-
Stand der Technik
-
Zum Verbinden von Leitungsendstücken, z.B. in Kühlsystemen, kommen typischerweise Verbindungsstücke in Form von Dichtbuchsen zum Einsatz.
-
Beispielsweise wird in der
DE 10 2012 019 106 A1 eine als Steckstück ausgeführte Dichtbuchse mit einem hohlzylinderförmigen Stützkörper beschrieben, an dessen Außenfläche im Bereich entgegengesetzter Enden wulstförmige Dichtelemente angeordnet sind. In einem zwischen den Enden gelegenen mittleren Bereich können zusätzliche Dichtelemente vorgesehen sein, welche in radialer Richtung von der Außenfläche abstehen.
-
-
Wenn derartige Dichtbuchsen in die jeweiligen Leitungsendstücke eingeführt sind, liegen die Dichtelemente an einer Innenfläche des jeweiligen Leitungsendstücks an. Hierbei ist es wünschenswert, dass in einem Bereich zwischen dem jeweiligen Dichtelement und einem Ende des jeweiligen Leitungsendstücks ein Ansammeln von Flüssigkeit zuverlässig vermieden wird.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtbuchse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Leitungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den auf die unabhängigen Ansprüche rückbezogenen Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung.
-
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine Dichtbuchse zur dichtenden Verbindung von Leitungsendstücken vorgesehen. Die erfindungsgemäße Dichtbuchse umfasst einen zylinderförmigen, beispielsweise hohlzylinderförmigen Stützkörper, welcher sich entlang einer Längsachse zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende erstreckt, ein mit einer Außenfläche des Stützkörpers verbundenes erstes Dichtelement, welches im Bereich des ersten Endes des Stützkörpers angeordnet ist, ein mit der Außenfläche des Stützkörpers verbundenes zweites Dichtelement, welches im Bereich des zweiten Endes des Stützkörpers angeordnet ist, und ein zwischen dem ersten und dem zweiten Ende des Stützkörpers angeordnetes drittes Dichtelement. Das dritte Dichtelement weist eine die Außenfläche des Stützkörpers umschließende Platte, welche sich entlang einer senkrecht auf die Längsachse stehenden radialen Richtung erstreckt, und eine mit der Platte verbundene Schulter auf, welche sich entlang der Längsachse und umlaufend um die Platte erstreckt.
-
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Leitungsanordnung vorgesehen, welche ein erstes Leitungsendstück, ein gegenüberliegend zu dem ersten Leitungsendstück angeordnetes zweites Leitungsendstück und eine Dichtbuchse nach dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist. Das erste Dichtelement der Dichtbuchse liegt an einer Innenfläche des ersten Leitungsendstücks an, das zweite Dichtelement der Dichtbuchse liegt an einer Innenfläche des zweiten Leitungsendstücks an und die Schulter liegt an einer Außenfläche des zweiten Leitungsendstücks an.
-
Eine der Erfindung zugrundeliegende Idee ist es, zusätzlich zu den in den Endbereichen des Stützkörpers angeordneten Dichtelementen ein drittes Dichtelement vorzusehen, welches eine radial von dem Stützkörper abstehende, umlaufende Platte oder Scheibe und eine Schulter oder einen Kragen aufweist, welcher sich im Wesentlichen parallel zur Außenfläche des Stützkörpers erstreckt. Das dritte Dichtelement bildet somit zumindest bereichsweise eine Becherform aus. Dieser Becher kann über das Leitungsendstück gestülpt werden, wobei die Schulter mit einer Innenfläche an einer Außenumfangsfläche des Leitungsendstücks anliegt.
-
Somit wird zuverlässig ein Eindringen von Flüssigkeit in einen Bereich zwischen einem Ende des jeweiligen Leitungsstücks und dem in dieses Leitungsstück eingeführten ersten oder zweiten Dichtelement vermieden. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass, wenn die gegenüberliegende Anordnung der Leitungsendstücke von einer koaxialen Anordnung abweicht, selbst bei einem Verkippen der Dichtbuchse eine zuverlässige Abdichtung erzielt wird. Aufgrund der sich entlang der Längsachse des Stützkörpers erstreckenden Schulter, liegt diese auch dann noch zuverlässig an der Außenfläche des Leitungsendstücks an, wenn die Dichtbuchse verkippt ist.
-
Der Stützkörper kann beispielsweise aus einem Metallmaterial hergestellt sein. Optional ist der Stützkörper mit einer kreiszylindrischen Außenfläche realisiert. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Allgemein kann ein Außenumfang des Stützkörpers korrespondierend zu einem Innenumfang der zu verbindenden Leitungsstücke realisiert sein.
-
Das erste und das zweite Dichtelement können beispielsweise mit der Außenfläche des Stützkörpers verklebt sein, auf diese aufgestülpt oder in ähnlicher Weise an der Außenfläche des Stützkörpers fixiert sein. Die Platte des dritten Dichtelements weist eine Durchgangsöffnung auf, durch welche hindurch sich der Stützkörper erstreckt. Allgemein ist die Platte an dem Stützkörper ortsfest fixiert, z.B. direkt an der Außenfläche des Stützkörpers oder über das ersten und/oder das zweite Dichtelement.
-
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Schulter sich von einem in Bezug auf die radiale Richtung äußeren Ende der Platte aus in Richtung des zweiten Endes des Stützkörpers vorsteht. Demnach ist die Schulter an einem Außenumfangsrand der Platte angeordnet. Somit ergibt sich ein in Bezug auf die radiale Richtung vorteilhaft kompakter Aufbau.
-
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Schulter an einer dem Stützkörper zugewandten Innenfläche einen in radialer Richtung vorstehenden, umlaufenden Dichtansatz aufweist. Der Dichtansatz kann beispielsweise eine in Richtung des Stützkörpers vorspringende Wulst ausgebildet sein. Durch den Dichtansatz wird eine Flächenpressung zwischen der Außenfläche des Leitungsstücks und der Schulter vergrößert und damit die Dichtwirkung weiter verbessert.
-
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass der Dichtansatz im Bereich eines von der Platte abgewandten Endes der Schulter angeordnet ist. Auf diese Weise wird die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass der Dichtansatz an der Außenfläche des Leitungsstücks auch dann anliegt, wenn das Dichtstück in einer verkippten Stellung angeordnet ist.
-
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass das erste Dichtelement, das zweite Dichtelement und das dritte Dichtelement einstückig ausgebildet sind. Beispielsweise können alle drei Dichtelemente in einem Spritzgussverfahren hergestellt werden. Damit kann vorteilhaft eine Montage aller drei Dichtelemente an dem Stützkörper gleichzeitig erfolgen.
-
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass an der Außenfläche des Stützkörpers eine Aufnahmestruktur angeordnet ist, welche eine Nut aufweist, und wobei die Platte mit einem in Bezug auf die radiale Richtung inneren Randbereich in der Nut aufgenommen ist. Demnach wird das dritte Dichtelement separat von erstem und zweiten Dichtelement montiert, z.B. indem der Stützkörper durch eine in der Platte ausgebildete Öffnung eingeführt wird, bis der die Öffnung definierende innere Randbereich der Platte in die Nut der Aufnahmestruktur hineingleitet oder in diese einrastet.
-
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Aufnahmestruktur dadurch ausgebildet ist, dass das erste Dichtelement und das zweite Dichtelement einstückig ausgebildet sind. Beispielsweise können das erste und das zweite Dichtelement durch einen Zwischenbereich oder Steg verbunden sein, welcher zwischen erstem und zweiten Dichtelement an der Außenfläche des Stützkörpers anliegt. Die Nut kann beispielsweise in diesem Zwischenbereich ausgebildet sein.
-
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass das erste Dichtelement und das zweite Dichtelement, und gegebenenfalls der Zwischenbereich, jeweils aus einem Elastomermaterial ausgebildet sind, z.B. aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, kurz EPDM.
-
Gemäß manchen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass das dritte Dichtelement aus einem Elastomermaterial, z.B. EPDM, oder aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial ausgebildet ist.
-
In Bezug auf Richtungsangaben und Achsen, insbesondere auf Richtungsangaben und Achsen, die den Verlauf von physischen Strukturen betreffen, wird hierin unter einem Verlauf einer Achse, einer Richtung oder einer Struktur „entlang“ einer anderen Achse, Richtung oder Struktur verstanden, dass diese, insbesondere die sich in einer jeweiligen Stelle der Strukturen ergebenden Tangenten jeweils in einem Winkel von kleiner 45 Grad, bevorzugt kleiner 30 Grad und insbesondere bevorzugt parallel zueinander verlaufen.
-
In Bezug auf Richtungsangaben und Achsen, insbesondere auf Richtungsangaben und Achsen, die den Verlauf von physischen Strukturen betreffen, wird hierin unter einem Verlauf einer Achse, einer Richtung oder einer Struktur „quer“ zu einer anderen Achse, Richtung oder Struktur verstanden, dass diese, insbesondere die sich in einer jeweiligen Stelle der Strukturen ergebenden Tangenten jeweils in einem Winkel von größer oder gleich 45 Grad, bevorzugt größer oder gleich 60 Grad und insbesondere bevorzugt senkrecht zueinander verlaufen.
-
Hierin wird unter „einstückig“, „einteilig“, „integral“ oder „in einem Stück“ ausgebildeten Komponenten allgemein verstanden, dass diese Komponenten als ein einziges, eine Materialeinheit bildendes Teil vorliegen und insbesondere als ein solches hergestellt sind, wobei die eine von der anderen Komponente nicht ohne Aufhebung des Materialzusammenhalts von der anderen lösbar ist.
-
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen erläutert. Von den Figuren zeigen:
- 1 eine schematische Schnittansicht einer Leitungsanordnung mit einer Dichtbuchse gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
- 2 eine Teil-Explosionsdarstellung einer Schnittansicht einer Dichtbuchse gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
-
1 zeigt beispielhaft und schematisch eine Leitungsanordnung 100, welche ein erstes Leitungsendstück 110, ein zweites Leitungsendstück 120 und eine Dichtbuchse 1 aufweist.
-
Wie in 1 beispielhaft dargestellt, können die Leitungsendstücke 110, 120 beispielswiese mit hohlzylinderförmigem Querschnitt realisiert sein. Allgemein weisen die Leitungsendstücke 110, 120 jeweils eine Innenfläche 110b, 120a auf, welche einen Strömungsquerschnitt definiert, und eine entgegengesetzt zu der Innenfläche 110b, 120b gelegene Außenfläche 110a, 120a, welche einen Außenumfang des jeweiligen Leitungsendstücks 110, 120 definiert. Das erste Leitungsendstück 110 kann beispielsweise ein Endstück eines Kühlkanals zur Kühlung einer Leistungselektronik einer elektrischen Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug sein und das zweite Leitungsendstück 120 kann beispielsweise ein Endstück eines Kühlkanals zur Kühlung einer elektrischen Maschine der Antriebsvorrichtung sein.
-
Wie in 1 beispielhaft dargestellt, kann die Dichtbuchse 1 einen Stützkörper 10, ein erstes Dichtelement 20, ein zweites Dichtelement 30 und ein drittes Dichtelement 40 aufweisen.
-
Der Stützkörper 10 kann als Zylinder, insbesondere als Hohlzylinder realisiert sein. Die Querschnittsform des Stützkörpers ist hierbei nicht auf einen Kreiszylinder beschränkt, sondern kann beispielsweise auch rechteckförmig oder allgemein mehreckig oder elliptisch sein. Allgemein erstreckt sich der Stützkörper 10 zwischen einem ersten Ende 11 und einem zweiten Ende 12 und weist eine Innenfläche 10b, welche einen Innenumfang bzw. einen Strömungsquerschnitt des Stützkörpers 10 definiert, und eine entgegengesetzt zu dieser gelegene Außenfläche oder Außenumfangsfläche 10a auf, welche einen Außenumfang des Stützkörpers 10 definiert. Der Stützkörper 10 weist eine Längsachse L10 auf, welche z.B. durch eine Mittelachse des durch die Innenfläche 10b definierten Strömungsquerschnitts definiert sein kann. Der Stützkörper 10 kann insbesondere aus einem Metallmaterial, beispielsweise aus einem Baustahl, einer Kupferlegierung, einer Aluminiumlegierung oder dergleichen realisiert sein.
-
Das erste Dichtelement 20 und das zweite Dichtelement 30 können jeweils als Ringelemente realisiert sein. Wie in 1 beispielhaft gezeigt ist, können das erste und das zweite Dichtelemente 20, 30 jeweils mit gleicher Querschnittsform, z.B. mit halbelliptischer Form realisiert sein. Selbstverständlich sind auch andere Querschnittsformen denkbar, z.B. rechteckförmig, dreieckförmig, kreisförmig oder ähnliches. Das erste Dichtelement 20 und das zweite Dichtelement 30 können zum Beispiel einstückig ausgebildet sein. Wie in 1 beispielhaft gezeigt ist, kann beispielsweise in Steg 25 vorgesehen sein, welcher das erste und das zweite Dichtelement 20 verbindet. Das erste Dichtelement 20 und das zweite Dichtelement 20 können beispielswiese jeweils aus einem Elastomermaterial ausgebildet sein, z.B. aus z.B. aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, kurz EPDM.
-
Wie in 1 beispielhaft gezeigt ist, sind das erste und das zweite Dichtelement 20, 30 jeweils mit der Außenfläche 10a des Stützkörpers 10 verbunden bzw. an dieser befestigt, z.B. mit dieser verklebt bzw. allgemein stoffschlüssig verbunden oder reibschlüssig an dieser gehalten. Wie in 1 schematisch dargestellt, kann insbesondere vorgesehen sein, dass das erste Dichtelement 20 im Bereich des ersten Endes 11 des Stützkörpers 10 das zweite Dichtelement 30 im Bereich des zweiten Endes 12 des Stützkörpers 10 angeordnet. Die das erste und das zweite Dichtelemente 20, 30 bilden hierbei jeweils Vorsprünge, welche in einer sich senkrecht zur Längsachse L1 erstreckenden radialen Richtung R1 von der Außenfläche 10a des Stützkörpers 10 vorspringen. Der optionale Steg 25 kann beispielsweise den gesamten Außenumfang bzw. die Außenfläche 10a des Stützkörpers 10 umschließen, wie dies in 1 beispielhaft gezeigt ist.
-
Wie in 1 ferner gezeigt ist, kann das dritte Dichtelement 40 insbesondere eine Platte oder Scheibe 42 und eine Schulter oder einen Kragen 44 aufweisen. Die Platte 42 ist als flächiges, beispielsweise ebenes oder konisches Bauteil realisiert. Die Schulter 44 ist als geschlossener Rahmen oder als hülsenförmiges Bauteil realisiert. Insbesondere weist die Schulter 44 eine Innenfläche 44b auf, welche eine Mittelachse M44 umschließt bzw. definiert. Optional kann die Schulter 44 an der Innenfläche 44b ein von dieser vorstehender, umlaufender Dichtansatz 45 vorgesehen sein. Der Dichtansatz 45 erstreckt sich also über den gesamten durch die Innenfläche 44b definierten Umfang. Wie in 1 beispielhaft gezeigt ist, kann der Dichtansatz 45 im Bereich eines axialen Endes 42B der Schulter ausgebildet sein.
-
Die Schulter 44 ist mit der Platte 42 verbunden und erstreckt sich quer zu dieser. Beispielsweise können Schulter 44 und Platte 42 einstückig ausgebildet sein. Wie in 1 beispielhaft dargestellt ist, kann die Schulter 44, insbesondere ein erstes axiales Ende 44A der Schulter 44 mit der Platte 42, insbesondere mit einem äußeren, radialen Ende 42A der Platte 42 verbunden sein. Der optionale Dichtansatz 45 kann hierbei insbesondere im Bereich des von der Platte 42 abgewandten zweiten Endes 44B der Schulter 44 angeordnet sein.
-
Das dritte Dichtelement 40 kann beispielsweise aus einem Elastomermaterial, z.B. aus EPDM, oder aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial ausgebildet sein.
-
Wie in 1 schematisch dargestellt ist, ist das dritte Dichtelement 40 in Bezug auf die Längsachse L10 zwischen dem ersten und dem zweiten Ende 11, 12 des Stützkörpers 10 angeordnet. Die Platte 42 erstreckt sich entlang der radialen Richtung R1 bzw. steht in der radialen Richtung R1 von dem Stützkörper 10 ab. Insbesondere umgibt oder umschließt die Platte 42 die Außenfläche 10a des Stützkörpers 10. In 1 ist beispielhaft gezeigt, dass die Platte 42 sich im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse L10 erstreckt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Platte 42 konisch ausgebildet ist und sich gewinkelt relativ zu der Längsachse L10 erstreckt. Beispielsweise kann die Platte 42 mit ihrem äußeren radialen Ende 42A in Richtung des zweiten Endes 12 des Stützkörpers 10 geneigt sein. Allgemein erstreckt sich die Platte 42 somit entlang der radialen Richtung R1. Wie in 1 beispielhaft gezeigt ist, kann die Platte 42 mit dem optionalen Steg 25 verbunden sein. Es ist auch denkbar, dass die Platte 42 mit dem ersten oder dem zweiten Dichtelement 20, 30 verbunden ist. Allgemein können das das erste Dichtelement 20, das zweite Dichtelement 30 und das dritte Dichtelement 40 einstückig ausgebildet sein.
-
Die Schulter 44 erstreckt sich entlang der Längsachse L10, wobei die Mittelachse M44 und die Längsachse L10 beispielswiese koaxial zueinander angeordnet sein können, wie dies in 1 beispielhaft gezeigt ist. Wie in 1 ferner beispielhaft gezeigt ist, kann die Schulter 44 an dem in Bezug auf die radiale Richtung R1 äußeren radialen Ende 42A der Platte 42 vorgesehen sein. Ebenfalls optional kann vorgesehen sein, dass die Schulter 44 von der Platte 42 aus in Richtung des zweiten Endes 12 des Stützkörpers 10 vorsteht, wie dies in 1 beispielhaft gezeigt ist. Der optionale Dichtansatz 45 steht optional in radialer Richtung R1 in Richtung des Stützkörpers 10 von der Innenfläche 44b des Kragens 44 ab.
-
Wie in 1 schematisch dargestellt ist, sind das erste und das zweite Leitungsendstück 110, 120 einander gegenüberliegend angeordnet. Hierbei kann ein leichter Versatz bzw. Abstand zwischen den Mittelachsen der Leitungsendstücke 110, 120, die durch die jeweiligen Innenflächen 110b, 120b definiert sind, vorliegen. Wie in 1 schematisch gezeigt, kann die Dichtbuchse 1 mit einem ersten Endabschnitt in das erste Leitungsstück 110 hineinragen, so dass das erste Dichtelement 20 an einer Innenfläche 110b des ersten Leitungsendstücks 110 anliegt. In gleicher Weise kann die Dichtbuchse 1 mit einem zweiten Endabschnitt in das zweite Leitungsstück 120 hineinragen, so dass das zweite Dichtelement 30 der Dichtbuchse der Innenfläche 120b des zweiten Leitungsendstücks 120 anliegt. Ferner überlappt die Schulter 44 mit der Außenfläche 120a des zweiten Leitungsendstücks 120 und liegt an der Außenfläche 120a des zweiten Leitungsendstücks 120 an, z.B. mit dem optionalen Dichtansatz 45.
-
Durch das Anliegen der Schulter an der Außenfläche 120a des zweiten Leitungsendstücks 120 wird ein Eindringen von Feuchtigkeit bzw. eine Ansammlung von Flüssigkeit in dem zwischen dem Ende des Leitungsendstücks 120 und dem zweiten Dichtelement 30 gelegenen Bereich X zuverlässig vermieden.
-
Die in 2 beispielhaft gezeigte Dichtbuchse 1 unterscheidet sich von der in 1 gezeigten Dichtbuchse 1 lediglich dadurch, dass das dritte Dichtelement 40 nicht einstückig mit dem ersten und dem zweiten Dichtelement 20, 30 ausgebildet, sondern als separates Bauteil realisiert ist. Wie in 2 beispielhaft gezeigt, kann die Platte 42 des dritten Dichtelements 40 eine Ausnehmung oder Öffnung 43 aufweisen, welche von einem inneren radialen Randbereich 42B der Platte 42 umgrenzt ist.
-
Wie in 2 ferner gezeigt ist, kann die an der Außenfläche 10a des Stützkörpers 10 eine Aufnahmestruktur 50 vorgesehen sein, welche eine Nut 51 aufweist. In 2 ist rein beispielhaft gezeigt, dass das erste und das zweite Dichtelement 20, 30 einstückig miteinander bzw. mit dem Steg 25 ausgebildet sind und dass in dem Steg 25 die Nut 51 ausgebildet ist. Es ist auch denkbar, dass die Nut 51 in einem von den ersten und zweiten Dichtelementen 20, 30 separaten Teil, beispielswiese in der Außenfläche 10a selbst oder in einem separaten Steg ausgebildet ist.
-
Die Platte 42 wird an dem Stützkörper 10 befestigt, indem sie mit ihrer Ausnehmung 43 entlang der Längsachse L10 über den Stützkörper 10 gestülpt wird (in 2 andeutet durch den Pfeil P), bzw. der Stützkörper 10 in die Ausnehmung 43 eingeführt wird, so dass der die Ausnehmung 43 umgebende innere radiale Randbereich 42B der Platte 42 in die Nut 42 hineinrutscht. Somit ist die Platte 42 an dem Stützkörper 10 befestigt, indem die Platte 42 mit einem in Bezug auf die radiale Richtung R1 inneren Randbereich 42B in der Nut 51 aufgenommen ist.
-
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen exemplarisch erläutert wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Insbesondere sind auch Kombinationen der voranstehenden Ausführungsbeispiele denkbar.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102012019106 A1 [0002]
- DE 3402325 A1 [0003]
- DE 2812194 A1 [0003]