverbinder mit der gleichen Verbindungsanordnung, d. h. mit den gleichen beiden Verbindungselementen, erzeugt werden können. Eine neue Variante des Schnellverbinders ist auf diese Weise schnell generiert und bemustert und in der Entwicklung bzw. in der Serie einsetzbar, ohne dass hierfür hohe Zusatzkosten anfallen, da insbesondere keine Werkzeugkosten mit langen Werkzeugerstellzeiten erforderlich sind.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Verbindungsanordnung und die damit ausbildbaren Schnellverbinder durch eine Reduzierung von Wandstärken und einen Einsatz neuer Materialien bauraum-, kosten- und gewichtsoptimiert konzipiert werden kann, zum Beispiel für einen neuen Schnellverbinderbaukasten für einen Kühlmittelkreislauf von batterieelektrischen Fahrzeugen, welche bezüglich Druck und Temperatur nicht die hohen Anforderungen von Verbrennungsmotorkühlkreisläufen haben.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
- 1 schematisch eine perspektivische Darstellung eines einteiligen Schnellverbinders zum Verbinden zweier Fluidleitungen für ein Fahrzeug,
- 2 schematisch eine Schnittdarstellung des einteiligen Schnellverbinders aus 1,
- 3 schematisch eine Explosionsdarstellung einer Verbindungsanordnung zum Verbinden zweier Fluidleitungen für ein Fahrzeug,
- 4 schematisch eine perspektivische Darstellung der Verbindungsanordnung aus 3,
- 5 schematisch eine Schnittdarstellung der Verbindungsanordnung aus 4,
- 6 schematisch mehrere Varianten eines mittels der Verbindungsanordnung aus 3 herstellbaren Schnellverbinders,
- 7 schematisch zwei mittels der Verbindungsanordnung aus 4 miteinander verbundene Fluidleitungen, und
- 8 schematisch eine Schnittdarstellung der einen Vaterstutzen umfassenden Verbindungsanordnung aus 4.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die 1 und 2 zeigen eine schematische Darstellung eines einteiligen Schnellverbinders 1 zum Verbinden zweier in 7 dargestellten Fluidleitungen L1, L2, beispielsweise Heiz- und/oder Kühlmittelleitungen eines Kühlkreislaufs, für ein Fahrzeug. Dieser einteilige Schnellverbinder 1 ist auf vorgegebene Weise abgewinkelt ausgebildet und umfasst an beiden Enden jeweils einen Leitungsstutzen LS1, LS2 zum Verbinden mit jeweils einer der beiden Fluidleitungen L1, L2.
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Eine Außenseite des zweiten Leitungsstutzens LS2 ist im dargestellten Beispiel geriffelt strukturiert, so dass die zweite Fluidleitung L2 aufgeschoben werden kann und dann form- und/oder kraftschlüssig auf diesem zweiten Leitungsstutzen LS2 gehalten ist, beispielsweise mittels einer hier nicht dargestellten Schlauchschelle. Eine Stutzenwandung des ersten Leitungsstutzens LS1 weist Schlitze S auf. Zusätzlich ist eine Federklammer FK vorgesehen. In diesen ersten Leitungsstutzen LS1 ist die erste Fluidleitung L1 beispielsweise direkt einführbar und dann mittels der Federklammer FK am ersten Leitungsstutzen LS1 zu befestigen, indem diese in die Schlitze S eingeführt wird und somit am ersten Leitungsstutzen LS1 gehalten ist und durch die Schlitze S hindurch die erste Fluidleitung L1 hält, oder es ist beispielsweise ein zusätzlicher Vaterstutzen 9 vorgesehen, welcher korrespondierend zu dem dann als Mutterstutzen vorgesehenen ersten Leitungsstutzen LS1 ausgebildet ist und in diesen ersten Leitungsstutzen LS1 einführbar und dann mittels der Federklammer FK am ersten Leitungsstutzen LS1 zu befestigen ist, indem diese in die Schlitze S eingeführt wird und somit am ersten Leitungsstutzen LS1 gehalten ist und durch die Schlitze S hindurch den Vaterstutzen 9 hält.
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Die erste Fluidleitung L1 ist dann an diesem Vaterstutzen 9 befestigt, zum Beispiel analog zur zweiten Fluidleitung L2 auf einen außenseitig geriffelt strukturierten Bereich dieses Vaterstutzens 9 aufgeschoben und form- und/oder kraftschlüssig auf dem Vaterstutzen 9 gehalten, beispielsweise mittels einer hier nicht dargestellten Schlauchschelle. Der Vaterstutzen 9 ist in 8 dargestellt.
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Zum Abdichten ist ein O-Ring 2 vorgesehen, welcher mittels eines in den ersten Leitungsstutzen LS1 einführbaren oder darin ausgebildeten Halters 3 gehalten ist.
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Die 3 bis 7 zeigen eine Verbindungsanordnung 4 zum Verbinden zweier Fluidleitungen L1, L2 für ein Fahrzeug, welche es ermöglicht, eine Mehrzahl von Varianten von Schnellverbindern herzustellen, so dass mittels der gleichen Verbindungsanordnung 4 verschieden zueinander ausgerichtete Paarungen von Fluidleitungen L1, L2 miteinander verbunden werden können, ohne dabei an der Verbindungsanordnung 4 selbst, d. h. an deren Komponenten, Veränderungen vornehmen zu müssen.
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Im Gegensatz zum oben beschriebenen und in den 1 und 2 dargestellten einteiligen Schnellverbinder 1, welcher nur für eine einzige, auf fest vorgegebene Weise zueinander ausgerichtete, Paarung von Fluidleitungen L1, L2 geeignet ist, so dass für andere Paarungen von Fluidleitungen L1, L2, welche anders zueinander ausgerichtet sind, jeweils andere einteilige Schnellverbinder 1 konzipiert, hergestellt und bemustert werden müssen und hierfür jeweils andere Herstellungswerkzeuge erforderlich sind, ermöglicht es diese Verbindungsanordnung 4 somit, verschiedene, jeweils unterschiedlich zueinander ausgerichtete Paarungen von Fluidleitungen L1, L2 miteinander zu verbinden.
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Hierzu umfasst die Verbindungsanordnung 4 zwei beispielsweise aus Kunststoff ausgebildete Verbindungselemente 4.1, 4.2, welche jeweils einen Leitungsstutzen LS1, LS2 zum Verbinden mit jeweils einer der Fluidleitungen L1, L2 und einen Verbindungsstutzen VS1, VS2 zum Verbinden miteinander aufweisen. Daraus sind somit Schnellverbinder herstellbar, welche nicht einteilig sind, wie im oben beschriebenen und in den 1 und 2 dargestellten Beispiel, sondern welche zweiteilig sind.
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Um es zu ermöglichen, mittels dieser Verbindungsanordnung 4 verschiedene Varianten von Schnellverbindern herzustellen, sind die Verbindungsstutzen VS1, VS2 der beiden Verbindungselemente 4.1, 4.2 derart ausgebildet, dass die Verbindungselemente 4.1, 4.2 relativ zueinander verdrehbar, insbesondere um eine Verbindungsstutzenachse verdrehbar, und in einer Mehrzahl verschiedener Drehpositionen miteinander verbindbar sind, wie in 6 beispielhaft gezeigt. Hier ist das erste Verbindungselement 4.1 in einer einzigen Drehposition und das zweite Verbindungselement 4.2 in einer Mehrzahl relativ zum ersten Verbindungselement 4.1 verdrehter Drehpositionen dargestellt. Die Verdrehung des zweiten Verbindungselementes 4.2 relativ zum ersten Verbindungselement 4.1 ist dabei durch Pfeile P schematisch angedeutet. Um dies zu ermöglichen, weisen die Verbindungsstutzen VS1, VS2, zumindest miteinander zu verbindende Verbindungsbereiche der Verbindungsstutzen VS1, VS2, vorteilhafterweise einen runden Querschnitt auf und sind bevorzugt, zumindest im Wesentlichen, rotationssymmetrisch ausgebildet.
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Im dargestellten Beispiel sind die Verbindungsstutzen VS1, VS2 der Verbindungselemente 4.1, 4.2 derart ausgebildet, dass die Verbindungselemente 4.1, 4.2 relativ zueinander um 360° verdrehbar und in 60 verschiedenen Drehpositionen miteinander verbindbar sind. Die beiden Verbindungselemente 4.1, 4.2 sind somit in Schritten von jeweils 6° zueinander verdreht miteinander verbindbar. Um die jeweils vorgegebene Drehposition einzuhalten, weisen im dargestellten Beispiel einander zugewandte Stirnwandungen der Verbindungsstutzen VS1, VS2 der beiden Verbindungselemente 4.1, 4.2 korrespondierende Rastausformungen 5 zum Verrasten in der jeweiligen Drehposition auf, wie in 3 für das zweite Verbindungselement 4.2 gezeigt. Das erste Verbindungselement 4.1 weist vorteilhafterweise dazu korrespondierende Rastausformungen 5 auf.
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Zum Verbinden der beiden Verbindungselemente 4.1, 4.2 sind diese in Axialrichtung der Verbindungsstutzenachse mit ihren Verbindungsstutzen VS1, VS2 ineinandersteckbar. Hierzu ist im dargestellten Beispiel eine Nut-Feder-Verbindung vorgesehen. Dazu ist im dargestellten Beispiel ein Stirnseitenbereich des ersten Verbindungsstutzens VS1 als eine nutförmige Vertiefung 6 ausgebildet und ein Stirnseitenbereich des zweiten Verbindungsstutzens VS2 ist als eine zu dieser nutförmigen Vertiefung 6 korrespondierende federförmige Ausformung 7 ausgebildet und greift durch das Verbinden der beiden Verbindungselemente 4.1, 4.2 in die nutförmige Vertiefung 6 ein, wie in 5 gezeigt. Die Rastausformungen 5 des ersten Verbindungselementes 4.1 sind dabei zweckmäßigerweise an einem Nutboden der nutförmigen Vertiefung 6 ausgebildet und die Rastausformungen 5 des zweiten Verbindungselementes 4.2 sind an der Stirnseite der federförmigen Ausformung 7 ausgebildet.
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Die Verbindungsanordnung 4 weist des Weiteren als Dichtungselement ebenfalls einen O-Ring 2 auf. Dieser O-Ring 2 ist bei der Verbindungsanordnung 4 sowohl zum fluiddichten Abdichten der Verbindung der beiden Verbindungselemente 4.1, 4.2 als auch zum fluiddichten Abdichten der Verbindung dieser Verbindungsanordnung 4 mit der ersten Fluidleitung L1 vorgesehen, die, entweder direkt oder bevorzugt mittels des Vaterstutzens 9, mit dem ersten Leitungsstutzen LS1 des ersten Verbindungselementes 4.1 verbunden wird. Hierzu ist der O-Ring 2 in einer Haltenut angeordnet, die durch das Zusammenstecken der beiden Verbindungselemente 4.1, 4.2 ausgebildet wird. Dabei bildet eine entsprechend abgewinkelte Innenwand des zweiten Verbindungsstutzens VS2 einen Nutboden und eine Seitenwand der Haltenut und eine Stirnseite einer inneren Nutwand der nutförmigen Vertiefung 6 des ersten Verbindungsstutzens VS1 bildet die zweite Seitenwand der Haltenut. Dadurch ist kein zusätzlicher Halter 3 für den O-Ring 2 erforderlich.
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Zum Verbinden mit den beiden Fluidleitungen L1, L2 ist eine Außenseite des zweiten Leitungsstutzens LS2 im dargestellten Beispiel geriffelt strukturiert, so dass die zweite Fluidleitung L2 aufgeschoben werden kann und dann form- und/oder kraftschlüssig auf diesem zweiten Leitungsstutzen LS2 gehalten ist, beispielsweise mittels einer hier nicht dargestellten Schlauchschelle. Eine Stutzenwandung des ersten Leitungsstutzens LS1 weist erste Schlitze S1 auf. Zusätzlich ist eine erste Federklammer FK1 vorgesehen. In diesen ersten Leitungsstutzen LS1 ist die erste Fluidleitung L1 beispielsweise direkt einführbar und dann mittels der ersten Federklammer FK1 am ersten Leitungsstutzen LS1 zu befestigen, indem diese in die ersten Schlitze S1 eingeführt wird und somit am ersten Leitungsstutzen LS1 gehalten ist und durch die ersten Schlitze S1 hindurch die erste Fluidleitung L1 hält. Bevorzugt ist jedoch die in 8 dargestellte Alternative zu dieser direkten Verbindung der ersten Fluidleitung FL1 mit dem ersten Leitungsstutzen LS1. Bei dieser bevorzugten Alternative ist die Verwendung des Vaterstutzens 9 vorgesehen, der korrespondierend zu dem dann als Mutterstutzen vorgesehenen ersten Verbindungselement 4.1, insbesondere zu dessen erstem Leitungsstutzen LS1 ausgebildet ist und in diesen ersten Leitungsstutzen LS1 einführbar und dann mittels der Federklammer FK am ersten Leitungsstutzen LS1 zu befestigen ist, indem diese in die Schlitze S eingeführt wird und somit am ersten Leitungsstutzen LS1 gehalten ist und durch die Schlitze S hindurch den Vaterstutzen 9 hält. Der Vaterstutzen 9 erstreckt sich dabei, durch den O-Ring 2 hindurch und an diesem dichtend anliegend, bis in das zweite Verbindungselement 4.2 hinein. Der O-Ring 2 dient dabei zum fluiddichten Abdichten der Verbindung von erster Fluidleitung L1 und/oder Vaterstutzen 9 mit dem ersten und zweiten Verbindungselement 4.1, 4.2 und vorteilhafterweise zudem zum fluiddichhten Abdichten der Verbindung der beiden Verbindungselemente 4.1, 4.2.
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Ist der Vaterstutzen 9 vorgesehen, so ist er vorteilhafterweise ein Bestandteil der Verbindungsanordnung 4. Bei der bevorzugten Verwendung dieses Vaterstutzens 9 ist die erste Fluidleitung L1 dann an diesem Vaterstutzen 9 befestigt, zum Beispiel analog zur zweiten Fluidleitung L2 auf den außenseitig geriffelt strukturierten Bereich dieses Vaterstutzens 9 aufgeschoben und form- und/oder kraftschlüssig auf dem Vaterstutzen 9 gehalten, beispielsweise mittels einer hier nicht dargestellten Schlauchschelle.
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Zum Verbinden der beiden Verbindungselemente 4.1, 4.2 miteinander weist der erste Verbindungsstutzen VS1 zweite Schlitze S2 und der zweite Verbindungsstutzen VS2 eine Nut 8 auf. Zudem weist die Verbindungsanordnung 4 eine zweite Federklammer FK2 zum Einrasten in die zweiten Schlitze S2 und in die Nut 8 auf, um die beiden Verbindungselemente 4.1, 4.2 miteinander zu verbinden. Um die Verbindung der beiden Verbindungselemente 4.1, 4.2 mittels dieser zweiten Federklammer FK2 und der Nut 8 in den verschiedenen Drehpositionen zu ermöglichen, ist die Nut 8 am zweiten Verbindungsstutzen VS2 umlaufend ausgebildet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007006588 A1 [0002]
