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Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung bei einer kryogenen Leitung gemäß Anspruch 1 und eine kryogene Leitung gemäß Anspruch 16.
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Aktuell wird in Industrie und Forschung zur Verbindung von Leitungen für den Transport von kryogenen Fluiden in der Regel eine sog. Johnston-Kupplung verwendet.
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EP 3670999 A1 zeigt eine vorbekannte Johnston-Kupplung, bei welcher der Kupplungsstecker mit einer Linearverschiebeeinheit mechanisch gekoppelt ist. Die mechanische Linearverschiebeeinheit ermöglicht es, den Kupplungsstecker zentriert in die Kupplungsdose einzustecken, ohne dass Kupplungsstecker bzw. Kupplungsdose bei dem Kupplungsvorgang aneinander schleifen.
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Zur ausreichenden Unterbindung des Wärmeeinfalls ist die vorbekannte Verbindung (und grundsätzlich auch jede andere Art von Johnston-Kupplung) axial relativ lang ausgestaltet und sowohl mit einem Vakuum als auch (bei entsprechender Ausgestaltung) mit einer Mehrschichtenisolierung (Multi-Layer-Insulation - MLI) isoliert. Zur Herstellung der Verbindung wird ein langes männliches Steckerteil in ein ebenso langes weibliches Stecker- bzw. Buchsenteil eingesteckt, um einen möglichst langen Wärmeeinfallweg zu schaffen.
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Zwar lassen sich so prinzipiell gute Isolierwirkungen erreichen, die axiale Länge der Kupplung ist jedoch für kurze Leitungen, die z.B. in (auto-)mobilen Anwendungen ganz überwiegend zum Einsatz kommen, zu bauraumintensiv.
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Es besteht Bedarf an einer Verbindungsanordnung bei einer kryogenen Leitung bzw. an einer solcher Leitung insgesamt, die bei gleich guter thermischer Isolierwirkung in axialer Richtung kürzer baut.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Verbindungsanordnung bei einer kryogenen Leitung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine kryogene Leitung mit den Merkmalen des Anspruchs 16.
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Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen definiert.
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Eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung bei einer kryogenen Leitung mit einem inneren Leitungselement und mit einem äußeren Leitungselement, welches äußere Leitungselement das innere Leitungselement zumindest in einem Abschnitt und in einem Abstand umgibt, sodass zwischen dem inneren Leitungselement und dem äußeren Leitungselement ein Freiraum ausgebildet ist, weist auf: ein inneres Verbindungselement, das an wenigstens einem Ende der Leitung an dem inneren Leitungselement angeordnet ist; ein äußeres Verbindungselement, das an wenigstens dem genannten Ende der Leitung an dem äußeren Leitungselement angeordnet ist; ein Abstandselement, das zwischen dem inneren Verbindungselement und dem äußeren Verbindungselement angeordnet ist und den Freiraum gegen die Umgebung abschließt; welches Abstandselement als Rillenmembranscheibe ausgebildet und in einer Ebene angeordnet ist, welche Ebene sich, zumindest an dem genannten Ende, quer zu einer Längsachse der Leitung erstreckt.
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Eine Rillenmembranscheibe ist eine dünne, bevorzugt kreisförmige Scheibe, die nicht eben oder flach ausgebildet ist, sondern konzentrisch umlaufende, geschlossene Rillen oder entsprechende Wellenberge und Wellentäler aufweist. Die Länge eines Wärmeleitpfades von der Mitte der Scheibe bis zu ihrem Rand ist deshalb relativ lang - viel länger als der geometrische Scheibenradius. Indem die Scheibe quer zur Längsachse der Leitung angeordnet wird, kann die axiale Baulänge stark verkürzt werden, ohne dass die Wärmeisoliereigenschaften darunter leiden würden.
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Diese Verbindungsanordnung ist dazu bestimmt und entsprechend ausgebildet, mit einer gegenstückigen Verbindungsanordnung lösbar zusammenzuwirken. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass das äußere Verbindungselement einer gegebenen Verbindungsanordnung mit dem äußeren Verbindungselement einer weiteren Verbindungsanordnung lösbar-verbindbar zusammenwirkt. Gleiches gilt entsprechend für die jeweiligen inneren Verbindungselemente.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn an jedem Ende einer kryogenen Leitung jeweils eine der beiden genannten Verbindungsanordnungen angeordnet ist, um eine zusammengesetzte kryogene Leitung herstellen zu können.
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Die Verbindungen können, wie nach dem Stand der Technik, bevorzugt im Bereich äußeren Verbindungselemente durch einen Spannring oder dgl. gesichert werden.
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Im Bereich der inneren Verbindungselemente können die beiden genannten Verbindungsanordnungen derart ausgeführt sind, dass eines der beiden inneren Verbindungselemente in das jeweils andere innere Verbindungselement einsteckbar ist. Zur Abdichtung können Dichtringe oder dgl. verwendet werden.
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Eine erfindungsgemäße kryogene Leitung mit einem inneren Leitungselement und mit einem äußeren Leitungselement, welches äußere Leitungselement das innere Leitungselement zumindest in einem Abschnitt und in einem Abstand umgibt, sodass zwischen dem inneren Leitungselement und dem äußeren Leitungselement ein Freiraum ausgebildet ist, weist an wenigstens ihrem einem Ende, bevorzugt an ihren beiden Enden, eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung auf, höchst vorzugsweise an dem einen Ende eine zu der Verbindungsanordnung an dem jeweils anderen Ende komplementäre Verbindungsanordnung.
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Neben der Darstellung einer lösbaren Kupplung bei einer Leitung für kryogene Fluide mit axial kurzer Ausdehnung sollen im Zuge entsprechender Weiterbildungen der Erfindung folgende weitere Aspekte Berücksichtigung finden:
- • Isolation mit Vakuum und MLI möglichst vollständig, d.h. über den größten Teil der Leitungslänge;
- • Temperaturbeständigkeit bis 250°C für beschleunigte Evakuierung;
- • Vermeidung von Eisbildung im Betrieb, vorzugsweise durch entsprechend ausreichende thermische Isolation mittels Vakuum und MLI sowie endständig lange Wärmeleitwege;
- • Verhinderung von Kondensation und Aufkonzentrierung von Luftsauerstoff, insbesondere durch Verhinderung eines Kontakts von Umgebungsluft mit tiefkalten Bauteilen (z.B. durch Vorsehen einer äußeren Dichtung);
- • Integration eines Adsorbers zur Aufrechterhaltung des Vakuums im Betrieb (Leckage, Ausgasung usw.);
- • Integration eines Vakuumports für die Evakuierung.
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Eine erste Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung sieht vor, dass die Rillenmembranscheibe eine hohe Wellenausformung aufweist. Vorliegend ist damit eine Wellenumformung gemeint, die derart hoch ausgeformt ist, dass die maximal mögliche Umformbarkeit des verwendeten Werkstoffs ausgenutzt wird. Zur Erhöhung der Ausformung kann zusätzlich noch eine Wärmebehandlung zum Erreichen höherer Umformgrade zwischen einzelnen Umformschritten durchgeführt werden. Alternativ kann eine Warmumformung als Herstellungsprozess herangezogen werden. Bevorzugt ist ein Höhenunterschied zwischen einem Wellenberg und einem Wellental etwa 2-mal so groß, vorzugsweise 1-mal so groß, höchst vorzugsweise 0,5-mal so groß, wie ein Abstand zwischen zwei benachbarten Wellenbergen. Dadurch lässt sich ein ausreichend langer Weg für die einfallende Wärme bereitstellen, um die Verbindung thermisch gut zu isolieren.
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Eine zweite Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung sieht vor, dass die Rillenmembranscheibe dünnwandig aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet ist, vorzugsweise einem austenitischen Chrom Nickel-Stahl mit einer Wärmeleitfähigkeit von ca. 15 W/(m K), um einen möglichst geringen Wärmeleitpfad darzustellen. Dadurch lässt sich eine gute Einschweißbarkeit und Diffusionsdichtheit erreichen.
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Um die Rillenmembranscheibe gegen die Atmosphäre abzustützen, kann vorgesehen sein, dass die Rillenmembranscheibe eine Anzahl von Sicken aufweist.
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Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Rillenmembranscheibe Sicken aufweist, vorzugsweise drei bis sechs radiale Sicken, die höchst vorzugsweise in Richtung umgelegter Einschweißborde ausgebildet sind, um den benötigten axialen Bauraum zu begrenzen.
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Eine andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung sieht vor, dass das innere Verbindungselement als im Wesentlichen glattzylindrisches Hülsenteil ausgebildet ist. Auf diese Weise lässt sich einfach eine gute Verbindung zu einer weiteren Verbindungsanordnung herstellen.
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Eine wieder andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung sieht vor, dass das äußere Verbindungselement an seinem freien Ende einen größeren Querschnitt aufweist als an seinem anderen Ende; und dass die Rillenmembranscheibe im Bereich des größeren Querschnitts in dem äußeren Verbindungselement angeordnet ist. Auf diese Weise kann eine relativ große Rillenmembranscheibe zum Einsatz kommen, was die Wärmeisolierung verbessert.
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Um die Abstützung der Rillenmembranscheibe weiter zu verbessern, sieht eine wieder andere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung vor, dass (axial) benachbart der Rillenmembranscheibe ein Stützelement zum Abstützen der Rillenmembranscheibe gegen einen Umgebungsdruck angeordnet ist. Dadurch lässt sich auch eine Schubversteifung beim Fügen der Verbindungsanordnung erreichen. Bevorzugt ist das Stützelement aus einem thermisch gering leitfähigen Werkstoff hergestellt. Es stützt die Rillenmembranscheibe und kann zusätzlich die erwähnte Schubversteifung zum Fügen der Kupplung (Verbindungsanordnung) bereitstellen.
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Weiterhin kann noch vorgesehen sein, dass das Stützelement wenigstens einen ersten, äußeren Anlageabschnitt aufweist, in dem das Stützelement von innen an dem äußeren Verbindungselement anliegt, bevorzugt im Bereich des genannten größeren Querschnitts; und/oder dass das Stützelement wenigstens einen zweiten, inneren Anlageabschnitt aufweist, in dem das Stützelement von außen an dem inneren Verbindungselement anliegt; und dass das Stützelement wenigstens einen Verbindungsabschnitt aufweist, welcher Verbindungsabschnitt den äußeren Anlageabschnitt und den inneren Anlageabschnitt verbindet und welcher Verbindungsabschnitt einen Verlauf aufweist, der von einem radialen Verlauf abweicht und bevorzugt eine umfängliche und/oder axiale Verlaufskomponente aufweist, sodass vorzugsweise eine Länge des Verbindungsabschnitts maximiert ist. Das Stützelement weist dabei möglichst geringe Querschnitte und Kontaktflächen auf, um Wärmeübergänge weiter zu minimieren.
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Bevorzugt ist das Stützelement jeweils so ausgebildet, wie weiter unten anhand der Figuren konkret beschrieben.
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Vorteilhafter Weise weist das Stützelement eine Anzahl von Federelementen für eine radiale Verspannung zwischen dem inneren Verbindungselement und dem äußeren Verbindungselement auf, um das Stützelement sicher zu befestigen.
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Um insbesondere eine erstrebenswerte Temperaturbeständigkeit bis 250°C für beschleunigte Evakuierung zu erreichen, kann in Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung noch vorgesehen sein, dass das Stützelement aus einem keramischen Material, vorzugsweise einem Porzellan, höchst vorzugsweise Titandioxid, oder aus einem Kunststoff, vorzugsweise aus Epoxid, Polyamid, Polyimid, PEEK, PTFE oder PCTFE, hergestellt ist.
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Um die Stabilität der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung zu verbessern, insbesondere beim Fügen mit einer weiteren, entsprechenden Verbindungsanordnung, kann außerdem vorgesehen sein, dass das Stützelement eine axiale Erstreckungskomponente aufweist, die zur Schubabstützung des inneren Leitungselements und/oder des inneren Verbindungselements gegenüber dem äu-ßeren Leitungselement und/oder dem äußeren Verbindungselement dient.
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Zum Evakuieren des Freiraums kann bei einer anderen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung noch vorgesehen sein, dass in dem äu-ßeren Verbindungselement ein Durchbruch angeordnet ist, welcher Durchbruch bevorzugt innerhalb eines von dem äußeren Verbindungselement abragenden Anschlussstutzens angeordnet ist.
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Bevorzugt ist bei noch einer anderen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung vorgesehen, dass in dem Freiraum, bevorzugt in fluidischer Verbindung mit dem genannten Durchbruch, ein Adsorbermaterial angeordnet ist, welches Adsorbermaterial vorzugsweise das innere Leitungselement ringförmig umgibt. Bei dem Adsorbermaterial kann es sich vorzugsweise um Silicagel handeln, höchst vorzugsweise Aluminiumsilikat mit poröser Mikrostruktur. Seine Funktion ist die Adsorption von freien Molekülen im Vakuumraum, um eine konduktive Wärmeleitung zu unterbinden.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei einer entsprechenden Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung das äußere Verbindungselement eine Aufnahmestruktur zum Aufnehmen und insbesondere axialen Positionieren des Adsorbermaterials aufweist, insbesondere wenigstens einen radial eingezogenen Abschnitt oder eine durch axiale und/oder radiale Wandungen begrenzten Aufnahmebereich, im Bereich welcher Aufnahmestruktur ein Material des äußeren Verbindungselements Durchbrüche aufweist, die eine fluidische Verbindung zwischen dem Freiraum und dem Adsorbermaterial herstellen. Dabei kann die Aufnahmestruktur bevorzugt eine (relativ lange) axiale Erstreckungskomponente (bezogen auf eine Erstreckung der Leitungselemente) aufweisen, die zum thermischen Isolieren durch Schaffung eines langen Wärmeleitwegs bestimmt und geeignet ist.
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Auf diese Weise lässt sich das Adsorbermaterial gut und sicher lokalisieren und behindert darüber hinaus nicht die Evakuierung des Freiraums.
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Für eine verbesserte Isolierung ist vorgesehen, dass bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Leitung der Freiraum evakuiert oder evakuierbar ist, vorzugsweise über den genannten Durchbruch.
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Bei einer anderen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Leitung kann das äu-ßere Leitungselement und/oder das innere Leitungselement zumindest abschnittweise als Wellschlauch aus Metall ausgebildet sein. Die Leitung wird dadurch flexibel.
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Bei einer wieder anderen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Leitung kann zumindest das innere Leitungselement zumindest abschnittweise von einer Schutzumhüllung umgeben ist, vorzugsweise einem Geflechtschlauch. Das Leitungselement kann auf diese Weise gestützt und geschützt werden. Das Geflecht dient vorteilhafter Weise auch zur Erhöhung einer Druckfestigkeit des Inneschlauchs (inneres Leitungselement), der/das sich sonst in nachteiliger Weise längen würde.
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Bei noch einer anderen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Leitung kann zumindest das innere Leitungselement und ggf. die genannte Schutzumhüllung zumindest abschnittweise von einer Isolierung umgeben sein, vorzugsweise einer Mehrschichtenisolierung. Dadurch wird die Isolierwirkung gegen Wärmestrahlung noch weiter verbessert.
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Schließlich kann bei einer anderen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Leitung das innere Verbindungselement zumindest an einem Ende der Leitung axial gegenüber der Rillenmembranscheibe hervorragen, vorzugsweise indem das innere Verbindungselement durch einen Durchbruch in der Rillenmembranscheibe geführt ist. Dies erleichtert die Verbindung zu einem anschließenden Leitungselement.
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Weitere Eigenschaften und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.
- 1 zeigt eine teilweise Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung;
- 2 zeigt im Detail eine teilweise Schnittdarstellung einer anderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung;
- 3 zeigt eine mögliche Ausgestaltung des Stützelements bei einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung;
- 4 zeigt eine andere mögliche Ausgestaltung des Stützelements bei einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung;
- 5 zeigt noch eine andere mögliche Ausgestaltung des Stützelements bei einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung;
- 6 zeigt im Längsschnitt eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung mit dem Stützelement aus 5;
- 7 zeigt weitere Einzelheiten einer Leitungsanordnung mit der Verbindungsanordnung aus 6;
- 8 zeigt in Teilabbildungen a) bis c) mögliche Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung im Bereich des äußeren Verbindungselements;
- 9 zeigt die Ausgestaltung gemäß 8a) im Detail; und
- 10 zeigt isoliert das äußere Verbindungselement gemäß der Ausgestaltung in 9.
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In 1 ist eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung bei einer kryogenen Leitung teilweise in einer Schnittansicht dargestellt. Bezugszeichen L bezeichnet die Längsachse der Verbindungsanordnung, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist. Bezugszeichen 10 bezeichnet die kryogene Leitung als Ganze.
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Wie man der Darstellung in 1 entnimmt, umfasst die kryogene Leitung 10 ein inneres Leitungselement, das als Ringwellschlauch ausgebildet und mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnet ist. Sie umfasst weiterhin ein äußeres Leitungselement, das ebenfalls als Ringwellschlauch ausgebildet und mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet ist. Das äußere Leitungselement 12 umgibt das innere Leitungselement 11 in einem (radialen) Abstand A, wodurch zwischen dem inneren Leitungselement 11 und dem äußeren Leitungselement 12 ein Freiraum 13 geschaffen ist. Die kryogene Leitung 10 bzw. die Verbindungsanordnung 1 umfasst ein inneres Verbindungselement 2, das an dem gezeigten Ende der Leitung 10 endständig an dem inneren Leitungselement 11 angeordnet ist, vorzugsweise stoffschlüssig. Das innere Verbindungselement 2 ist im Wesentlichen nach Art einer kreiszylindrischen Hülse ausgebildet. Außerdem umfasst die kryogene Leitung 10 bzw. die Verbindungsanordnung 1 ein äußeres Verbindungselement 3, das ebenfalls an dem gezeigten Ende der Leitung 10 endständig an dem äußeren Leitungselement 12 angeordnet ist, vorzugsweise stoffschlüssig. Das äußere Verbindungselement 3 ist ebenfalls hülsenförmig ausgebildet, weist jedoch drei Bereiche 3.1-3.3 mit unterschiedlichen Durchmessern auf. Außerdem umfasst die Verbindungsanordnung 1 noch ein Abstandselement 4, das zwischen dem inneren Verbindungselement 2 und dem äußeren Verbindungselement 3 - hier im Bereich 3.3 mit dem größten Durchmesser - angeordnet und vorzugsweise sowohl mit dem inneren Verbindungselement 2 als auch mit dem äußeren Verbindungselement 3 jeweils stoffschlüssig verbunden ist. Das Abstandselement 4 verschließt den Freiraum 13 nach außen gegen die Umgebung und ist speziell als Rillenmembranscheibe ausgebildet, deren Rillen 4a konzentrisch um einen zentralen Durchbruch 4b herum angeordnet sind. Durch den Durchbruch 4b ragt das innere Verbindungselement 2 nach außen gegenüber der Rillenmembranscheibe 4 hervor. Die genannten Rillen 4a ergeben sich aus einer Abfolge von konzentrisch angeordneten Wellenbergen und Wellentälern, deren Höhenunterschied H relativ groß bezogen auf eine Wellenlänge I (Abstand zwischen zwei benachbarten Wellenbergen) ausgebildet ist, sodass sich ein möglichst langer Wärmeleitpfad zwischen dem inneren Verbindungselement 2 und dem äußeren Verbindungselement 3 ergibt. Auf diese Weise baut die gesamte Verbindungsanordnung 1 axial relativ kurz. Die Rillenmembranscheibe 4 ist in einer (angedeuteten bzw. gedachten) Ebene E angeordnet, die senkrecht zur Längsachse L der kryogenen Leitung 10 orientiert ist.
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Um das innere Leitungselement 11 herum ist ein Geflechtschlauch 14 angeordnet, der seinerseits von einer Mehrschichtenisolierung 15 umgeben ist. In axialer Richtung erstrecken sich der Geflechtschlauch 14 und die Mehrschichtenisolierung 15 bis an die Rillenmembranscheibe 4 heran.
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Vorzugsweise sind alle bislang beschriebenen Elemente, mit Ausnahme der Mehrschichtenisolierung 15, in einem dünnwandigen metallischen Werkstoff ausgebildet, vorzugsweise Stahl, insbesondere Edelstahl.
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In dem Bereich 3.2 weist das äußere Verbindungselement 3 eine Aufnahmestruktur 3a für ein Adsorbermaterial auf, welches Adsorbermaterial in 1 nicht dargestellt ist. Die Aufnahmestruktur 3a ist gebildet aus einem ringförmigen Lochblech mit etwa U-förmigen Querschnitt, welches mit seinen freien Schenkeln so mit dem äußeren Verbindungselement 3 zusammenwirkt, vorzugsweise formschlüssig, dass zwischen dem äußeren Verbindungselement 3 und der Aufnahmestruktur 3a ein ringförmig umlaufender Freiraum 3b für das Adsorbermaterial gebildet ist, der endständig in axialer Richtung bis an die Rillenmembranscheibe 4 heranreicht.
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Die Aufnahmestruktur 3a dient außerdem zur Schubabstützung von Element 2 gegenüber Element 3, wie z.B. in 9 noch besser erkennbar ist.
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In dem Bereich 3.3 weist das äußere Verbindungselement 3 bei Bezugszeichen 3d endständig zusätzlich noch eine umlaufende Vertiefung (Nut) auf, in die ein Dichtelement, wie ein O-Ring oder dergleichen, eingesetzt werden kann, um eine dichte Verbindung mit dem äußeren Verbindungselement (nicht gezeigt) einer weiteren kryogenen Leitung (nicht gezeigt) zu schaffen. Entsprechendes gilt für das innere Verbindungselement 2.
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Im oberen Bereich von 1 weist das äußere Verbindungselement 3 vorteilhafterweise einen radial nach außen weisenden Durchbruch auf, der jedoch in 1 nicht erkennbar ist. Im Bereich dieses Durchbruchs ist ein Anschlussstutzen 3c angeordnet, von dem in 1 nur das untere Ende im Bereich des Freiraums 3b erkennbar ist. Über den genannten Anschlussstutzen 3c kann der Freiraum 13 zwecks Vakuumisolierung des inneren Leitungselement 11 evakuiert werden, wobei das Adsorbermaterial durch Adsorption von freien Molekülen im Vakuumraum dazu dient, eine konduktive Wärmeleitung zu unterbinden.
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2 zeigt eine im Bereich des äußeren Anschlusselements 3 sowie der Aufnahmestruktur geometrisch leicht abgeänderte Ausgestaltung, bei der zusätzlich auch das Adsorbermaterial 5 dargestellt ist. Ansonsten bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder zumindest gleich wirkende Elemente. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind nicht immer alle Elemente mit Bezugszeichen versehen.
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Bei Bezugszeichen 6 ist ein zusätzliches Stützelement erkennbar, das bevorzugt aus einem Kunststoff hergestellt ist. Es sorgt für eine Abstützung der Rillenmembranscheibe in axialer Richtung, möglichst ohne einen substantiellen Wärmeleitungspfad zwischen innerem Verbindungselement 2 und äußerem Verbindungselement 3 zu schaffen. Dazu weist das Stützelement 6 bevorzugt möglichst geringe Anlageflächen in Kontakt mit den genannten Verbindungselementen 2, 3 auf. Das Stützelement 6 ist im mittleren Bereich 3.2 des äußeren Verbindungselements angeordnet.
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3 zeigt eine Darstellung mit nur angedeuteter Leitung 10 und genauerer Darstellung des Stützelements 6. Dieses umfasst zwei konzentrische Ringe 6a, 6b, von denen der äußere 6a bevorzugt von innen an dem äußeren Verbindungselement 3 (vgl. 2) anliegt, während der innere 6b von außen an der Aufnahmestruktur 3a (vgl. 2) anliegt. Die beiden Ringe 6a, 6b sind über gekrümmte (Verbindungs-)Abschnitte 6c mit umfänglicher Verlaufskomponente verbunden.
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4 zeigt eine andere Variante des Stützelements 6, welches hierbei keinen geschlossenen äußeren Ring, sondern eine Mehrzahl pilzkopfartig sich nach au-ßen hin im Umfangsrichtung erweiternder Strukturen 6d aufweist, die von innen an dem äußeren Verbindungselement 3 anliegen und dabei auch für eine Schubabstützung sorgen können (durch rückwärtige Vorsprünge). Der innere Ring 6b ist von dem inneren Verbindungselement 2 radial beabstandet; die Anlage erfolgt hier über radiale Verlängerungen 6d' der genannten Strukturen 6d. Auch diese Verlängerungen können zur Schubabstützung beitragen (durch Anlage an einer Schulter zwischen den Elementen 14 und 15). An dem Verbindungselement 2 sind endständig zwei Dichtelemente (Dichtringe) 2a angeordnet für eine dichtende Verbindung mit einem weiteren Verbindungselement (nicht gezeigt).
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In 5 ist noch eine andere Ausgestaltung des Stützrings 6 gezeigt. Dieser besitzt ausgehend von einem inneren Ring 6b zwei Außenringe 6a und 6a' mit verschiedenen Radien, die außerdem axial versetzt angeordnet sind. Genaueres ergibt sich auch aus der nachfolgend beschriebenen 6. Die Ringe 6a, 6a' sind über radiale (Doppel-)Speichen 6c', 6c'' mit dem Innenring 6b verbunden. Für den Ring 6a' haben bzw. schaffen die betreffenden Speichen 6c'' eine axiale Erstreckungskomponente. Diese axiale Erstreckungskomponente dient zur Schubabstützung des Innenschlauchs (inneres Leitungselement 11, vgl. 1) gegenüber dem Außenschlauch (äußeres Leitungselement 12, vgl. 1). Dafür sind innen bei Bezugszeichen 6e (vgl. 6) Rastnasen oder Vorsprünge zur axialen Fixierung vorgesehen. Die Verbindung erfolgt bevorzugt durch Aufschieben und Festklicken.
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6 zeigt das Zusammenwirken das Stützelements 6 aus 5 mit einem äußeren Verbindungselement 3, welches etwa (mit Ausnahme der hier nicht vorhandenen Adsorber-Aufnahmestruktur) wie in 1 oder 2 ausgebildet ist. Das Stützelement liegt mit dem Außenring 6a' im Bereich 3.2 und mit dem Außenring 6a im Bereich 3.3 des Verbindungselements 3 an (vgl. 1 und 2). Bezugszeichen 7 bezeichnet eine optionale Außenhülse, die den Verbindungsbereich von äußerem Wellschlauch 12 und Verbindungselement 3 überbrückt. Die Speichen 6c' liegen flächig stützend an der Rillenmembranscheibe 4 an. Das Stützelement kann bei Bezugszeichen 6e, wie schon erwähnt, mit einem radialen Vorsprung (vorzugsweise umlaufend) oder mehreren Rastnasen in eine entsprechende Vertiefung an dem inneren Verbindungselement 2 eingreifen, um eine wirksame Schubabstützung zu erreichen. Radial außen kann das Stützelement 6 im Schnitt ballig ausgeformt sein, um sich in eine komplementäre Ausnehmung des Verbindungselements 3einzuschmiegen (bei Bezugszeichen X).
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7 zeigt eine erweiterte Darstellung der Ausgestaltung gemäß 6. Bei Bezugszeichen 8 ist ein weiteres Stützelement insbesondere aus Kunststoff erkennbar, welches bei einer mittleren axialen Position entlang der Leitung 10 für eine sichere und dauerhafte Beabstandung von innerem Leitungselement 11 und äußerem Leitungselement 12 sorgt.
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Die 8 umfasst drei Teilabbildungen a) bis c). Gezeigt sind jeweils mögliche Ausgestaltungen der Verbindungsanordnung 1 in perspektivischer Ansicht (jeweils obere Darstellung) und im Längsschnitt (jeweils untere Darstellung).
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Gemäß Teilabbildung a) entspricht etwa der Ausgestaltung in 1. Erkennbar ist hier nun auch der erwähnte Durchbruch bei Bezugszeichen 3e. Auch das Adsorbermaterial 5 ist gezeigt. Es ist zwischen Adsorberkorb (Aufnahmestruktur 3a, vgl. 1) und Stützelement formschlüssig positioniert.
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Gemäß Teilabbildung b) weist das Verbindungselement 3 über einen Teilumfang eine Auswölbung 3f auf, die als Positionierstruktur für den Adsorber 5 dient, welcher allerdings den Bereich des Durchbruchs 3e frei lässt. Ansonsten entspricht 8b) der 8a).
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In Teilabbildung c) ist die Auswölbung 3f vollumfänglich ausgebildet und erstreckt sich auch bis in dem Bereich des Durchbruchs 3e, sodass das auch hier der Adsorber 5 angeordnet ist. Der Adsorber ist radial nach außen mit einem Spannblech 5a geklemmt.
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9 zeigt weitere Details einer Ausgestaltung, die ansonsten weitestgehend der 2 (allerdings ohne das dortige Stützelement) entspricht. Gut erkennbar sind der Anschlussstutzen 3c für die Evakuierung sowie die Ausgestaltung der Aufnahmestruktur 3a.
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Letztere ergibt sich auch aus der abschließenden 10, die nur das äußere Verbindungselement 3 aus 9 zeigt. Gut erkennbar sind hier der (radiale) Durchbruch 3e und ein (axialer) Durchbruch 3h, wobei letzterer den Durchtritt des Verbindungselements 2 (siehe 9) ermöglicht. Die Aufnahmestruktur 3a weist mehrere Durchbrüche 3g auf, die für eine fluidische Verbindung zwecks Evakuierung des Freiraums 13 über/durch den Adsorber 5 sorgen.
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Der Adsorberkorb (die Aufnahmestruktur 3a) ist hier derart ausgestaltet, dass er zusätzlich die Axialabstützung (Schub) des inneren Leitungselements 11 ( 9) gegenüber dem äußeren Leitungselement 12 übernimmt und dabei einem möglichst langen Wärmeleitpfad darstellt. Ein zusätzliches Stützelement (vgl. Element 6 in 6) für die Rillenmembranscheibe, das die Schubabstützung übernimmt, kann somit ganz entfallen oder zumindest kleiner ausgelegt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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