DE10250965A1

DE10250965A1 - Blockverbindungselemente für CO2-Klimaanlagen

Info

Publication number: DE10250965A1
Application number: DE10250965A
Authority: DE
Inventors: Fred Georg Schroeder; Eric W Kesler; Bruno Sima; Marion Elisabeth Lorenz; David William Bertrand
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 2001-11-01
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2003-06-18
Anticipated expiration: 2022-10-31
Also published as: DE10250965B4; US20030080554A1; US6834893B2

Abstract

Ein Rohrverbindungselement verwendet Blöcke, die mittels Gewindebolzen und Mutter zusammengeschraubt und mit Dichtungen versehen sind, die dem Durchtritt von CO¶2¶ bei hohen Drücken und hohen Temperaturen entgegenwirken und darüber hinaus widerstandsfähig gegen Dekompressionsschäden sind.

Description

Anmeldung, auf die Bezug genommen wird

Die Anmeldung beansprucht den Vorteil der am 1. November 2001 eingereichten einstweiligen US-Patentanmeldung 60/335,134.

Technisches Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement zur Verbindung von Rohren in einer Fahrzeugklimaanlage und spezieller ein Leitungsverbindungselement, wobei das Kältemittel der Klimaanlage CO₂ ist und das Verbindungselement dem Durchtritt/der Leckage von CO₂ bei den hohen Drücken und hohen Temperaturen entgegenwirkt, die beim Betrieb der CO₂- Klimaanlage auftreten.

Hintergrund der Erfindung

Bei der Fertigung von Fahrzeugen auf Montagestraßen ist es wünschenswert, dass die Leitungsverbindungselemente in einer Klimaanlage nicht mit einem Drehmomentschlüssel, sondern mit einem Kraftschrauber angezogen werden. Aus diesem Grunde werden häufig Blockverbindungselemente verwendet.
In herkömmlichen Klimaanlagen werden bisher verschiedene Kältemittel (z. B. Freon und R134a) in mittleren Druck- und Temperaturbereichen eingesetzt. Es befinden sich neuere Klimaanlagen und Wärmepumpensysteme in der Entwicklung, in denen als Kältemittel CO₂ verwendet wird. Die CO₂-Systeme arbeiten bei viel höheren Drücken und Temperaturen. Verbindungselemente in herkömmlichen Systemen sind normalerweise mit Gummidichtungen (z. B. O-Ringe) versehen und können in CO₂-Systemen wegen der hohen Durchlässigkeit und der Dekompressionsschäden an den Dichtungen nicht benutzt werden.

Es wäre günstig, wenn zur Verwendung in einer Klimaanlage ein Verbindungselement produziert würde, das dem Durchtritt von CO₂ und den Dekompressionsschäden an den Dichtungen in Systemen mit hohem Druck und hoher Temperatur entgegenwirkt.

Zusammenfassende Beschreibung der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist überraschend ein Verbindungselement zur Verwendung in einer Klimaanlage entdeckt worden, das dem Durchtritt von CO₂ und den Dekompressionsschäden an den Dichtungen in Systemen mit hohem Druck und hoher Temperatur entgegenwirkt. In dem erfindungsgemäßen Verbindungselement werden Blöcke benutzt, die unter Verwendung eines Gewindebolzens, einer Mutter und von Dichtungen mit geringer CO₂-Durchlässigkeit, mit Widerstandsfähigkeit gegen hohe Betriebsdrücke und Betriebstemperaturen und mit Widerstandsfähigkeit gegen Dekompressionsschäden miteinander verschraubt werden.

Das Blockverbindungselement für eine CO₂-Klimaanlage umfasst:

- einen Einsteckblock, der eine erste Öffnung mit einem ersten und einem zweiten Ende aufweist, wobei das erste Ende der ersten Öffnung des Einsteckblocks für die Aufnahme eines Rohrendes gestaltet ist und der Einsteckblock eine ringförmige, die erste Öffnung umgebende Ausnehmung besitzt, die eine Nut mit generell u-förmigem Querschnitt bildet;
- einen Aufnahmeblock, der eine erste Öffnung mit einem ersten und einem zweiten Ende aufweist, wobei das erste Ende der ersten Öffnung des Aufnahmeblocks für die Aufnahme eines Rohrendes gestaltet ist, der Aufnahmeblock einen ringförmigen, die erste Öffnung des Aufnahmeblocks umgebenden Kragen besitzt, der zum Einstecken in die von der ringförmigen Ausnehmung des Einsteckblocks gebildete Nut gestaltet ist, mindestens eine der Innenflächen des ringförmigen Kragens und der Nut eine darin geformte Ringnut aufweist und die erste Öffnung des Einsteckblocks und die erste Öffnung des Aufnahmeblocks im Wesentlichen konzentrisch angeordnet sind;
- eine Primärdichtung, die in der Nähe des zweiten Endes der ersten Öffnung des Einsteckblocks dieses umgebend angeordnet ist und in der Nähe des zweiten Endes der ersten Öffnung des Aufnahmeblocks dieses umgebend angeordnet ist;
- eine Sekundärdichtung, die in der Ringnut des ringförmigen Kragens des Aufnahmeblocks angeordnet ist und aus einem Material mit geringer CO₂-Durchlässigkeit besteht und
- ein Befestigungselement, das für das ineinander eingreifende Verbinden des Einsteckblocks und des Aufnahmeblocks zum dichtenden Ineinander-Eingreifen der ringförmigen Ausnehmung des Einsteckblocks und des ringförmigen Kragens des Aufnahmeblocks ausgelegt ist.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die obige Darlegung sowie weitere Elemente, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die detaillierte Beschreibung der Vorzugsausgestaltungen der Erfindung unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen verständlich, von denen ist:
Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung mit den Merkmalen der Erfindung;
Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung;
Fig. 3 eine Querschnittsdarstellung einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung;
Fig. 4 eine Querschnittsdarstellung einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung und
Fig. 5 eine Querschnittsdarstellung einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung.

Ausführliche Beschreibung der Vorzugsausgestaltung

Unter Bezug auf die Zeichnungen und insbesondere auf Fig. 1 ist unter 10 allgemein ein Blockverbindungselement dargestellt, das die Merkmale der Erfindung in sich trägt. Das Blockverbindungselement 10 enthält einen Einsteckblock 12 und einen Aufnahmeblock 14. Der Einsteckblock 12 enthält eine erste Öffnung 16 mit im Allgemeinen kreisförmigem Querschnitt und einem für die Aufnahme eines Rohrs oder einer Leitung 18 gestalteten Ende. Es ist wünschenswert, wenn auch nicht unbedingt erforderlich, dass zwischen dem Rohr 18 und der die erste Öffnung 16 bildenden Wand eine Presspassung besteht. Um den gewünschten Presssitz zu erreichen, können auch an der die erste Öffnung 16 bildenden Wand ausgebildete Vertiefungen und Erhebungen verwendet werden. Zur Ausbildung einer leckfreien Verbindung wird das Rohr 18 durch ein beliebiges herkömmliches Verfahren, wie beispielsweise Hartlöten oder Schweißen, mit dem Einsteckblock 12 verbunden. Zur Aufnahme eines Gewindebolzens 22 weist der Einsteckblock 12 eine zweite Öffnung 20 auf.
Im Einsteckblock 12 ist eine ringförmige Ausnehmung 24 ausgebildet, die für die Aufnahme eines am Aufnahmeblock 14 geformten ringförmigen Kragens 26 gestaltet ist. An der Innenwand 30 des Kragens 26 ist eine Ringnut 28 ausgebildet. Die Nut 28 ist für die Aufnahme der Dichtung 32 gestaltet, die als Sekundärdichtung dient. Es gilt als einbegriffen, dass die Nut 28 auch in einer Wand der ringförmigen Ausnehmung 24 oder einer Außenwand des Kragens 26 geformt sein könnte. Zwischen dem Einsteckblock 12 und dem Aufnahmeblock 14 ist an der ersten Öffnung 16 eine Flachscheibe 31 angeordnet, die als Primärdichtung dient. An einander gegenüberliegenden Flächen des Einsteckblocks 12 und des Aufnahmeblocks 14 sind Dichtwülste 33 angeformt, die an der Flachscheibe 31 anliegen. In der gezeigten Ausgestaltung wird eine Flachscheibe 31 aus zinnbeschichtetem Kupfer verwendet. Es gilt jedoch als einbegriffen, dass andere herkömmliche, CO₂-resistente Dichtmaterialien verwendet werden können, wie z. B. Schicht-Tetrafluoroethylen, gummibeschichtetes Aluminium, Pewter (Zinnlegierung), Weißmetall, Bronze, Nickel, Polyamid, Aluminium und andere beschichtete Metalle oder gummibeschichtete Metalle. Es können andere Formen der Dichtwülste 33 verwendet werden, wie gekrümmt, quadratisch und andere Formen, sowie auch eine oder mehrere Wülste 33.
Der Aufnahmeblock 14 weist eine erste Öffnung 34 mit im Allgemeinen kreisförmigem Querschnitt und einem für die Aufnahme eines Rohrs oder einer Leitung 36 gestalteten Ende auf. Zur Ausbildung einer leckfreien Verbindung wird das Rohr 36 durch ein beliebiges herkömmliches Verfahren, wie beispielsweise Hartlöten oder Schweißen, mit dem Aufnahmeblock 14 verbunden. Zur Aufnahme des Gewindebolzens 22 weist der Aufnahmeblock 14 eine zweite Öffnung 38 auf. Der Gewindebolzen 22 ist in die zweite Öffnung 38 des Aufnahmeblocks 14 und die zweite Öffnung 20 des Einsteckblocks 12 eingeführt. Eine Mutter 40 sitzt über ein Gewinde auf dem Gewindebolzen 22, um den Einsteckblock 12 fest am Aufnahmeblock 14 und die erste Öffnung 16 des Einsteckblocks 12 an der und im Wesentlichen konzentrisch mit der ersten Öffnung 34 des Aufnahmeblocks 14 zu halten. Es gilt als einbegriffen, dass andere Befestigungselemente verwendet werden könnten, ohne dass von Geltungsbereich und Idee der Erfindung abgewichen wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird unter 50 allgemein ein Blockverbindungselement gezeigt, das eine zweite Ausgestaltung der Erfindung enthält. Das Blockverbindungselement 50 enthält einen Einsteckblock 52 und einen Aufnahmeblock 54. Der Einsteckblock 52 enthält eine erste Öffnung 56 mit im Allgemeinen kreisförmigem Querschnitt und einem für die Aufnahme eines Rohrs oder einer Leitung 58 gestalteten Ende. Es ist wünschenswert, wenn auch nicht unbedingt erforderlich, dass zwischen dem Rohr 58 und der die erste Öffnung 56 bildenden Wand eine Presspassung besteht. Um den gewünschten Presssitz zu erreichen, können auch an der die erste Öffnung 56 bildenden Wand ausgebildete Vertiefungen und Erhebungen verwendet werden. Zur Ausbildung einer leckfreien Verbindung wird das Rohr 58 durch ein beliebiges herkömmliches Verfahren, wie beispielsweise Hartlöten oder Schweißen, mit dem Einsteckblock 52 verbunden. Zur Aufnahme eines Gewindebolzens 62 weist der Einsteckblock 52 eine zweite Öffnung 60 auf.
Am Einsteckblock 52 ist ein ringförmiger Bund 64 ausgebildet, der für die Aufnahme eines am Aufnahmeblock 14 geformten ringförmigen Kragens 66 gestaltet ist. Innerhalb des ringförmigen Kragens 66 des Aufnahmeblocks 54 ist eine Ringdichtung oder eine Scheibe 68 angeordnet, die an der Stirnfläche des Bundes 64 des Einsteckblocks 52 anliegt. An einander gegenüberliegenden Flächen des Einsteckblocks 52 und des Aufnahmeblocks 54 sind Dichtwülste 69 angeformt, die an der Dichtung 68 anliegen. In der gezeigten Ausgestaltung wird eine Dichtung 68 aus zinnbeschichtetem Kupfer verwendet. Es gilt jedoch als einbegriffen, dass andere herkömmliche, CO₂-resistente Dichtmaterialien verwendet werden können, wie z. B. Schicht-Tetrafluoroethylen, gummibeschichtetes Aluminium, Pewter (Zinnlegierung), Weißmetall, Bronze, Nickel, Polyamid, Aluminium und andere beschichtete Metalle oder gummibeschichtete Metalle. Es können, ohne dass von Geltungsbereich und Idee der Erfindung abgewichen wird, andere Querschnittsformen der Dichtung 68 verwendet werden, wie rechtwinklig, dreieckig und oval oder verschiedene andere radiale Kurven. Es können andere Formen der Dichtwülste 69 verwendet werden, wie gekrümmt, quadratisch und andere Formen, sowie auch eine oder mehrere Wülste 69.
Der Aufnahmeblock 54 weist eine erste Öffnung 70 mit im Allgemeinen kreisförmigem Querschnitt und einem für die Aufnahme eines Rohrs oder einer Leitung 72 gestalteten Ende auf. Zur Ausbildung einer leckfreien Verbindung wird das Rohr 72 durch ein beliebiges herkömmliches Verfahren, wie beispielsweise Hartlöten oder Schweißen, mit dem Aufnahmeblock 54 verbunden. Zur Aufnahme des Gewindebolzens 62 weist der Aufnahmeblock 54 eine zweite Öffnung 74 auf. Der Gewindebolzen 62 ist in die zweite Öffnung 60 des Einsteckblocks 52 und die zweite Öffnung 74 des Aufnahmeblocks 54 eingeführt. Eine Mutter 76 sitzt über ein Gewinde auf dem Gewindebolzen 62, um den Einsteckblock 52 fest am Aufnahmeblock 54 und die erste Öffnung 56 des Einsteckblocks 52 an der und im Wesentlichen konzentrisch mit der ersten Öffnung 70 des Aufnahmeblocks 54 zu halten. Es gilt als einbegriffen, dass andere Befestigungselemente verwendet werden könnten, ohne dass von Geltungsbereich und Idee der Erfindung abgewichen wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird unter 80 allgemein ein Blockverbindungselement gezeigt, das eine dritte Ausgestaltung der Erfindung enthält. Das Blockverbindungselement 80 enthält einen Spannblock 82 und einen Aufnahmeblock 84. Der Spannblock 82 enthält eine erste Öffnung 86 mit im Allgemeinen kreisförmigem Querschnitt, die für die Aufnahme eines hohlen Rohrendstücks 88 gestaltet ist. Das Rohrendstück 88 hat einen an einer seiner Außenflächen geformten ringförmigen Bund 90. Eine mittige Öffnung 92 des Rohrendstücks 88 hat ein für die Aufnahme eines Rohrs oder einer Leitung 94 gestaltetes Ende. Es ist wünschenswert, wenn auch nicht unbedingt erforderlich, dass zwischen dem Rohr 94 und der die erste Öffnung 92 bildenden Wand eine Presspassung besteht. Um den gewünschten Presssitz zu erreichen, können auch an der die erste Öffnung 92 bildenden Wand ausgebildete Vertiefungen und Erhebungen verwendet werden. Zur Ausbildung einer leckfreien Verbindung wird das Rohr 94 durch ein beliebiges herkömmliches Verfahren, wie beispielsweise Hartlöten oder Schweißen, mit dem Rohrendstück 88 verbunden. Zur Aufnahme eines Gewindebolzens 98 weist der Spannblock 82 eine zweite Öffnung 96 auf.
Der Aufnahmeblock 84 enthält eine erste Öffnung 100 mit im Allgemeinen kreisförmigem Querschnitt und einem für die Aufnahme eines Rohrs oder einer Leitung 102 gestalteten ersten Ende. Zur Ausbildung einer leckfreien Verbindung wird das Rohr 102 durch ein beliebiges herkömmliches Verfahren, wie beispielsweise Hartlöten oder Schweißen, mit dem Aufnahmeblock 84 verbunden. Ein zweites Ende der ersten Öffnung 100 ist für die Aufnahme des Rohrendstücks 88 gestaltet. Das zweite Ende der ersten Öffnung 100 hat eine geneigte Innenfläche 104, die für das Einsetzen einer Bördelscheibe oder Dichtung 106 und zur Anlage an das Rohrendstück 88 gestaltet ist. In der gezeigten Ausgestaltung wird eine zinnbeschichtete Kupferdichtung verwendet. Es gilt jedoch als einbegriffen, dass andere herkömmliche, CO₂- resistente Dichtmaterialien verwendet werden können, wie z. B. Schicht-Tetrafluoroethylen, gummibeschichtetes Aluminium, Pewter (Zinnlegierung) und andere gummibeschichtete Metalle. Außerdem beträgt in der gezeigten Ausgestaltung der Neigungswinkel der geneigten Innenfläche ungefähr 37°. Es gilt als einbegriffen, dass, ohne dass von Geltungsbereich und Idee der Erfindung abgewichen wird, andere Neigungswinkel verwendet werden könnten.
Zur Aufnahme des Gewindebolzens 98 weist der Aufnahmeblock 84 eine zweite Öffnung 108 auf. Der Gewindebolzen 98 ist in die zweite Öffnung 96 des Spannblocks 82 und die zweite Öffnung 108 des Aufnahmeblocks 84 eingeführt. Eine Mutter 110 sitzt über ein Gewinde auf dem Gewindebolzen 98 und presst den Spannblock 82 und das Rohrendstück 88 an den Aufnahmeblock 84, so dass eine dichte Abdichtung herbeigeführt wird. Es wird damit die mittige Öffnung 92 des Rohrendstücks 88 an der und im Wesentlichen konzentrisch mit der ersten Öffnung 100 des Aufnahmeblocks 84 gehalten. Es gilt als einbegriffen, dass andere Befestigungselemente verwendet werden könnten, ohne dass von Geltungsbereich und Idee der Erfindung abgewichen wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4 wird unter 120 allgemein ein Blockverbindungselement gezeigt, das eine vierte Ausgestaltung der Erfindung enthält. Das Blockverbindungselement 120 enthält einen Einsteckblock 122 und einen Aufnahmeblock 124. Der Einsteckblock 122 enthält eine erste Öffnung 126 mit im Allgemeinen kreisförmigem Querschnitt und einem für die Aufnahme eines Rohrs oder einer Leitung 128 gestalteten Ende. Es ist wünschenswert, wenn auch nicht unbedingt erforderlich, dass zwischen dem Rohr 128 und der die erste Öffnung 126 bildenden Wand eine Presspassung besteht. Um den gewünschten Presssitz zu erreichen, können auch an der die erste Öffnung 126 bildenden Wand ausgebildete Vertiefungen und Erhebungen verwendet werden. Zur Ausbildung einer leckfreien Verbindung wird das Rohr 128 durch ein beliebiges herkömmliches Verfahren, wie beispielsweise Hartlöten oder Schweißen, mit dem Einsteckblock 122 verbunden. Zur Aufnahme eines Gewindebolzens 132 weist der Einsteckblock 122 eine zweite Öffnung 130 auf.
Am Einsteckblock 122 ist eine konische Endfläche 134 ausgebildet, die so gestaltet ist, dass sie in einem am Aufnahmeblock 124 geformten ringförmigen Kragen 136 aufgenommen werden kann. An einer Stirnfläche 140 des Aufnahmeblocks 124 ist eine Dichtung 138 angeordnet, die an einer Stirnfläche 142 des Einsteckblocks anliegt. Die Dichtung 138 hat eine an ihr angeordnete Dichtwulst 144. In der dargestellten Ausgestaltung wird eine gummibeschichtete Metalldichtung verwendet. Es gilt jedoch als einbegriffen, dass andere herkömmliche, CO₂- resistente Dichtmaterialien verwendet werden können, wie z. B. Schicht-Tetrafluoroethylen, zinnbeschichtetes Kupfer und Pewter.
Der Aufnahmeblock 124 weist eine erste Öffnung 146 mit im Allgemeinen kreisförmigem Querschnitt und einem für die Aufnahme eines Rohrs oder einer Leitung 148 gestalteten Ende auf. Zur Ausbildung einer leckfreien Verbindung wird das Rohr 148 durch ein beliebiges herkömmliches Verfahren, wie beispielsweise Hartlöten oder Schweißen, mit dem Aufnahmeblock 124 verbunden. Zur Aufnahme des Gewindebolzens 132 weist der Aufnahmeblock 124 eine zweite Öffnung 150 auf. Der Gewindebolzen 132 ist in die zweite Öffnung 130 des Einsteckblocks 122 eingeführt und über ein Gewinde in der zweiten Öffnung 150 des Aufnahmeblocks 124 befestigt. Eine Mutter 152 sitzt über ein Gewinde auf dem Gewindebolzen 132, um den Einsteckblock 122 fest am Aufnahmeblock 124 und die erste Öffnung 126 des Einsteckblocks 122 an der und im Wesentlichen konzentrisch mit der ersten Öffnung 146 des Aufnahmeblocks 124 zu halten. Es gilt als einbegriffen, dass andere Befestigungselemente verwendet werden könnten, ohne dass von Geltungsbereich und Idee der Erfindung abgewichen wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 5 wird unter 160 allgemein ein Blockverbindungselement gezeigt, das eine fünfte Ausgestaltung der Erfindung enthält. Das Blockverbindungselement 160 enthält einen Einsteckblock 162 und einen Aufnahmeblock 164. Der Einsteckblock 162 enthält eine erste Öffnung 166 mit im Allgemeinen kreisförmigem Querschnitt und einem für die Aufnahme eines Rohrs oder einer Leitung 168 gestalteten Ende. Es ist wünschenswert, wenn auch nicht unbedingt erforderlich, dass zwischen dem Rohr 168 und der die erste Öffnung 166 bildenden Wand eine Presspassung besteht. Um den gewünschten Presssitz zu erreichen, können auch an der die erste Öffnung 166 bildenden Wand ausgebildete Vertiefungen und Erhebungen verwendet werden. Zur Ausbildung einer leckfreien Verbindung wird das Rohr 168 durch ein beliebiges herkömmliches Verfahren, wie beispielsweise Hartlöten oder Schweißen, mit dem Einsteckblock 162 verbunden. Zur Aufnahme eines Gewindebolzens 172 weist der Einsteckblock 162 eine zweite Öffnung 170 auf.
Am Einsteckblock 162 ist eine im Allgemeinen sphärische Endfläche 174 ausgebildet, die so gestaltet ist, dass sie in einem am Aufnahmeblock 164 geformten sphärischen Sitz 176 aufgenommen werden kann. Zwischen der sphärischen Endfläche 174 und dem sphärischen Sitz 176 ist eine Dichtung 178 angeordnet. Die Dichtung 178 erstreckt sich außerdem so weit, dass sie im Wesentlichen die gesamte Zwischenfläche zwischen dem Einsteckblock 162 und dem Aufnahmeblock 164 überdeckt. Die Dichtung 178 weist eine eingeformte erste Öffnung 180 und eine eingeformte zweite Öffnung 182 auf. In der dargestellten Ausgestaltung wird eine gummibeschichtete Metalldichtung verwendet. Es gilt jedoch als einbegriffen, dass andere herkömmliche, CO₂-resistente Dichtmaterialien verwendet werden können, wie z. B. Schicht- Tetrafluoroethylen, zinnbeschichtetes Kupfer, Polyimid, Gummi und weiches Metall.
Der Aufnahmeblock 164 weist eine erste Öffnung 184 mit im Allgemeinen kreisförmigem Querschnitt und einem für die Aufnahme eines Rohrs oder einer Leitung 186 gestalteten Ende auf. Zur Ausbildung einer leckfreien Verbindung wird das Rohr 186 durch ein beliebiges herkömmliches Verfahren, wie beispielsweise Hartlöten oder Schweißen, mit dem Aufnahmeblock 164 verbunden. Zur Aufnahme des Gewindebolzens 172 weist der Aufnahmeblock 164 eine zweite Öffnung 188 auf. Der Gewindebolzen 172 ist in die zweite Öffnung 170 des Einsteckblocks 162, die zweite Öffnung 182 der Dichtung 178 und die zweite Öffnung 188 des Aufnahmeblocks 164 eingeführt. Eine Mutter 190 sitzt über ein Gewinde auf dem Gewindebolzen 172, um den Einsteckblock 162 fest am Aufnahmeblock 164 zu halten, wobei die Dichtung 178 dazwischen angeordnet ist. Die erste Öffnung 166 des Einsteckblocks 162 wird außerdem an der und im Wesentlichen konzentrisch mit der ersten Öffnung 180 der Dichtung 178 und der ersten Öffnung 184 des Einsteckblocks 162 gehalten. Der Radius des sphärischen Abschnitts der Dichtung 178 kann um einen kleinen Betrag größer als der Radius der sphärischen Endfläche 174 sein, damit ein guter Sitz und eine gute Dichtwirkung erreicht werden. Die sphärische Form macht es möglich, dass der Einsteckblock 162 und der Aufnahmeblock 164 bei der Montage geringfügig fehlausgerichtet sein können und dennoch eine gute Abdichtung erreicht wird, weil die sphärische Fläche beim Anziehen der Mutter 190 von selbst derart geführt wird, dass sie ordnungsgemäß im Gegenstück sitzt. Es gilt als einbegriffen, dass andere Befestigungselemente verwendet werden könnten, ohne dass von Geltungsbereich und Idee der Erfindung abgewichen wird.
Es werden nun die Montage und der Betrieb der Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben. Zur Montage der in Fig. 1 dargestellten Ausgestaltung der Erfindung wird das Rohr 18 in die erste Öffnung 16 des Einsteckblocks 12 eingeführt und befestigt. Das Rohr 36 wird in die erste Öffnung 34 des Aufnahmeblocks 14 eingeführt und befestigt. Dann wird der Gewindebolzen 22 in die zweite Öffnung 20 des Einsteckblocks 12 eingeschraubt. Die Flachscheibe 31 wird in den am Aufnahmeblock 14 geformten, zur ersten Öffnung des Einsteckblocks 12 und zur ersten Öffnung des Aufnahmeblocks 14 allgemein konzentrischen ringförmigen Kragen 26 eingelegt. Darm wird die Dichtung 32 in die Ringnut 28 eingelegt. Der Einsteckblock 12 und der Aufnahmeblock 14 werden in eine benachbarte Lage bewegt, wobei der Gewindebolzen 22 durch die zweite Öffnung 38 des Aufnahmeblocks 14 gleitet. Danach wird die Mutter 40 auf den Gewindeabschnitt des Gewindebolzens 22 aufgesetzt und angezogen, so dass der Einsteckblock 12 und der Aufnahmeblock 14 dichtend miteinander verbunden sind. Im montierten Zustand wirken der Einsteckblock 12 und der Aufnahmeblock 14 mit der Flachscheibe 31 und der Dichtung 32 zusammen, so dass ein mit einer Dichtung versehener, dichter Sitz geschaffen und einer axialen und rotativen Relativbewegung zwischen dem Rohr 18 und dem Rohr 36 entgegengewirkt wird. Es ist ein Dichtdruck von etwa 7200 psi (50 MPa) bei einem Drehmoment von 8 Nm mit einer Klemmkraft von 600 lbf erreicht worden. Diese Ausgestaltung hat eine CO₂-Leckprüfung bei 15 MPa und 180°C erfolgreich absolviert.
Zur Montage der in Fig. 2 dargestellten Ausgestaltung der Erfindung wird das Rohr 58 in die erste Öffnung 56 des Einsteckblocks 52 eingeführt und befestigt. Das Rohr 72 wird in die erste Öffnung 70 des Aufnahmeblocks 54 eingeführt und befestigt. Dann wird der Gewindebolzen 62 in die zweite Öffnung 74 des Einsteckblocks 54 eingeschraubt. Danach wird die Dichtung 68 in den ringförmigen Kragen eingepresst. Der Einsteckblock 52 und der Aufnahmeblock 54 werden in eine benachbarte Lage bewegt, wobei der Gewindebolzen 22 durch die zweite Öffnung 38 des Aufnahmeblocks 14 gleitet. Danach wird die Mutter 76 auf den Gewindeabschnitt des Gewindebolzens 62 aufgesetzt und angezogen, so dass der Einsteckblock 52 und der Aufnahmeblock 54 dichtend miteinander verbunden werden. Im montierten Zustand wirken der Einsteckblock 52 und der Aufnahmeblock 54 mit der Dichtung 68 zusammen, so dass ein mit einer Dichtung versehener, dichter Sitz geschaffen und einer axialen und rotativen Relativbewegung zwischen dem Rohr 58 und dem Rohr 72 entgegengewirkt wird. Normalerweise werden der Einsteckblock 52 und der Aufnahmeblock 54 mit einer Klemmkraft von 600 lbf auf die Dichtung 68 aufgepresst, was bei einem Drehmoment von 8 Nm an der Mutter zu einem Dichtdruck von etwa 9700 psi (66 MPa) führt. Diese Ausgestaltung hat eine CO₂-Leckprüfung bei 15 MPa und 180°C erfolgreich absolviert.
Für die in Fig. 3 dargestellte Ausgestaltung der Erfindung wird das Rohr 94 in die mittige Öffnung 92 des Rohrendstücks 88 eingeführt und befestigt. Das Rohr 102 wird in die erste Öffnung 100 des Aufnahmeblocks 84 eingeführt und befestigt. Dann wird die Bördelscheibe 106 auf die geneigte Innenfläche 104 aufgelegt. Das Rohrendstück 88 wird in die erste Öffnung 86 des Spannblocks 82 eingesetzt, und der Spannblock 82 und der Aufnahmeblock 84 werden in eine benachbarte Lage bewegt. Dann wird der Gewindebolzen 98 in die zweite Öffnung 96 des Spannblocks 82 eingeführt und in die zweite Öffnung 108 des Aufnahmeblocks 84 eingeschraubt. Danach wird die Mutter 110 auf den Gewindeabschnitt des Gewindebolzens 98 aufgesetzt und angezogen, so dass das Rohrendstück 88 und der Aufnahmeblock 84 dichtend miteinander verbunden sind. Im montierten Zustand wirken der Spannblock 82, das Rohrendstück 88 und der Aufnahmeblock 84 mit der Bördelscheibe 106 zusammen, so dass ein mit einer Dichtung versehener, dichter Sitz geschaffen und einer axialen und rotativen Relativbewegung zwischen dem Rohr 94 und dem Rohr 102 entgegengewirkt wird. Bei Verwendung einer zinnbeschichteten Kupferdichtung hat diese Ausgestaltung einen Lecktest mit Helium bei 900 psig erfolgreich absolviert.
Zur Montage der in Fig. 4 dargestellten Ausgestaltung der Erfindung wird das Rohr 128 in die erste Öffnung 126 des Einsteckblocks 122 eingeführt und befestigt. Das Rohr 148 wird in die erste Öffnung 146 des Aufnahmeblocks 124 eingeführt und befestigt. Dann wird die Dichtung 138 neben der Stirnfläche 140 des Aufnahmeblocks 124 in die ringförmige Eintiefung 136 eingelegt. Der Einsteckblock 122 und der Aufnahmeblock 124 werden in eine benachbarte Lage bewegt. Der Gewindebolzen 132 wird in die zweite Öffnung 130 des Einsteckblocks 122 eingeführt und in die zweite Öffnung 150 des Einsteckblocks 122 eingeschraubt. Danach wird die Mutter 152 auf den Gewindeabschnitt des Gewindebolzens 132 aufgesetzt und angezogen, so dass der Einsteckblock 122 und der Aufnahmeblock 124 dichtend miteinander verbunden sind. Im montierten Zustand wirken der Einsteckblock 122 und der Aufnahmeblock 124 mit der Dichtung 138 zusammen, so dass ein mit einer Dichtung versehener, dichter Sitz geschaffen und einer axialen und rotativen Relativbewegung zwischen dem Rohr 128 und dem Rohr 148 entgegengewirkt wird. Es ist ein Dichtdruck von etwa 7200 psi (50 MPa) bei einem Drehmoment von 8 Nm mit einer Klemmkraft von 600 lbf erreicht worden. Eine Helium-Leckprüfung war bei dieser Ausgestaltung bei 900 psig erfolgreich.
Zur Montage der in Fig. 5 dargestellten Ausgestaltung der Erfindung wird das Rohr 168 in die erste Öffnung 166 des Einsteckblocks 162 eingeführt und befestigt. Das Rohr 168 wird in die erste Öffnung 184 des Aufnahmeblocks 164 eingeführt und befestigt. Dann wird die Dichtung 178 in den sphärischen Sitz 176 eingelegt. Der Einsteckblock 162 und der Aufnahmeblock 164 werden in eine benachbarte Lage bewegt und schließen die Dichtung 178 zwischen sich ein. Es wird dann der Gewindebolzen 172 in die zweite Öffnung 170 des Einsteckblocks 162 und die zweite Öffnung 182 der Dichtung 178 eingeführt und in die zweite Öffnung 188 des Aufnahmeblocks 164 eingeschraubt. Danach wird die Mutter 190 auf den Gewindeabschnitt des Gewindebolzens 172 aufgesetzt und angezogen, so dass der Einsteckblock 162 und der Aufnahmeblock 164 dichtend miteinander verbunden werden. Im montierten Zustand wirken der Einsteckblock 162 und der Aufnahmeblock 164 mit der Dichtung 178 zusammen, so dass ein mit einer Dichtung versehener, dichter Sitz geschaffen und einer axialen und rotativen Relativbewegung zwischen dem Rohr 168 und dem Rohr 186 entgegengewirkt wird. Die Anwendung dieser Ausgestaltung hat einen erfolgreichen Lecktest mit Helium bei 900 psig mit einem Drehmoment an der Mutter 190 von ungefähr 20 Nm erbracht.
Aus der voranstehenden Beschreibung kann eine die Regeln des Fachgebiets beherrschende Person die wesentlichen Merkmale der Erfindung erkennen und, ohne von ihrer Idee und ihrem Geltungsbereich abzuweichen, verschiedene Veränderungen und Modifikationen der Erfindung vornehmen, um sie an verschiedene Einsatzfälle und Bedingungen anzupassen.

Claims

1. Ein Blockverbindungselement für eine CO₂-Klimaanlage, bestehend aus:
einem Einsteckblock, der eine erste Öffnung mit einem ersten und einem zweiten Ende aufweist, wobei das erste Ende der ersten Öffnung des Einsteckblocks für die Aufnahme eines Rohrendes gestaltet ist;
einem Aufnahmeblock, der eine erste Öffnung mit einem ersten und einem zweiten Ende aufweist, wobei das erste Ende der ersten Öffnung des Aufnahmeblocks für die Aufnahme eines Rohrendes gestaltet ist, der Aufnahmeblock einen ringförmigen, die erste Öffnung des Aufnahmeblocks umgebenden Kragen besitzt, der für die Aufnahme des Einsteckblocks zur im Wesentlichen konzentrischen Ausrichtung der ersten Öffnung des Einsteckblocks und der ersten Öffnung des Aufnahmeblocks gestaltet ist;
einer Dichtung, die in der Nähe des zweiten Endes der ersten Öffnung des Einsteckblocks und es umgebend angeordnet ist und in der Nähe des zweiten Endes der ersten Öffnung des Aufnahmeblocks und es umgebend angeordnet ist, wobei diese Dichtung aus einem Material mit geringer CO₂-Durchlässigkeit besteht;
einem Befestigungselement, das für dichtendes Ineinander-Eingreifen des Einsteckblocks und des Aufnahmeblocks ausgelegt ist.

2. Das Verbindungselement nach Anspruch 1, wobei mindestens eines der beiden Teile, Einsteckblock und Aufnahmeblock, mindestens eine angeformte Dichtwulst zur Anlage der Dichtung aufweist.

3. Das Verbindungselement nach Anspruch 1, wobei die aneinander anliegenden Flächen des Einsteckblocks und des Aufnahmeblocks, die die erste Öffnung des Einsteckblocks und die erste Öffnung des Aufnahmeblocks umgeben, eine sphärische Form besitzen.

4. Das Verbindungselement nach Anspruch 3, wobei die Dichtung eine sphärische, für den Sitz zwischen der sphärischen Fläche des Einsteckblocks und der sphärischen Fläche des Aufnahmeblocks gestaltete Form besitzt.

5. Das Verbindungselement nach Anspruch 1, wobei das Dichtungsmaterial Polyimid ist.

6. Das Verbindungselement nach Anspruch 1, wobei das Dichtungsmaterial zinnbeschichtetes Kupfer ist.

7. Das Verbindungselement nach Anspruch 1, wobei das Dichtungsmaterial gummibeschichtetes Metall ist.

8. Das Verbindungselement nach Anspruch 1, wobei das Dichtungsmaterial Schicht- Tetrafluorethylen ist.

9. Das Verbindungselement nach Anspruch 1, wobei das Dichtungsmaterial Pewter ist.