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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Anschlusselement für einen metallischen Fluidbehälter zum Anschließen einer Fluidzuleitung und einer Fluidableitung sowie ein System umfassend einen plattenartigen Fluidbehälter und ein derartiges Anschlusselement. Das erfindungsgemäße Anschlusselement wird insbesondere bei einer Temperier- oder Batterietemperierplatte, beispielsweise zum Kühlen oder Erwärmen von Batterien in einem Elektrofahrzeug eingesetzt.
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Im Stand der Technik sind Batteriekühlerplatten bekannt, welche auf einer Bodenplatte, in einem Rahmen oder in einer Wanne für Batterien oder Batteriepacks angeordnet sind oder als Bodenplatte dienen und die Batterien oder Batteriepacks von unten her kühlen. 1 zeigt eine Seitenansicht einer Batteriekühlerplatte 100, auf der ein Batteriepack 103 bestehend aus Batteriezellen 104 angeordnet ist. Das Batteriepack 103 und die Kühlerplatte 100 befinden sich in einem Wärmeleitungskontakt. Die Kühlerplatte 100 weist in ihrem Inneren Fluidkanäle auf, durch die eine Kühlflüssigkeit fließt. Die Kühlflüssigkeit wird aus einer Zuleitung über einen an einem Ende der Kühlerplatte 100 angeordneten Einlassstutzen 101 in die Kühlerplatte 100 eingeleitet. Nach Durchfließen der Fluidkanäle in der Kühlerplatte 100 wird die Kühlflüssigkeit über einen ebenfalls an dem Ende der Kühlerplatte 100 angeordneten Auslassstutzen 102 aus der Kühlerplatte 100 abgeleitet.
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2 zeigt eine Unteransicht a) und eine Oberansicht b) einer derartigen Kühlerplatte 100 sowie eine Detailansicht c) des Ein- und Auslassstutzens 101 und 102. Die Kühlerplatte 100 besteht aus zwei fluiddicht miteinander verbundenen Lagen. Die untere Lage 105 weist eine eingeprägte Kanalstruktur 106 auf, die zusammen mit der ungeprägten oberen Lage 107 die Fluidkanäle zum Führen der Kühlflüssigkeit bildet. Die Stutzen 101 und 102 sind an der oberen Lage 107 befestigt.
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Der Einlassstutzen 101 und der Auslassstutzen 102 sind als separate Bauteile ausgebildet, die bei der Fertigung der Kühlerplatte 100 einzeln hergestellt und anschließend jedes für sich fluiddicht mit der Kühlerplatte 100 verbunden werden müssen. Des Weiteren sind für jeden einzelnen Stutzen 101 und 102 separate Adapter und Leitungen zum Verbinden mit einer Fluidzu- bzw. - ableitung notwendig. Separate Ein- und Auslassstutzen erfordern somit einen erheblichen Aufwand an Teilen, Fertigungsprozessen und Kosten.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Anschlusselement bereitzustellen, welches eine minimale Anzahl an Einzelteilen zur Herstellung des Anschlusselements und Verbindung des Anschlusselements mit einem Fluidbehälter und mit Fluidzu- und ableitungen erfordert und somit eine Reduktion von Fertigungszeit und -kosten ermöglicht.
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Die Aufgabe wird durch das Anschlusselement gemäß Anspruch 1 sowie das System gemäß Anspruch 20 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Anschlusselements und des erfindungsgemäßen Systems sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt.
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Das erfindungsgemäße Anschlusselement für einen metallischen Fluidbehälter zum Anschließen einer Fluidzuleitung und einer Fluidableitung zeichnet sich dadurch aus, dass das Anschlusselement mindestens ein Verbindungselement zum Verbinden des Anschlusselements mit der Fluidzuleitung und der Fluidableitung, einen Grundkörper und mindestens einen metallischen Flansch aufweist. Der Grundkörper weist dabei mindestens einen Zuleitungskanal zum Zuleiten eines Fluids und mindestens einen Ableitungskanal zum Ableiten des Fluids auf. Über den Flansch ist das erfindungsgemäße Anschlusselement mit dem Fluidbehälter stoffschlüssig verbindbar.
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Die Ausbildung eines einzigen Anschlusselements, welches sowohl den Zu- als auch den Ableitungskanal umfasst, verringert die Anzahl an erforderlichen Teilen zur Herstellung des Anschlusselements und Verbindung des Anschlusselements mit einem Fluidbehälter sowie Fluidzu- und -ableitungen.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Anschlusselements sind der Grundkörper, der Flansch und das Verbindungselement einteilig ausgebildet, insbesondere einteilig hergestellt. Eine Herstellung des Anschlusselements als ein einziges Bauteil kann in einem einzigen Fertigungsschritt erfolgen und somit Fertigungszeit und -kosten einsparen.
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Der Zuleitungskanal und der Ableitungskanal können parallel oder in einem Winkel zueinander verlaufen oder in einem Winkel ≥ 60 und/oder ≤ 120° zueinander verdreht sein. Weiterhin kann der Ableitungskanal auch innerhalb des Zuleitungskanals verlaufen.
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Der Flansch ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass dieser senkrecht zu einer Längsrichtung des Anschlusselements über den Grundkörper übersteht. Der Flansch kann vorzugsweise 2 bis 20 mm, insbesondere 5 bis 12 mm überstehen. Insbesondere bildet dieser Überstand des Flansches eine Auflagefläche des Anschlusselements zur Auflage auf und Anbindung an einen Fluidbehälter.
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An einer Auflageseite des Flansches, mit welcher das Anschlusselement am Fluidbehälter befestigbar ist, kann weiterhin ein Trennsteg zum Abdichten zwischen dem Zuleitungskanal und dem Ableitungskanal angeordnet sein. Dieser Trennsteg verhindert einen Kurzschluss zwischen dem Zu- und Ableitungskanal, also dass ein aus dem Zuleitungskanal des Anschlusselements in den Fluidbehälter ausströmendes Fluid ohne Durchströmen des Fluidbehälters direkt in den Ableitungskanal des Anschlusselements gelangt. Die Auflageseite des Flansches kann weiterhin eine jeweils den Zu- und den Ableitungskanal umlaufende Nut aufweisen, in welcher ein Dichtring angeordnet ist.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Trennsteg ein Metall aufweist und stoffschlüssig mit dem Fluidbehälter verbindbar ist. Beispielsweise kann ein metallischer Flansch in einem Kunststoffkörper integriert, beispielsweise von einem Kunststoffkörper abschnittsweise umspritzt sein.
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Der Grundkörper enthält vorzugsweise ein Metall oder Kunststoff oder besteht daraus.
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Insbesondere kann das Anschlusselement über den Flansch und/oder den Trennsteg mit dem Fluidbehälter verschweißbar oder verlötbar sein.
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Das Verbindungselement kann ein aus dem Grundkörper herausragendes Kanalsegment für den Zuleitungskanal und ein aus dem Grundkörper herausragendes Kanalsegment für den Ableitungskanal zum Verbinden mit der Fluidzuleitung und der Fluidableitung aufweisen.
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Das Verbindungselement kann auch als zwei Vertiefungen im Grundkörper ausgebildet sein, wobei in jeweils eine Vertiefung der Zuleitungskanal oder der Ableitungskanal mündet.
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Weiterhin kann das Verbindungselement eine Schnellkopplung, beispielsweise eine Schnellkopplung mit einem drehenden Anschluss, insbesondere einen Bajonett-Verschluss, oder eine Schnellkopplung mit einem linearen Anschluss, wie beispielsweise eine steckerartige Schnellkopplung mit einer Sicherungsvorrichtung umfassen.
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Zudem kann die Schnellkopplung einen mit der Fluidzuleitung und der Fluidableitung verbindbaren Adapter umfassen, welcher die Fluidzuleitung auf mehrere Zuleitungskanäle des Grundkörpers, insbesondere auf zwei, drei oder vier Zuleitungskanäle, verzweigt.
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Der Grundkörper kann weiterhin mehrere Zuleitungskanäle, insbesondere zwei, drei oder vier Zuleitungskanäle, und/oder mehrere Ableitungskanäle, insbesondere zwei, drei oder vier Ableitungskanäle, aufweisen.
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Vorzugsweise kann sich ein Ableitungskanal entlang einer Längsmittelachse des Grundkörpers erstrecken, wobei um den einen Ableitungskanal mehrere Zuleitungskanäle stern- oder ringförmig angeordnet sind. Die Anordnung der Zuleitungskanäle um den Ableitungskanal kann dabei symmetrisch oder asymmetrisch sein. Ebenso ist eine Anordnung mehrerer Ableitungskanäle um einen einzigen Zuleitungskanal möglich.
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Der Grundkörper kann weiterhin zum Flansch hin verzweigt, insbesondere mehrfach verzweigt, ausgebildet sein, wobei jeder Zweig mindestens einen Zuleitungskanal oder einen Ableitungskanal beinhaltet. Dabei kann sich die Anzahl an Zu- und/oder Ableitungskanälen durch die Verzweigung erhöhen oder gleich bleiben.
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Alle Zweige können einen gemeinsamen Flansch aufweisen, wobei sich der Flansch auch zwischen den Zweigen erstreckt.
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Jeder Zweig kann auch einen separaten Flansch aufweisen, wobei der separate Flansch über den jeweiligen Zweig im Wesentlichen in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung des Anschlusselements übersteht.
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Weiterhin können sich innerhalb des Grundkörpers der Zu- und/oder der Ableitungskanal in Richtung des Flansches verzweigen, sodass in Richtung des Flansches eine Anzahl an Zu- und/oder Ableitungskanälen zunimmt.
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Die vorliegende Erfindung schließt weiterhin ein System umfassend einen plattenartigen Fluidbehälter und ein vorbeschriebenes Anschlusselement ein, wobei der plattenartige Fluidbehälter eine miteinander stoffschlüssig verbundene erste und zweite metallische Lage umfasst, wobei die erste Lage einen Einlass und einen Auslass für ein Fluid aufweist sowie eine zwischen der ersten und zweiten Lage ausgebildete Kanalstruktur zur Führung des Fluids zwischen dem Einlass und dem Auslass, und wobei das Anschlusselement über den Flansch mit der ersten Lage stoffschlüssig verbunden ist, sodass der Zuleitungskanal mit dem Einlass verbunden ist und der Ableitungskanal mit dem Auslass verbunden ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems weist die zweite Lage geprägte Bereiche auf, welche Kanalwände der Kanalstruktur bilden und einzelne Kanäle oder Kanalabschnitte voneinander trennen. Insbesondere kann die zweite Lage zwischen dem Einlass und dem Auslass der ersten Lage einen zum Anschlusselement hin und aus der zweiten Lage heraus ragenden geprägten Trennsteg aufweisen, welcher den Einlass und den Auslass der ersten Lage voneinander trennt, und wobei der geprägte Trennsteg eine größere Prägetiefe aufweist als die Kanalwände.
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Der plattenartige Fluidbehälter kann vorzugsweise als Temperierplatte, insbesondere als Batterietemperierplatte, ausgebildet und zum Führen eines Temperiermittels geeignet sein.
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Das vorbeschriebene erfindungsgemäße Anschlusselement kann vorzugsweise dadurch hergestellt werden, dass der Grundkörper, das Verbindungselement und der Flansch einteilig mittels Druckguss, insbesondere Aluminiumdruckguss, oder mittels eines spanabhebenden Verfahrens, insbesondere Fräsen oder Drehen, aus einem Metallhalbzeug, beispielsweise einem Block oder einem Zylinder hergestellt werden.
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Weiterhin kann das vorbeschriebene Anschlusselement dadurch hergestellt werden, dass der Flansch aus einer Metalllage herausgestanzt, gedreht oder herausgefräst wird, und der Grundkörper einteilig mit dem Verbindungselement mittels eines Spritzgussverfahrens insbesondere aus Kunststoff an den Flansch angespritzt wird.
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Wird in den verschiedenen Ausführungsformen zwischen den Funktionen von Ab- und Zuleitungselementen, wie z.B. Zu- und Ableitungskanäle, Fluidzuleitung und Fluidableitung, Ein- und Auslässe usw., unterschieden, ist eine umgekehrte Zuordnung bzw. Umkehrung der Funktion ebenfalls möglich.
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Das vorbeschriebene erfindungsgemäße System kann vorzugsweise dadurch hergestellt werden, dass das Anschlusselement mit einer Auflageseite des Flansches auf den Fluidbehälter derart aufgesetzt wird, dass der Zuleitungskanal in Flucht mit dem Einlass und der Ableitungskanal in Flucht mit dem Auslass des Fluidbehälters positioniert ist, und entlang eines den Grundkörper umgebenden Überstandes des Flansches und/oder zwischen dem Zuleitungskanal und dem Ableitungskanal mit dem Fluidbehälter stoffschlüssig verbunden wird. Die Verbindung kann dabei so erfolgen, dass zunächst das Anschlusselement mit der ersten Lage des Fluidbehälters verbunden wird und anschließend die Lagen des Fluidbehälters miteinander verbunden werden.
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Ebenso ist es möglich, dass zunächst der Fluidbehälter als ganzes gefertigt, d.h. die Lagen verbunden werden und anschließend das Anschlusselement am Fluidbehälter befestigt wird.
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Im Folgenden werden ein erfindungsgemäßes Anschlusselement sowie ein erfindungsgemäßes System anhand von Figuren detaillierter beschrieben. Dabei werden verschiedene erfindungswesentliche oder auch vorteilhafte weiterbildende Elemente im Rahmen jeweils eines konkreten Beispiels genannt, wobei auch einzelne dieser Elemente als solche zur Weiterbildung der Erfindung - auch herausgelöst aus dem Kontext des jeweiligen Beispiels und weiterer Merkmale des jeweiligen Beispiels - verwendet werden können. Weiterhin werden in den Figuren für gleiche oder ähnliche Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, und deren Erläuterung daher teilweise weggelassen.
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Es zeigen
- 1 ein Batteriepack mit einer Batteriekühlerplatte aus dem Stand der Technik,
- 2 verschiedene Ansichten der Batteriekühlerplatte mit Ein- und Auslassstutzen gemäß dem Stand der Technik,
- 3 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Anschlusselements mit einem Zu- und einem Ableitungskanal,
- 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Anschlusselements mit einem Zu- und einem Ableitungskanal,
- 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Anschlusselements mit einem Zu- und einem Ableitungskanal,
- 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Anschlusselements mit einem Zu- und einem Ableitungskanal,
- 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Anschlusselements mit einem Zu- und einem Ableitungskanal,
- 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Anschlusselements mit einem Zu- und einem Ableitungskanal,
- 9 zwei weitere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Grundkörpers mit einem Zu- und einem Ableitungskanal,
- 10 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems mit einem Anschlusselement mit vier Zuleitungskanälen und einem Ableitungskanal,
- 11 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Anschlusselements mit vier Zuleitungskanälen und einem Ableitungskanal,
- 12 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Anschlusselements mit vier Zuleitungskanälen und einem Ableitungskanal und
- 13 drei weitere Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Grundkörper mit je einem sich verzweigenden Zuleitungskanal und einem sich verzweigenden Ableitungskanal.
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3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Anschlusselements 1, wobei a) eine Perspektivansicht und b) eine senkrechte Schnittansicht zeigt. Das Anschlusselement ist einstückig ausgebildet und weist einen zylinderförmigen Grundkörper 3, welcher von einem sich parallel zur Längsachse des Grundkörpers 3 erstreckenden Zuleitungskanal 5a mit kreisförmigem Querschnitt und einem daneben angeordneten, sich ebenfalls parallel zur Längsachse erstreckenden Ableitungskanal 5b durchzogen ist. An einer oberen Kopfseite 3o des Grundkörpers 3 ist ein zweiteiliges Verbindungselement 2 angeordnet, welches ein aus dem Grundkörper 3 heraus ragendes und mit dem Zuleitungskanal 5a verbundenes Kanalsegment 2a zur Verbindung mit einer Fluidzuleitung und ein aus dem Grundkörper 3 heraus ragendes und mit dem Ableitungskanal 5b verbundenes Kanalsegment 2b zur Verbindung mit der Fluidableitung aufweist. Die Kanalsegmente 2a und 2b sind rohrförmig ausgebildet und weisen an ihrem Außenumfang jeweils einen umlaufenden Bund 9a, 9b auf, an den die Fluidzu- bzw. -ableitung anklemmbar ist. An einer der oberen Kopfseite 3o des Grundkörpers 3 gegenüberliegenden Kopfseite ist ein Flansch 4 angeordnet, der senkrecht zur Längsrichtung des Grundkörpers 3 über den Grundkörper 3 übersteht. Der Zu- und Ableitungkanal 5a und 5b setzen sich dabei bis in den Flansch 4 fort. An einer der Kopfseite 3o abgewandten Unterseite des Flansches 4 weist der Flansch 4 eine Auflageseite 7 auf, mit welcher das Anschlusselement 1 an einem Fluidbehälter befestigbar ist. An der Auflageseite 7 ist ferner ein Trennsteg 8 angeordnet, welcher zwischen dem Zu- und dem Ableitungskanal 5a und 5b verläuft. Zumindest entlang des Außenumfangs des Flansches 4 ist das Anschlusselement mit einer Wandung eines Fluidbehälters stoffschlüssig und fluiddicht verbindbar. Im Falle eines metallischen Flansches 4 und einer metallischen Wandung des Fluidbehälters kann der Flansch 4 mit der Wandung konzentrisch und beabstandet zu seinem Außenumfang beispielsweise mittels Laserschweißens kontinuierlich verschweißt und somit fluiddicht an der Wandung befestigt werden. Alternativ kann ein metallischer Flansch 4 mit einer metallischen Wandung des Fluidbehälters mittels Lötens verbunden werden, wobei beispielsweise der Flansch 4 auf seiner Auflageseite 7 oder die entsprechende Gegenfläche der Wandung des Fluidbehälters vollflächig mit Lot beschichtet ist, so dass die Verbindung eine vollflächige Lötverbindung ist. Ebenso ist es möglich, eine umlaufende, zusammenhängende, aber nicht die gesamte Fläche des Flansches 4 bzw. der Gegenfläche der Wandung bedeckende Lötfläche aufzutragen. Der Trennsteg 8 dient dazu, eine direkte Fluidverbindung zwischen dem Zuleitungskanal und dem Ableitungskanal zu verhindern. Im Falle eines plattenförmigen Fluidbehälters kann das Anschlusselement 1 entlang des Trennstegs 8 zusätzlich mit einer Wandung, insbesondere mit einer Kanalwandung des Fluidbehälters stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt oder verlötet werden.
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4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Anschlusselements 1, welches an einem plattenförmigen Fluidbehälter 20 befestigt ist. 4 stellt eine senkrechte Schnittansicht des Anschlusselements 1 und eines Abschnitts des Fluidbehälters 20 dar. Das Anschlusselement 1 der 4 unterscheidet sich von dem Anschlusselement der 3 darin, dass an der Auflageseite 7 kein Trennsteg angeordnet ist. Der Fluidbehälter weist eine im Wesentlichen ungeprägte erste Lage 11 und eine geprägte zweite Lage 12 auf. Die ungeprägte Lage 11 weist im Bereich des Anschlusselements eine Öffnung 11a auf, die einerseits den Einlass 15a des Fluidbehälters 20 in die Fluidkanäle 16 und andererseits den Auslass 15b des Fluidbehälters 20 aus den Fluidkanälen 16 hin zum Ableitungskanal 5b aufspannt. Das Anschlusselement 1 liegt mit der Auflageseite 7 über der Öffnung 11a, sodass ein über den Grundkörper 3 senkrecht zur Längsachse des Grundkörpers 3 überstehender Teil des Flansches 4 an der ungeprägten Platte 11 anliegt. Der überstehende Teil des Flansches 4 ist mit der ungeprägten Lage 11 stoffschlüssig und fluiddicht verbunden. Insbesondere kann der überstehende Teil des Flansches 4 von der Seite des Anschlusselements 1 her mit der ungeprägten Lage 11 verschweißt sein. Die geprägte Lage 12 weist mehrere, senkrecht zur Zeichenebene verlaufende kanalartige Vertiefungen 12a auf, welche zusammen mit der ungeprägten Lage 11 Fluidkanäle 16 zum Führen des Fluids durch den plattenartigen Fluidbehälter 20 bilden. Eine zwischen dem Zuleitungskanal 5a und dem Ableitungskanal 5b verlaufende Kanalwandung 12b' der geprägten Platte 12 weist eine größere Prägetiefe auf als die kanalartigen Vertiefungen 12a bzw. die übrigen Kanalwände 12b und ragt durch die Öffnung 11a bis an die Auflageseite 7 heran. Der sich zwischen dem Zu- und dem Ableitungskanal 5a und 5b befindliche Bereich der Auflageseite 7 ist mit der durch die Öffnung 11a hindurch ragenden Kanalwandung 12b der geprägten Platte 12 zur fluiddichten Abdichtung zwischen dem Zu- und dem Ableitungskanal 5a und 5b stoffschlüssig verbunden. Insbesondere kann der sich zwischen dem Zu- und dem Ableitungskanal 5a und 5b befindliche Bereich 6 der Auflageseite 7 mit der Kanalwandung 12b der geprägten Platte 12 von der Seite der geprägten Platte 12 her verschweißt sein.
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5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Anschlusselements 1, wobei a) eine Perspektivansicht und b) eine senkrechte Schnittansicht zeigt. Das Ausführungsbeispiel der 5 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel der 3 darin, dass der Grundkörper 3 mehrteilig ausgebildet ist, wobei das Verbindungselement 2 abnehmbar ist. Das Verbindungselement 2 der 5 weist einen im Wesentlichen zylinderförmigen Hauptkörper 2h mit einem kleineren Querschnitt als der Grundkörper 3 auf. Der Hauptkörper 2h bildet somit eine Verlängerung des Grundkörpers 3. Weiterhin weist das Verbindungselement 2 zwei sich parallel zur Längsachse des Verbindungelements 2 erstreckende Kanäle auf, von denen ein Kanal mit dem Zuleitungskanal 5a und ein anderer Kanal mit dem Ableitungskanal 5b in Flucht ist. Die Kanäle des Verbindungselements 2 ragen ferner auf einer dem Grundkörper 2 gegenüberliegenden Kopfseite des Verbindungselements als rohrförmige Kanalsegmente 2a und 2b heraus, wobei das Kanalsegment 2a mit dem Zuleitungskanal 5a und das Kanalsegment 2b mit dem Ableitungskanal 5b in Flucht ist. Die Kanalsegmente 2a, 2b weisen außerdem umlaufende Bünde 9a und 9b zur Verbindung mit einer Fluidzu- und ableitung auf. Auf einer dem Grundkörper 3 zugewandten Kopfseite des Hauptkörpers 2h weist der Hauptkörper 2h einen überstehenden, entlang eines Außenumfangs des Verbindungselements 2 umlaufenden Rand 2r auf. Der Grundkörper 3 weist an der oberen Kopfseite 3o eine entlang des Außenumfangs des Grundkörpers 3 umlaufende, dem Rand 2r entsprechende Nut 3n auf, in welche der Rand 2r formschlüssig eingreift. An einer Kontaktfläche zwischen dem Verbindungselement 2 und dem Grundkörper 3 an der Kopfseite 3o ist weiterhin um den Zuleitungskanal 5a und um den Ableitungskanal 5b jeweils ein Dichtring 10a und 10b angeordnet zur Abdichtung der Kanalübergänge. Das Verbindungselement 2 und der Grundkörper 3 weisen jeweils zwei diametral angeordnete Nasen 22 bzw. 23 auf, wobei jeweils eine Nase 22 des Verbindungselements und eine Nase 23 des Grundkörpers 3 mit einem eine Zugwirkung auf das Verbindungselement 2 und den Grundkörper 3 ausübenden Haken (nicht gezeigt) verbunden ist. Die Nasen 22, 23 und der nicht gezeigte Haken bilden zusammen eine lineare Schnellkopplung 21a. Aufgrund der Zugwirkung der Haken wird das Verbindungelement 2 auf den Grundkörper 3 gepresst, wodurch sich eine fluiddichte Verbindung an der Kontaktfläche zwischen den Kanälen des Verbindungselements 2 und dem Zu- und Ableitungkanal 5a und 5b ergibt. Durch Lösen der Haken kann das Verbindungselement 2 vom Grundkörper 3 abgenommen werden, wobei eine Fluidzu- und -ableitung an den Kanalsegmenten 2a und 2b befestigt bleiben, und so die Fluidzu- und - ableitung von einem mit dem Anschlusselement 1 verbundenen Fluidbehälter getrennt werden.
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6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Anschlusselements 1, wobei a) eine senkrechte Schnittansicht, b) eine perspektivische Explosionsansicht und c) eine Draufsicht zeigt. Das Ausführungsbeispiel der 6 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel der 3 darin, dass an der Auflageseite 7 des Flansches 4 kein Trennsteg angeordnet ist. Die Ein- und Auslässe des Fluidbehälters (nicht dargestellt) sind hier-wie auch beim Ausführungsbeispiel der 8 - vorzugsweise mit getrennten Ein- und Auslässen ausgestaltet. Anstelle des Trennstegs sind um den Zu- und Ableitungskanal 5a und 5b umlaufende Nuten 14a und 14b angeordnet. In diese Nuten 14a und 14b können Dichtelemente, beispielsweise O-Ringe, eingelegt werden, welche im verbundenen Zustand gegen eine Wandung eines Fluidbehälters verpresst werden und jeweils einen Fluideinlass und einen Fluidauslass umlaufen. Die Dichtelemente dichten also ähnlich wie der Trennsteg in 3 den Zu- und den Ableitungskanal 5a und 5b voneinander ab. Das Verbindungselement 2a, 2b ist zweiteilig wie in 3 ausgebildet, wobei jedes Verbindungselement 2a, 2b einen Bajonett-Verschluss aufweist. Der Bajonett-Verschluss 21b weist dabei ein rohrförmig aus dem Grundkörper 3 herausragendes Kanalsegment 2d, ein einteilig mit dem Kanalsegment 2d verbundenes erstes Verschlusselement 2e, einen Dichtring 2f, und ein mit einer Fluidzu- bzw. Fluidableitung verbindbares zweites Verschlusselement 2g auf. Durch den Bajonett-Verschluss 21b kann die Fluidzu- und -ableitung von dem Anschlusselement schnell und einfach getrennt werden. Der Grundkörper 3, das Kanalsegment 2d und das erste Verschlusselement 2e können einteilig aus Kunststoff, insbesondere als Spritzgußteil gefertigt sein oder nachträglich stoffschlüssig miteinander verbunden sein. Das Verbindungselement ist hier aus den Elementen 2a, 2b, 2d, 2e, 2f und 2g gebildet.
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7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Anschlusselements, wobei a) eine Perspektivansicht, b) eine halbdurchlässige Seitenansicht, c) eine senkrechte Schnittansicht und d) eine halbdurchlässige Draufsicht zeigt. Das Ausführungsbeispiel der 7 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel der 3 darin, dass der Zu- und der Ableitungskanal 5a, 5b von einer Einlassseite am Verbindungselement 2 zur Auflageseite 7 um eine viertel Drehung, also etwa um 90° gegeneinander verdreht sind.
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8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Anschlusselements, wobei a) eine senkrechte Schnittansicht und b) eine Draufsicht zeigt. Das Anschlusselement 1 der 8 unterscheidet sich von dem Anschlusselement 1 der 3 darin, dass der Grundkörper 3 von einer oberen Kopfseite 3o zu einer Auflageseite 7a, 7b hin einmal verzweigt ausgebildet ist, wobei ein Zweig 3a den Zuleitungskanal 5a und ein Zweig 3b den Ableitungskanal 5b enthält. An der Auflageseite 7a, 7b weist der Zweig 3a einen Flansch 4a auf, welcher in einer Richtung senkrecht zu einer Längssymmetrieachse des Grundkörpers 3 über den Zweig 3a übersteht. Der Flansch 4a weist die Auflageseite 7a auf. Der Zweig 3b weist einen Flansch 4b auf, welcher ebenfalls senkrecht zur Längssymmetrieachse des Grundkörpers 3 über den Zweig 3b übersteht. Der Flansch 3b weist die Auflageseite 7b auf. An der oberen Kopfseite 3o weist der Grundkörper 3 einen rechteckigen Querschnitt auf. Die Zweige 3a und 3b weisen rechteckige oder quadratische Querschnitte auf. An der Kopfseite 3o sind rohrförmige Kanalsegmente 2a, 2b als Verbindungselement ausgebildet. Zur Auflageseite 7a, 7b hin führen der Zu- und der Ableitungskanal 5a, 5b zunehmend voneinander weg, wobei der Zu- und Ableitungskanal 5a, 5b voneinander weg gebogen sind.
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9 zeigt zwei weitere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Grundkörpers, d.h. 9 zeigt ein Anschlusselement, wobei ein Flansch und ein Verbindungselement des Anschlusselements nicht dargestellt sind. Dabei zeigen a) und c) senkrechte Schnittansichten und b) und d) Draufsichten. In 9 a) und b) verlaufen der Zu- und der Ableitungskanal 5a und 5b in einem spitzen Winkel zueinander, sodass ein Abstand zwischen dem Zu- und dem Ableitungskanal 5a und 5b an der oberen Kopfseite 3o kleiner ist als an einer unteren Kopfseite 3u. Eine äußere Form des Grundkörpers ähnelt einer abgeschnittenen Pyramide, die jedoch eine kreisförmige Grundfläche aufweist. 9 c) und d) zeigen einen Grundkörper 3, welcher sich von dem Grundkörper 3 der 9 a) und b) darin unterscheidet, dass er zwischen dem Zu- und dem Ableitungskanal 5a, 5b von der unteren Kopfseite 3u bis etwa der Hälfte seiner Höhe eine Ausnehmung aufweist. Der Grundkörper 3 ist somit verzweigt ausgebildet, wobei der Zweig 3a den Zuleitungskanal 5a und der Zweig 3b den Ableitungskanal 5b aufweist. 9 zeigt somit leichte Abwandlungen des Ausführungsbeispiels der 8, wobei sich die Ausführungsbeispiele der 9 durch eine einfachere Herstellbarkeit gegenüber der 8 auszeichnen.
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10 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems mit einem plattenartigen Fluidbehälter 20 und einem Anschlusselement 1 mit vier Zuleitungskanälen 5a, 5c, 5d, 5e (hier sind nur 3 gezeigt) und einem Ableitungskanal 5b in einer perspektivischen Schnittansicht. Der plattenartige Fluidbehälter weist eine obere Lage 11 und eine untere Lage 12 auf, welche entlang ihres Außenumfangs fluiddicht miteinander verschweißt sind. Die untere Lage weist eingeprägte kanalartige Vertiefungen 12a auf, die zusammen mit der oberen Lage Fluidkanäle 16a, 16b zum Führen eines Fluids bilden. In der Mitte der Lagen 11, 12 ist ein Anschlusselement 1 fluiddicht auf der oberen Lage 11 angeschweißt. Das dargestellte Anschlusselement 1 weist einen zylinderförmigen Grundkörper 3 auf, entlang dessen Symmetrieachse sich ein Ableitungskanal 5b erstreckt. Sternförmig um den Ableitungskanal 5b herum sind vier Zuleitungskanäle 5a, 5c, 5d und 5e (letzter ist nicht gezeigt) angeordnet. Der Ableitungskanal 5b ist über einen Auslass 15b in der oberen Lage 11 mit einem gemeinsamen Rücklaufkanal 16b verbunden, während die Zuleitungskanäle 5a, 5c, 5d und 5e über Einlässe 15a, 15c, 15d und 15e (die letzten beiden sind nicht dargestellt) in der oberen Lage 11 mit Zulaufkanälen 16a in Fluidverbindung stehen. Das dargestellte erfindungsgemäße Anschlusselement 1 ermöglicht somit vier Fluidkanälen mittels eines einzigen Stutzens ein Fluid zuzuführen und aus den vier Fluidkanälen wieder abzuführen.
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11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Anschlusselements, wobei a) eine Draufsicht, b) eine Unteransicht und c) eine senkrechte Schnittansicht zeigt. Das Anschlusselement 1 der 11 ist einstückig ausgebildet und weist einen rotationssymmetrischen Grundkörper 3 auf. Entlang der Symmetrieachse des Grundkörpers 3 erstreckt sich ein Ableitungskanal 5b. Sternförmig um den Ableitungskanal 5b sind vier Zuleitungskanäle 5a, 5c, 5d und 5e ausgebildet, die sich parallel zum Ableitungskanal 5b erstrecken. Um den Ableitungskanal 5b herum ist der Grundkörper 3 zur Oberseite 3o hin verlängert, während der Grundkörper 3 entlang seines Außenumfangs um die Zuleitungskanäle 5a, 5c, 5d und 5e herum in etwa lediglich die Hälfte der Gesamtlänge des Grundkörpers 3 aufweist. Hierdurch können eine Fluidzuleitung und eine Fluidableitung an das Anschlusselement 1 angeschlossen werden, wobei die Fluidableitung innerhalb der Fluidzuleitung verläuft. Dabei reicht die äußere Fluidzuleitung weiter über die innere Fluidableitung hinaus, um die tiefer liegenden Zuleitungskanäle 5a, 5c, 5d und 5e zu erreichen. Entlang eines Außenumfangs um die Zuleitungskanäle 5a, 5c, 5d und 5e weist der Grundkörper einen umlaufenden Bund 2a als Verbindungselement zur Verbindung mit der Fluidzuleitung auf. Um den Ableitungskanal 5b weist der Grundkörper 3 einen umlaufenden Bund 2b als Verbindungselement zur Verbindung mit der Fluidableitung auf. Die Zuleitungskanäle 5a, 5c, 5d und 5e sind ferner etwa zur Hälfte von oben von einem weiteren den Ableitungskanal 5b umlaufenden Bund 17 überdeckt, welcher als Anschlag für die Fluidableitung dient. 11 verzichtet auf eine detaillierte Darstellung des Anschlusses des Anschlusselements an den Fluidbehälter.
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12 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Anschlusselements mit einem Ableitungskanal 5b und vier Zuleitungskanälen 5a, 5c, 5d, 5e, wobei a) eine senkrechte Schnittansicht und b) eine Draufsicht zeigt. Das Anschlusselement 1 ist einstückig ausgebildet und weist einen Grundkörper 3 mit einer symmetrischen Säulenform mit einem kreuzförmigen Querschnitt auf, wobei die vier Kanten des säulenförmigen Grundkörpers 3 abgerundet und die vier zwischen den Kanten liegenden Seiten konkav gewölbt sind. Weiterhin weist der Grundkörper 3 einen von der oberen Kopfseite 3o zur Auflageseite 7 wachsenden Umfang auf. Der Ableitungskanal 5b verläuft zentral entlang der Symmetrieachse des Grundkörpers 3. Die Zuleitungskanäle 5a, 5c, 5d und 5e sind sternförmig um den Ableitungskanal 5b angeordnet und verlaufen von der oberen Kopfseite 3o zur Auflageseite 7 in einem spitzen Winkel zu dem Ableitungskanal 5b. An der oberen Kopfseite 3o stehen wie in 3 ausgebildete, rohrförmige Kanalsegmente 2a, 2c, 2d, 2e als Verbindungselemente zur Verbindung der Zuleitungskanäle 5a, 5c, 5d, 5e mit der Fluidzuleitung und ein Kanalsegment 2b zur Verbindung des Ableitungskanals 5b mit einer Fluidableitung. Weiterhin weist das Anschlusselement 1 einen in senkrechter Richtung zur Symmetrieachse des Grundkörpers 3 über den Grundkörper 3 überstehenden Flansch 4 mit einer der Querschnittsform des Grundkörpers entsprechenden Querschnittsform auf. Entlang des Überstandes des Flansches 4 kann der Flansch mit einer Wandung eines Fluidbehälters von der Seite des Anschlusselements 1 her verschweißt werden. An der Auflageseite 7 ist ein dem Ableitungskanal 5b umlaufender zylinderförmiger Vorsprung 18 angeordnet. Der Vorsprung 18 dient analog zu dem Trennsteg 8 aus 3 zur Abdichtung zwischen den Zuleitungskanälen 5a, 5c, 5d, 5e und dem Ableitungskanal 5b. Entlang des Vorsprungs 18 kann der Flansch 4 mit einem plattenartigen Fluidbehälter von der Seite des Fluidbehälters her verschweißt werden.
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13 zeigt drei weitere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Grundkörpers 3 mit je einem sich verzweigenden Zuleitungskanal und Ableitungskanal, wobei a) jeweils eine Unteransicht, b) jeweils eine halbdurchlässige Seitenansicht und c) jeweils eine Draufsicht zeigt. Der Grundkörper 3 der 13 a), b) und c) weist die gleiche Form wie in 9 a) und b) auf, wobei sich im Unterschied zur 9 der Zuleitungskanal 5a und der Ableitungskanal 5b auf etwa zwei Drittel der Höhe des Grundkörpers 3 in je zwei Zuleitungskanäle 5a und 5a' und je zwei Ableitungskanäle 5b und 5b' verzweigen. Der Grundkörper 3 der 13 d), e) und f) weist eine ähnliche Form wie in 9 c) und d) auf, wobei sich im Unterschied zur 9 der Zuleitungskanal 5a und der Ableitungskanal 5b auf etwa zwei Drittel der Höhe des Grundkörpers 3 in je zwei Zuleitungskanäle 5a und 5a' und je zwei Ableitungskanäle 5b und 5b' verzweigen. Des Weiteren weist der Grundkörper 3 der 13 d), e) und f) im Unterschied zur 9 auch flanschseitig eine rechteckige Grundfläche auf. Der Grundkörper 3 der 13 g), h) und i) unterscheidet sich von dem Grundkörper 3 der 13 d), e) und f) darin, dass der Grundkörper 3 zwischen den Kanälen 5a, 5a', 5b und 5b' Aussparungen aufweist, sodass die Kanäle 5a, 5a', 5b und 5b' lediglich ummantelt sind und ihr Verlauf von außen sichtbar ist.
