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Die
Erfindung betrifft eine Kopplungsbaugruppe für eine Fahrzeug-Klimaanlage,
mit einem Rohrelement und einem Kopplungselement zur Koppelung des
Rohrelements an ein Anschlusselement. Die Erfindung betrifft auch
eine Fahrzeug-Klimaanlage sowie ein Verfahren zur Kopplung eines
Rohrelements einer Fahrzeug-Klimaanlage
an ein Anschlusselement.
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Aus
dem Stand der Technik sind Rohrelemente für Fahrzeug-Klimaanlagen aus
Kunststoff bekannt, an denen einstückig ein Kopplungselement zur
Koppelung des Rohrelements an ein Anschlusselement ausgebildet ist.
Des Weiteren sind Metallrohre bekannt, an denen ein Kopplungselement
aus Kunststoff angespritzt ist. Die Herstellung solcher Kopplungsbaugruppen
ist aufwendig, und zum Anschluss an verschiedene Anschlusselemente
muss die Einheit von Rohrelement und Kopplungselement komplett ausgetauscht
werden.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Kopplungsbaugruppe für eine Fahrzeug-Klimaanlage
zu schaffen, bei der die einzelnen Elemente auf einfache und kostengünstige Weise
hergestellt werden können
und die eine flexible Anwendung der einzelnen Elemente ermöglicht,
sowie ein einfaches und flexibles Verfahren zur Kopplung eines Rohrelements einer
Fahrzeug-Klimaanlage an ein Anschlusselement zu schaffen.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch eine Kopplungsbaugruppe für eine Fahrzeug-Klimaanlage mit
einem Rohrelement und einem Kopplungselement zur Koppelung des Rohrelements
an ein Anschlusselement gelöst,
wobei das Kopplungselement ein separates, auf das Rohrelement aufsteckbares Bauteil
ist, welches mit dem Rohrelement durch eine Rastverbindung verbunden
ist. Auf diese Weise können
Rohrelement und Kopplungselement separat hergestellt werden, wodurch
die Herstellung der beiden Teile vereinfacht wird und die Produktion
kostengünstiger
und flexibler wird, insbesondere kostengünstiger und flexibler als ein
Rohrelement mit angespritztem Kopplungselement. Die Rohrelemente
und die separaten Kopplungselemente können auch getrennt transportiert
werden, insbesondere über
getrennte Transportwege, wobei es vorteilhaft ist, dass das benötigte Transportvolumen
für die
getrennten Rohrelemente und die getrennten Kopplungselemente jeweils
geringer ist, als für
die verbundene Baugruppe aus Rohrelement und Kopplungselement. Zur Montage
des Kopplungselements ist es ausreichend, diese einfach auf das
Rohrelement aufzuschieben, so dass es dort einrastet. Es ist weiterhin
möglich,
die gleichen Rohrelemente mithilfe verschieden ausgeführter Kopplungselemente
an verschiedene Anschlusselemente zu koppeln.
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Vorzugsweise
ist das Kopplungselement genau einem Rohrelement zugeordnet. Auf
diese Weise können
insbesondere mehrere Rohrelemente, die mit jeweils einem Kopplungselement
ausgestattet sind, flexibel an mehrere Anschlusselemente angeschlossen
werden.
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Es
kann eine drehfeste Verbindung vorgesehen sein, die das Kopplungselement
in Umfangsrichtung am Rohrelement fixiert. Auf diese Weise wird eine
Drehung des Rohrelements um seine Achse relativ zum Kopplungselement
verhindert.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung weist die drehfeste Verbindung eine Aussparung im Rohrelement
und einen radial nach innen ragenden Vorsprung des Kopplungselements auf,
welche formschlüssig
ineinandergreifen. Dies ermöglicht
eine einfache Ausführungsform
der drehfesten Verbindung.
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Alternativ
kann die drehfeste Verbindung einen Abschnitt des Rohrelements umfassen,
in welchem der Rohrquerschnitt nicht kreisförmig ist, wobei der Rohrquerschnitt
vorzugsweise an mindestens einer Seite abgeflacht oder ausgebuchtet,
polygonal oder elliptisch ist. Der nicht kreisförmige Rohrquerschnitt bricht
die Rotationssymmetrie des Rohrelements, wodurch sich das Rohrelement
im aufgesteckten Kopplungselement nicht frei drehen kann. Ein solcher
Abschnitt des Rohrelements kann an verschiedenen Stellen des Rohrelements
angebracht sein.
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Vorzugsweise
ist die drehfeste Verbindung so ausgebildet, dass Rohrelement und
Kopplungselement in einem, vorzugsweise genau einem, vorgegebenen
Winkel zueinander fixiert sind. Dies ermöglicht beispielsweise eine
einfache Ausrichtung des Kopplungselements in einem definierten
Winkel zum Rohrelement.
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Die
Rastverbindung kann an einem Bereich des Kopplungselements vorgesehen
sein, der in gekoppeltem Zustand der Kopplungsbaugruppe zumindest
teilweise innerhalb des Anschlusselements liegt, wobei das Anschlusselement
ein Lösen
der Rastverbindung zwischen Rohrelement und Kopplungselement verhindert.
Auf diese Weise wird die Rastverbindung zwischen Kopplungselement
und Rohrelement durch das Anschlusselement in gekoppeltem Zustand
zusätzlich
gesichert.
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Alternativ
kann die Rastverbindung an einem Bereich des Kopplungselements vorgesehen
sein, der in gekoppeltem Zustand der Kopplungsbaugruppe außerhalb
des Anschlusselements liegt. Eine solche Rastverbindung ist auch
in gekoppeltem Zustand der Kopplungsbaugruppe zugängig und
ermöglicht beispielsweise
eine Inspektion der Rastverbindung im gekoppelten Zustand. Darüber hinaus
ist es bei einer solchen Rastverbindung möglich, das Kopplungselement
zuerst mit dem Anschlusselement zu koppeln und anschließend das
Rohrelement im Kopplungselement einrasten zu lassen.
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Die
Rastverbindung kann eine Rastnase am Kopplungselement aufweisen,
die in eine Einbuchtung oder Ausbuchtung des Rohrelements eingreift. Dies
ermöglicht
eine einfache und flexible Ausführung
der Rastverbindung.
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Vorzugsweise
ist ein Anschlusselement vorgesehen, das über eine formschlüssige, vorzugsweise
lösbare,
Verbindung mit dem Kopplungselement verbunden ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung wird die formschlüssige
Verbindung des Kopplungselements mit dem Anschlusselement durch
eine Klammer hergestellt, die in Aussparungen am Kopplungselement
und am Anschlusselement eingreift. Auf diese Weise kann die formschlüssige Verbindung
des Kopplungselements auf einfache Weise durch Anbringen bzw. Entfernen
der Klammer hergestellt bzw. gelöst
werden.
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Vorzugsweise
ist die formschlüssige
Verbindung des Kopplungselements mit dem Anschlusselement so ausgebildet,
dass Anschlusselement und Kopplungselement in einem, vorzugsweise
genau einem, vorgegebenen Winkel zueinander fixiert sind. Dies ermöglicht eine
genaue Ausrichtung zwischen Kopplungselement und Anschlusselement
und kann zur Vermeidung eines Fehlanschlusses bei mehreren Anschlusselementen
genutzt werden, falls die Anschlusselemente jeweils verschiedene
Ausrichtungen der Kopplungselemente vorsehen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
eine Dichtung zwischen dem Rohrelement und dem Anschlusselement
vorgesehen. Die Dichtung verhindert ein Austreten von Flüssigkeiten
oder Gasen zwischen dem Rohrelement und dem Anschlusselement. Da
sie unmittelbar zwischen dem Rohrelement und dem Anschlusselement
abdichtet, ist eine maximale Sicherheit gegen eine Leckage gegeben.
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Alternativ
können
eine erste Dichtung zwischen dem Rohrelement und dem Kopplungselement
und eine zweite Dichtung zwischen dem Kopplungselement und dem Anschlusselement
vorgesehen sein.
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Das
Rohrelement kann aus Metall, vorzugsweise Aluminium, gefertigt sein.
Metallrohrelemente können
in einem größeren Druck-
und Temperaturbereich angewendet werden als beispielsweise Kunststoffrohrelemente.
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Das
Kopplungselement ist vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt. Dies
ermöglicht
insbesondere eine einfache Formgebung des Kopplungselements.
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Zur
Lösung
der oben genannten Aufgabe ist auch eine Klimaanlage für ein Fahrzeug
vorgesehen, die ein Gehäuse
enthält,
mindestens ein Rohrelement und ein oben beschriebenes Kopplungselement.
Eine solche Klimaanlage kann durch einfachen Austausch verschieden
ausgeführter
Kopplungselemente an verschiedene Anschlusselemente angeschlossen
werden.
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Das
Kopplungselement kann mit einer drehfesten Verbindung in Umfangsrichtung
am Gehäuse fixiert
sein. Auf diese Weise wird die Orientierung des Kopplungselements
direkt durch die Verbindung mit dem Gehäuse bestimmt.
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Die
drehfeste Verbindung weist vorzugsweise sich in axialer Richtung
erstreckende Fortsätze des
Kopplungselements und Ausnehmungen im Gehäuse auf, die formschlüssig ineinandergreifen.
Dies ermöglicht
eine einfache drehfeste Verbindung mit geringem Bauraumbedarf.
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Die
drehfeste Verbindung kann so ausgebildet sein, dass Gehäuse und
Kopplungselement in einem, vorzugsweise genau einem, vorgegebenen Winkel
zueinander fixiert sind.
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Die
Erfindung betrifft darüber
hinaus ein Verfahren zur Kopplung eines Rohrelements einer Fahrzeug-Klimaanlage
an ein Anschlusselement mit den Verfahrensschritten: Bereitstellen
des Rohrelements, Anschlusselements sowie eines separaten Kopplungselements;
Aufstecken des Kopplungselements auf das Ende des Rohrelements und
Befestigung des Kopplungselements am Rohrelement durch eine Rastverbindung;
und Einführen
des am Rohrelement fixierten Kopplungselements in das Anschlusselement
und Befestigung des Kopplungselements im Anschlusselement. Ein solches
Verfahren ermöglicht einen
einfachen Anschluss der Fahrzeug-Klimaanlage an das Anschlusselement,
wobei das Rohrelement und das Kopplungselement separate Bauelemente
sind. Insbesondere bei einer Fahrzeug-Klimaanlage mit fest verbundenem
Rohrelement können verschiedene
Ausführungsformen
des Kopplungselements einen Anschluss an verschieden ausgeführte Anschlusselemente
ermöglichen.
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Gemäß einer
bevorzugten Verfahrensvariante wird das Kopplungselement in einem,
vorzugsweise genau einem, vorgegebenen Winkel zum Rohrelement auf
das Rohrelement aufgesteckt und durch eine drehfeste Verbindung
in diesem Winkel zum Rohrelement fixiert und/oder das Kopplungselement wird
in einem, vorzugsweise genau einem, vorgegebenen Winkel zu einem
Gehäuse
der Klimaanlage auf das Rohrelement aufgesteckt und durch eine drehfeste
Verbindung in diesem Winkel zum Gehäuse fixiert. Auf diese Weise
wird eine Drehung des Kopplungselements relativ zum Rohrelement
oder zum Gehäuse
der Klimaanlage verhindert und der Winkel des Kopplungselements
zum Rohrelement bzw. zum Gehäuse
der Klimaanlage vorgegeben.
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Das
Kopplungselement kann in einem, vorzugsweise genau einem, vorgegebenen
Winkel zum Anschlusselement in das Anschlusselement eingeführt werden
und durch eine formschlüssige
Verbindung in diesem Winkel zum Anschlusselement fixiert werden.
Durch die genaue Vorgabe der Winkel zwischen den Elementen der Kopplungsbaugruppe
wird, insbesondere bei mehreren Rohrelementen, die an mehrere Anschlusselemente
angeschlossen werden sollen, ein Fehlanschluss verhindert.
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Vorzugsweise
ist die Rastverbindung zwischen Rohrelement und Kopplungselement
standardisiert. Auf diese Weise kann ein Kopplungselement mit verschiedenen
Rohrelementen verschiedener Fahrzeug-Klimaanlagen verwendet werden
oder verschiedene Kopplungselemente können mit einem Rohrelement
verwendet werden zum Anschluss an verschiedene Anschlusselemente.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug
genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Schnittansicht einer Kopplungsbaugruppe gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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2 eine
weitere Schnittansicht der Kopplungsbaugruppe gemäß 1;
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3 eine
Explosionsansicht der Kopplungsbaugruppe gemäß 1;
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4 eine
perspektivische Ansicht eines Kopplungselements gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung;
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5 eine
perspektivische Ansicht der Kopplungsbaugruppe gemäß 1;
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6 eine
weitere perspektivische Ansicht der Kopplungsbaugruppe aus 1;
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7 eine
Schnittansicht der Kopplungsbaugruppe aus 1;
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8 eine
perspektivische Ansicht der Kopplungsbaugruppe mit Anschlusselement
gemäß der ersten
Ausführungsform;
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9 eine
weitere perspektivische Ansicht der Kopplungsbaugruppe aus 8;
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10 eine
Schnittansicht einer Kopplungsbaugruppe gemäß einer zweiten Ausführungsform der
Erfindung;
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11 ein
Rohrelement der Kopplungsbaugruppe aus 10;
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12 ein
Kopplungselement der Kopplungsbaugruppe aus 10;
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13 ein
mit einem Rohrelement verbundenes Kopplungselement gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung;
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14 eine
perspektivische Ansicht der Kopplungsbaugruppe mit Anschlusselement
gemäß 10;
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15 eine
perspektivische Ansicht des Kopplungselements gemäß der zweiten
Ausführungsform;
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16 eine
perspektivische Ansicht der Kopplungsbaugruppe gemäß 10;
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17a bis 17c eine
Schnittansicht der Kopplungsbaugruppe gemäß der zweiten Ausführungsform
entlang der Schnittebene XVII-XVII in 10;
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18 eine
weitere Schnittansicht der Kopplungsbaugruppe gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung;
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19 eine
Schnittansicht einer Kopplungsbaugruppe gemäß einer dritten Ausführungsform
der Erfindung;
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20 eine
perspektivische Ansicht des Rohrelements aus 19;
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21 eine
perspektivische Ansicht des Kopplungselements aus 19;
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22 eine
perspektivische Ansicht des mit dem Rohrelement verbundenen Kopplungselements gemäß 19;
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23 eine
perspektivische Ansicht der Kopplungsbaugruppe mit Anschlusselement
gemäß 19;
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24 eine
perspektivische Ansicht des hinteren Bereichs des Kopplungselements
gemäß der dritten
Ausführungsform
der Erfindung;
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25 eine
perspektivische Ansicht des hinteren Bereichs der Kopplungsbaugruppe
mit Anschlusselement gemäß der dritten
Ausführungsform der
Erfindung;
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26 eine
Schnittansicht einer Kopplungsbaugruppe gemäß der dritten Ausführungsform
der Erfindung;
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27 eine
Detailansicht eines Gehäuses einer
erfindungsgemäßen Klimaanlage;
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28 eine
perspektivische Ansicht eines mit einem Rohrelement verbundenen
Kopplungselements gemäß einer
vierten Ausführungsform
der Erfindung;
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29 eine
Explosionsansicht des Rohrelements und des Kopplungselements von 28;
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30 eine
perspektivische Ansicht des Kopplungselement von 28;
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31 eine
erste perspektivische Ansicht einer Kopplungsbaugruppe mit dem Kopplungselement
von 28;
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32 eine
zweite perspektivische Ansicht der Kopplungsbaugruppe von Kopplungsbaugruppe von 28;
und
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33 einen
Querschnitt durch die Kopplungsbaugruppe von 31 in
einem montierten Zustand.
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Eine
erste Ausführungsform
einer Kopplungsbaugruppe 10 für eine Fahrzeug-Klimaanlage wird
anhand der 1 bis 9 beschrieben.
Ein Rohrelement 12 einer Fahrzeug-Klimaanlage ist über ein
Kopplungselement 14 mit einem Anschlusselement 16 verbunden.
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1 und 2 zeigen
jeweils eine Schnittansicht der an das Anschlusselement 16 gekoppelten
Kopplungsbaugruppe 10, wobei 1 eine Draufsicht
auf die Schnittfläche
zeigt und 2 ausschließlich die Schnittebene darstellt.
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Das
Rohrelement 12 weist eine Falzung auf, die eine in Umfangsrichtung
umlaufende Ausbuchtung 18 bildet. Am vorderen Ende des
Rohrelements 12 ist eine Aussparung 20 vorgesehen.
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Das
Kopplungselement 14 ist auf das Ende des Rohrelements 12 aufgesteckt.
Im hinteren Bereich des Kopplungselements 14 weist das
Kopplungselement 14 mehrere Rastnasen 22 auf,
die an der Ausbuchtung 18 des Rohrelements 12 angreifen, wodurch
eine Rastverbindung 24 zwischen Kopplungselement 14 und
Rohrelement 12 gebildet wird.
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Im
Inneren des Kopplungselements 14 ist ein radial nach innen
ragender Vorsprung 26 vorgesehen, der formschlüssig mit
der Aussparung 20 im Rohrelement 12 ineinandergreift,
um eine drehfeste Verbindung 28 zwischen Rohrelement 12 und
Kopplungselement 14 zu bilden. Durch das formschlüssige Ineinandergreifen
des radial nach innen ragenden Vorsprungs 26 des Kopplungselements 14 und
der Aussparung 20 des Rohrelements 12 wird eine
Drehung des Rohrelements 12 relativ zum Kopplungselement 14 verhindert,
wobei Rohrelement 12 und Kopplungselement 14 in
einem vorgegebenen Winkel zueinander fixiert sind. Der Vorsprung 26 und
die Aussparung 20 sind in der in 1 gezeigten
Variante im Wesentlichen rechteckig ausgeführt.
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Es
ist auch möglich,
dass mehrere ineinandergreifende Vorsprünge 26 und Aussparungen 20 vorgesehen
sind, die beispielsweise bei einer symmetrischen Verteilung in Umfangsrichtung
mehrere vorgegebene Winkel zur Fixierung von Rohrelement 12 und
Kopplungselement 14 ermöglichen
oder beispielsweise bei asymmetrischer Verteilung oder unterschiedlichen
Größen der
Vorsprünge 26 und
Aussparungen 20 genau einen Winkel vorgeben.
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Das
Kopplungselement 14 ist in das Anschlusselement 16 eingeführt und
liegt mit einer Anschlagfläche 30 an
einem Anschlag des Anschlusselements 16 an. In dieser Position
sind Aussparungen 32 am Kopplungselement 14 und
Aussparungen 34 am Anschlusselement 16 in axialer
Richtung aufeinander ausgerichtet. Eine Klammer 36 erstreckt
sich durch die Aussparungen 32 am Kopplungselement 14 und
die Aussparungen 34 am Anschlusselement 16 und
stellt auf diese Weise eine formschlüssige Verbindung 38 zwischen
Kopplungselement 14 und Anschlusselement 16 her.
Die formschlüssige
Verbindung 38 fixiert das Kopplungselement 14 in
axialer Richtung am Anschlusselement 16.
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Die
Klammer 36 ist am Anschlusselement 16 lösbar angeordnet,
wodurch die formschlüssige
Verbindung 38 von Kopplungselement 14 und Anschlusselement 16 lösbar ist.
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Das
Kopplungselement 14 weist im Bereich der Aussparungen 32 zwei
radial nach außen
ragende Vorsprünge 40 auf,
die Teil der formschlüssigen Verbindung
38 sind und in dafür
vorgesehene Ausnehmungen 42 im Anschlusselement 16 eingreifen, sodass
Anschlusselement 16 und Kopplungselement 14 in
einem vorgegebenen Winkel zueinander fixiert sind. Die Vorsprünge 40 sind
auf gegenüberliegenden
Seiten des Kopplungselements 14 angeordnet und sind von
unterschiedlicher Größe. Auf
diese Weise fixiert die formschlüssige
Verbindung 38 Anschlusselement 16 und Kopplungselement 14 in
genau einem vorgegebenen Winkel zueinander. Zur Fixierung in genau
einem vorgegebenen Winkel können
anstelle der unterschiedlichen Größe der Vorsprünge 40 und
Ausnehmungen 42 beispielsweise auch asymmetrische Verteilungen
der Vorsprünge 40 und
Ausnehmungen 42 vorgesehen sein.
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Eine
erste Dichtung 44 ist zwischen dem Rohrelement 12 und
dem Kopplungselement 14 vorgesehen. Eine zweite Dichtung 46 ist
zwischen dem Kopplungselement 14 und dem Anschlusselement 16 vorgesehen.
Die Dichtungen 44, 46 sind jeweils als O-Ringe
ausgeführt.
Es können
natürlich
auch andere Ausführungen
der Dichtungen 44, 46 vorgesehen sein.
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3 zeigt
eine Explosionsansicht des Kopplungselements 14 mit der
ersten Dichtung 44 und dem Rohrelement 12.
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4 zeigt
eine perspektivische Ansicht des Kopplungselements 14 mit
eingelegter erster Dichtung 44. 5 und 6 zeigen
perspektivische Ansichten des mit dem Rohrelement 12 verbundenen Kopplungselements 14.
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7 zeigt
eine weitere Schnittansicht der ersten Ausführungsform, wobei in dieser
Variante der radial nach innen ragende Vorsprung 26 auf
der zum Rohrelement 12 zeigenden Seite gerundet ist, wodurch
die Positionierung des Rohrelements 12 in Umfangsrichtung
im Kopplungselement 14 vereinfacht wird.
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8 und 9 zeigen
zwei perspektivische Ansichten der an das Anschlusselement 16 gekoppelten
Kopplungsbaugruppe 10. In 8 sind die Vorsprünge 40 des
Kopplungselements 14 und die Ausnehmungen 42 des
Anschlusselements 16, die den Winkel der formschlüssigen Verbindung 38 des Kopplungselements 14 mit
dem Anschlusselement 16 vorgeben, gezeigt.
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In 9 sind
die Aussparungen 32, 34 des Kopplungselements 14 bzw.
Anschlusselements 16 und die Klammer 36 der formschlüssigen Verbindung 38 gut
zu erkennen.
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In
den 10 bis 18 wird
eine zweite Ausführungsform
der Kopplungsbaugruppe 10 gezeigt. Die formschlüssige Verbindung 38 zwischen dem
Kopplungselement 14 und dem Anschlusselement 16 entspricht
der formschlüssigen
Verbindung 38 der ersten Ausführungsform und wird im Folgenden
nicht weiter erläutert.
Das Anschlusselement 16 ist mit dem Anschlusselement 16 der
ersten Ausführungsform
identisch.
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Eine
Dichtung 48 ist vorgesehen, deren Ausführung im Wesentlichen mit der
zweiten Dichtung 46 der ersten Ausführungsform identisch ist.
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10 und 18 zeigen
jeweils eine Schnittansicht der zweiten Ausführungsform der Kopplungsbaugruppe 10,
wobei 10 eine Draufsicht auf die Schnittebene
zeigt und 18 ausschließlich die Schnittebene darstellt.
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Das
Kopplungselement 14 ist auf das Ende des Rohrelements 12 aufgesteckt.
Eine Rastverbindung 24 im vorderen Bereich des Kopplungselements 14 weist
zwei Rastnasen 22 auf, die in eine Einbuchtung 50 des
Rohrelements 12 eingreifen. Die Einbuchtung 50 wird
durch eine umlaufende Nut im Rohrelement 12 gebildet.
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Die
Rastverbindung 24 ist an einem Bereich des Kopplungselements 14 vorgesehen,
der in gekoppeltem Zustand der Kopplungsbaugruppe 10 innerhalb
des Anschlusselements 16 liegt. Die Rastnasen 22 bilden
einen Teil der Anschlagfläche 30 des Kopplungselements 14.
In gekoppeltem Zustand der Kopplungsbaugruppe 10 liegt
die Anschlagfläche 30 des
Kopplungselements 14 am Anschlag des Anschlusselements 16 an,
wodurch eine radiale Bewegung der Rastnasen 22 aus der
Einbuchtung 50 heraus durch das Anschlusselement 16 verhindert
wird. Auf diese Weise verhindert das Anschlusselement 16 ein
Lösen der
Rastverbindung 24 zwischen Rohrelement 12 und
Kopplungselement 14 in gekoppeltem Zustand der Kopplungsbaugruppe 10.
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Eine
drehfeste Verbindung 28 wird in der zweiten Ausführungsform
durch die Formgebung eines Abschnitts 52 des Rohrelements 12 ermöglicht. In
diesem Abschnitt 52 des Rohrelements 12 ist der Rohrquerschnitt
nicht kreisförmig.
Der nicht kreisförmige
Rohrquerschnitt bricht eine Rotationssymmetrie des Rohrelements 12 und
verhindert ein freies Drehen des Rohrelements 12 im aufgesteckten
Kopplungselement 14.
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In 11 ist
eine perspektivische Ansicht des Rohrelements 12 gezeigt.
Das Rohrelement 12 weist im Abschnitt 52 einen
größeren Radius
auf, wobei das Rohrelement 12 im Abschnitt 52 auf
einer Seite abgeflacht ist. Wie in 15 und 16 gut
zu erkennen ist, entspricht die Geometrie des Kopplungselements 14 der
Geometrie des Abschnitts 52 des Rohrelements 12,
wodurch das Rohrelement 12 in der in 11 und 15 gezeigten
Variante in genau einem vorgegebenen Winkel zueinander fixiert sind.
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12 zeigt
das Kopplungselement 14 mit den beiden Rastnasen 22.
Die Rastnasen 22 sind an in Umfangsrichtung gegenüberliegenden
Seiten des Kopplungselements 14 angeordnet. Es ist natürlich auch
möglich,
dass mehrere Rastnasen 22 insbesondere über den gesamten Umfang des
Kopplungselements 14 verteilt sind.
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13 zeigt
eine perspektivische Ansicht des mit dem Rohrelement 12 verbundenen
Kopplungselements 14. Wie in dieser Ansicht gut zu erkennen
ist, steht das Rohrelement 12 auf der Vorderseite über das
Kopplungselement 14 hinaus. Dies ermöglicht, wie in 10 und 18 gut
zu erkennen, die Verwendung einer einzigen Dichtung 48 zwischen
dem Rohrelement 12 und dem Anschlusselement 16.
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14 zeigt
eine perspektivische Ansicht der an das Anschlusselement 16 gekoppelten
Kopplungsbaugruppe 10 mit der formschlüssigen Verbindung 38.
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15 zeigt
das Kopplungselement 14 in einer perspektivischen Ansicht
von hinten, wobei der nicht kreisförmige, auf einer Seite abgeflachte
Querschnitt zur Aufnahme des Abschnitts 52 des Rohrelements 12 gut
zu erkennen ist.
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16 zeigt
die an das Anschlusselement 16 gekoppelte Kopplungsbaugruppe 10 in
einer perspektivischen Ansicht von hinten, wobei die formschlüssige Verbindung 38 mit
den Vorsprüngen 40 des
Kopplungselements 14 und den Ausnehmungen 42 des
Anschlusselements 16 gut zu erkennen ist.
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In
den 17a, 17b und 17c sind verschiedene Möglichkeiten von nicht kreisförmigen Rohrquerschnitten
gezeigt. In 17a ist der Rohrquerschnitt
im Wesentlichen polygonal mit vier Ecken. Die Symmetrie des polygonalen
Rohrquerschnitts ermöglicht
vier vorgegebene Winkel zwischen dem Rohrelement 12 und
dem Kopplungselement 14, wobei das Rohrelement 12 jeweils
um eine Vierteldrehung gedreht sein kann.
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17b entspricht im Wesentlichen dem in 10 bis 16 gezeigten
Rohrquerschnitt des Rohrelements 12. Die Schnittebene X-X
entspricht der Schnittebene der 10 und 18.
Das Rohrelement 12 ist dabei im Abschnitt 52 auf
einer Seite abgeflacht. Diese Geometrie gibt genau einen Winkel
zwischen Rohrelement 12 und Kopplungselement 14 vor.
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17c zeigt eine elliptische Geometrie des nicht
kreisförmigen
Rohrquerschnitts, die zwei mögliche
Winkel vorgibt.
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Es
sind natürlich
auch weitere nicht kreisförmige
Rohrquerschnitte im Abschnitt 52 des Rohrelements 12 möglich, beispielsweise
ovale oder eierförmige
Querschnitte, Ausbuchtungen an einer oder mehreren Seiten oder andere
unregelmäßige Geometrien.
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Eine
dritte Ausführungsform
der Erfindung ist in den 19 bis 27 beschrieben.
Die formschlüssige
Verbindung des Kopplungselements 14 mit dem Anschlusselement 16 entspricht
wiederum der formschlüssigen
Verbindung 38 der ersten Ausführungsform. Die Rastverbindung 24 im
vorderen Bereich des Kopplungselements 14 entspricht der Rastverbindung 24 der
zweiten Ausführungsform. Auf
diese Elemente wird im Folgenden nicht genauer eingegangen.
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19 und 26 zeigen
eine Schnittansicht der dritten Ausführungsform der Kopplungsbaugruppe 10,
wobei 19 eine Draufsicht auf die Schnittebene
zeigt und 26 ausschließlich die Schnittebene darstellt. 26 zeigt
auch einen Teil des Gehäuses 58 der
Klimaanlage.
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Das
Kopplungselement 14 weist zwei sich in axialer Richtung
erstreckende Fortsätze 54 auf.
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Die
Fortsätze 54 greifen
formschlüssig
in Ausnehmungen 56 in einem Gehäuse 58 einer Klimaanlage,
der das Rohrelement 12 zugeordnet ist. Die Fortsätze 54 bilden
mit den Ausnehmungen 56 im Gehäuse 58 eine drehfeste
Verbindung 60 zwischen dem Gehäuse 58 und dem Kopplungselement 14.
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20 zeigt
das Rohrelement 12 mit der in Umfangsrichtung umlaufenden
Einbuchtung 50. Der Querschnitt des Rohrelements 12 ist
kreisförmig. Das
Kopplungselement 14 mit den sich axial erstreckenden Fortsätzen 54 ist
in 21 gezeigt. Es ist keine drehfeste Verbindung
zwischen Rohrelement 12 und Kopplungselement 14 vorgesehen,
wodurch sich die Bauweise des Rohrelements 12 vereinfacht und
die Herstellung des Rohrelements 12 besonders kostengünstig ist.
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22 zeigt
das am Rohrelement 12 fixierte Kopplungselement 14 und
Figur 23 zeigt die gesamte am Anschlusselement 16 gekoppelte
Kupplungsbaugruppe 10 mit der formschlüssigen Verbindung 38.
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24 und 25 zeigen
jeweils eine perspektivische Ansicht des Kopplungselements 14 mit den
Fortsätzen 54 in
einer Ansicht von hinten, wobei das Kopplungselement 14 in 25 an
das Rohrelement 12 und das Anschlusselement 16 gekoppelt
ist. In 24 ist gut zu erkennen, dass
die beiden Fortsätze 54 in
Umfangsrichtung unterschiedlich groß sind. Aufgrund der unterschiedlichen
Größen der
beiden Fortsätze 54 und
Ausnehmungen 56 sind Gehäuse 58 und Kopplungselement 14 durch
die drehfeste Verbindung 60 in genau einem vorgegebenen Winkel
zueinander fixiert.
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27 zeigt
einen Abschnitt des Gehäuses 58 der
Klimaanlage. Das Gehäuse 58 weist
zwei Öffnungen 62 auf,
durch die die Rohrelemente 12 aus dem Gehäuse 58 der
Klimaanlage ragen können.
Neben den Öffnungen 62 sind
jeweils zwei Ausnehmungen 56 für die Aufnahme der Fortsätze 54 des
Kopplungselements 14 angeordnet.
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Die
beiden unterschiedlich großen
Ausnehmungen 56 sind bei den beiden Öffnungen 62 jeweils in
verschiedener Orientierung angeordnet, wodurch auch die Kopplungselemente 14 in
unterschiedlichen Orientierungsrichtungen am Gehäuse 58 angeordnet sind.
Da auch die formschlüssige
Verbindung 38 genau einen Winkel zwischen dem Kopplungselement 14 und
dem Anschlusselement 16 vorgibt, wird auch die Orientierung
des Anschlusselements 16 durch die Anordnung der Ausnehmungen 56 am
Gehäuse 58 bestimmt.
Auf diese Weise wird ein falscher Anschluss bei mehreren Rohrelementen 12 und
Anschlusselementen 16 verhindert.
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Bei
allen Ausführungsformen
ist das Rohrelement 12 aus Metall, insbesondere Aluminium,
gefertigt. Das Kopplungselement 14 ist aus Kunststoff gefertigt.
Abhängig
von den Anforderungen der Bauteile, insbesondere in Bezug auf Temperatur
und Druck, können
auch andere Materialen verwendet werden.
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Die
verschiedenen gezeigten Verbindungen zwischen Rohrelement 12,
Kopplungselement 14 und Anschlusselement 16 können natürlich auch
auf andere Art ausgeführt
sein. Insbesondere ist es möglich,
ineinandergreifende Vorsprünge
und Aussparungen an den jeweiligen Elementen zu vertauschen.
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Im
Folgenden wird ein Verfahren zur Kopplung eines Rohrelements 12 einer
Fahrzeug-Klimaanlage an ein Anschlusselement 16 beschrieben.
In einem ersten Verfahrensschritt werden das Rohrelement 12,
das Anschlusselement 16 und ein separates Kopplungselement 14 bereitgestellt.
Es ist auch möglich,
dass mehrere Rohrelemente 12 und Anschlusselemente 16 bereitgestellt
werden, beispielsweise Zu- und Ablaufrohre der Fahrzeug-Klimaanlage.
Jedem Rohrelement 12 ist dabei genau ein Kopplungselement 14 zugeordnet.
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Das
Kopplungselement 14 wird auf das Ende des Rohrelements 12 aufgesteckt
und durch die Rastverbindung 24 am Rohrelement 12 befestigt.
Die Rastverbindung 24 kann wie in der in 1 gezeigten
ersten Ausführungsform
im hinteren Bereich des Kopplungselements 14 oder wie in
der in 10 gezeigten zweiten Ausführungsform
im vorderen Bereich des Kopplungselements 14 angeordnet
sein.
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Das
am Rohrelement 12 fixierte Kopplungselement 14 wird
in das Anschlusselement 16 eingeführt und im Anschlusselement 16 befestigt.
Zur Befestigung ist die formschlüssige
Verbindung 38 vorgesehen.
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Die
Rohrelemente 12 und die Kopplungselemente 14 können somit
bis zur eigentlichen Montage der Fahrzeug-Klimaanlage als separate
Bauteile behandelt werden, insbesondere bei der Produktion der Bauteile.
Sind die Rohrelemente 12 beispielsweise fest mit der Fahrzeug-Klimaanlage
verbunden, so ermöglichen
verschieden ausgebildete Kopplungselemente 14 den Anschluss
der gleichen Fahrzeug-Klimaanlage an verschiedene Anschlusselemente 16. Es
ist auch möglich,
dass die Rastverbindung 24 zur Befestigung des Kopplungselements 14 am
Rohrelement 12 lösbar
ausgeführt
ist, wodurch ein Austausch der Kopplungselements 14 und
somit ein Austausch der Klimaanlage und Anschluss an verschiedene
Anschlusselemente 16 möglich
ist.
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Das
Kopplungselement 14 wird in genau einem vorgegebenen Winkel
zum Rohrelement 12 auf das Rohrelement 12 aufgesteckt
und durch eine drehfeste Verbindung 28 in diesem Winkel
zum Rohrelement 12 fixiert (gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform).
Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Klimaanlage nicht in
unmittelbarer Nähe
des Anschlusselements 16 ist oder falls das Rohrelement 12 zwischen
der Klimaanlage und dem Anschlusselement 16 gewinkelt ist.
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Bei
einem Kopplungselement 14 gemäß der dritten Ausführungsform
wird das Kopplungselement 14 in genau einem vorgegebenen
Winkel zu dem Gehäuse 58 der
Klimaanlage auf das Rohrelement 12 aufgesteckt und durch
eine drehfeste Verbindung 60 in diesem Winkel zum Gehäuse 58 fixiert.
Diese Ausführungsform
ist vorteilhaft, falls das Rohrelement 12 ohne Winkel zwischen
der Klimaanlage und dem Anschlusselement 16 angeordnet
ist und das Anschlusselement 16 in der Nähe der Klimaanlage
ist. Das Kopplungselement 14 wird in genau einem vorgegebenen
Winkel zum Anschlusselement 16 in das Anschlusselement 16 eingeführt und
durch die formschlüssige
Verbindung 38 in diesem Winkel zum Anschlusselement 16 fixiert.
Auf diese Weise wird ein versehentlicher Fehlanschluss des Rohrelements 12 an
das falsche Anschlusselement 16 verhindert.
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Bei
der in den 1 bis 9 gezeigten
ersten Ausführungsform
ist auch erst eine Kopplung des Kopplungselements 14 mit
dem Anschlusselement 16 und anschließend ein Einstecken des Rohrelements 12 in
das Kopplungselement 14 möglich, da die Rastverbindung 24 im
gekoppelten Zustand außerhalb
des Anschlusselements 16 liegt.
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In
den 28 bis 33 ist
eine Kopplungsbaugruppe gemäß einer
vierten Ausführungsform
gezeigt. Für
Merkmale, die von vorhergehenden Baugruppen bekannt sind, werden
dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die
obigen Erläuterungen
verwiesen.
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Die
Kopplungsbaugruppe der vierten Ausführungsform basiert im wesentlichen
auf der dritten Ausführungsform,
verwendet aber zusätzlich
einen umlaufenden Bund oder eine Ausbuchtung 18 am Rohrelement 12,
wie sie von der ersten Ausführungsform
bekannt ist. Anders als bei der ersten Ausführungsform dient die Ausbuchtung 18 aber
nicht dazu, mit der Rastverbindung 24 zusammenzuwirken.
Bei der vierten Ausführungsform
dient die Ausbuchtung 18 als Widerlager für eine Anlageschulter 70,
die am Kopplungselement 14 „an der Rückseite” vorgesehen ist, also an der
vom Ende des Rohrelements 12 und der Rastverbindung 24 abgewandten
Seite.
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Bei
der Montage wird das Kopplungselement 14 auf das Rohrelement 12 aufgeschoben.
Die Ausbuchtung 18 zusammen mit der Anlageschulter 70 verhindert,
dass das Kopplungselement 14 zu weit auf das Rohrelement
aufgeschoben wird und dadurch andere Bauteile beschädigt, beispielsweise eine
Isolierung auf dem Rohr. Stattdessen gewährleistet die Ausbuchtung 18 zusammen
mit der Anlageschulter 70, dass das Kopplungselement 14 genau bis
zu der Position auf das Rohrelement 12 aufgeschoben wird,
in der die Rastnasen 22 am Kopplungselement 14 die
Rastverbindung 24 mit der Nut des Rohres herstellen, die
von der Einbuchtung 50 gebildet ist. Auf diese Weise ergeben
sich kleine Toleranzen und eine hohe Prozesssicherheit.
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Ein
weiteres Merkmal der vierten Ausführungsform besteht darin, dass
sich das Rohrelement 12 im Kopplungselement 14 frei
drehen kann (wenn man von der Reibung aufgrund der Rastverbindung 24 etc.
absieht). Dies gewährleistet,
dass sich das Rohrelement bei der Montage „richtig” im Kopplungselement ausrichten
kann und sich daher nicht relativ zum Kopplungselement 14 und
damit zum Gehäuse 58 verspannen
kann.
