DE102004005829B4

DE102004005829B4 - Warmwasserspeicher mit einem verschraubten Kunststoffbehälter

Info

Publication number: DE102004005829B4
Application number: DE200410005829
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen Staßfurth; Frank Finis
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 2004-02-06
Filing date: 2004-02-06
Publication date: 2013-08-01
Anticipated expiration: 2024-02-07
Also published as: DE102004005829A1

Abstract

Warmwasserspeicher mit einem verschraubten Kunststoffbehälter, insbesondere einem druckbeaufschlagten Kunststoffbehälter (1), der aus mindestens zwei Behälterteilen (2, 3) besteht, wobei die Behälterteile (2, 3) mindestens einen Flansch (4, 5) aufweisen und die Flansche (4, 5) mit Schrauben (6) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Flansch (5) Bundhülsen (7) mit Innengewinde (8) eingesetzt sind, in die Schrauben (6) eingreifen, die durch Bohrungen (9) des gegenüberliegenden Flansches (4) gesteckt sind, wodurch der Flansch (4) mit dem Flansch (5) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Warmwasserspeicher mit einem verschraubten Kunststoffbehälter, insbesondere einen druckbeaufschlagten Kunststoffbehälter, der aus mindestens zwei Behälterteilen besteht, wobei die Behälterteile mindestens einen Flansch aufweisen und die Flansche mit Schrauben verbunden sind.
Im Folgenden ist als Anwendungsbeispiel der Kunststoffdruckbehälter eines Warmwasser-Kleinspeichers beschrieben.
Aus der DE 102 16 175 C1 ist ein Behälter bekannt, der aus einem Innen- und einem Außenmantel aus Kunststoff besteht. Der Innenmantel und der Außenmantel sind je aus zwei oder mehreren Kunststoffteilen zusammengesetzt und jeweils reibverschweißt. An Sockeln der Behälterteile sind einerseits Ringnuten und andererseits Ringwulste angeordnet, die insbesondere durch Ultraschallschweißen miteinander gefügt werden. Zur Aufnahme der Druckkräfte weisen die Außenmantelteile des Behälters Versteifungsrippen auf.
Eine aus Kunststoff bestehende Druckflasche mit einem Anschlußstück geht aus dem DE 70 19 974 U hervor. An den Flansch sind Armaturen dadurch anschließbar, dass für die Befestigung des Flansches der Armatur mit dem Anschlussstück in das Innere des Anschlussstücks Schraubbolzen eingelassen sind und gegen Zug und Verdrehen gesichert sind. Weiterhin sind die zu sichernden Teile des Befestigungsmittels innerhalb des Innenumfangs in einer auf der Druckfläche angebrachten Bewährung angeordnet.
Aus der DE 100 16 805 A1 geht ein Verschluss für einen Druckbehälter hervor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass Halteelemente bei geschlossenem Druckbehälter die Flansche umgreifen, wobei je Hälfte des Umfangs der Flansche mindestens ein Halteelement vorgesehen ist.
Aus der DE 691 01 517 T2 ist eine Schraubverbindung für die Befestigung eines Teils an einer Vorrichtung bekannt. Ein Deckel ist hierzu an einem Behälter durch Bolzen befestigt, wobei der Behälter Innengewinde und entsprechende Durchgangsbohrungen für die Schrauben aufweist. Weiter ist eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Positionieren von mehreren Schraubverbindungselementen beschrieben, die sich auf einem Träger befinden.
Bei den vorhandenen Behältern oder Verfahren zur Herstellung eines Behälters werden die Druckkräfte durch die Vorspannung der Schrauben vollständig auf das Material der Behälterteile übertragen. Insbesondere bei Kunststoff sind die aufzubringenden Kräfte begrenzt und nur eine bestimmte Flächenpressung zulässig.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Flächenpressung bei einer Verschraubung eines druckbeaufschlagten Kunststoffbehälters zu minimieren.
Gelöst ist die Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs 1. Die Vorspannkräfte werden mindestens teilweise über die Bundhülse übertragen. Nur ein Teil der Kräfte wird vom Schraubenkopf gegebenenfalls über eine Scheibe auf das Kunststoffmaterial der Flansche übertragen. Durch die Vorspannung der Schrauben zum einen Teil auf die Bundhülse und zum anderen Teil über den Kunststoffflansch kann der Vorteil einer hohen und gleichbleibenden Vorspannkraft ohne Auswirkung auf die Kriechneigung der Kunststoffe und die damit verbundene Vorspannkraft-Relaxion ausgenutzt werden. Auch ist die Änderung der Vorspannkraft aufgrund thermisch induzierter Längenänderung der Bauteile geringer. In vorteilhafter Weise wird zunächst das Kunststoffmaterial beim Zusammenschrauben leicht verformt, bis die Schraube die Bundhülse so weit an sich herangezogen hat, dass der innere Steg der Bundhülse gegen den Schraubenkopf oder eine dazwischenliegende Scheibe gedrückt wird. Beim weiteren Anspannen erfolgt nun eine verminderte Verformung des Kunststoffmaterials, da ein Großteil der Kräfte über die Bundhülse selbst fließt.
In einer weiteren Ausgestaltungsform fließt die Kraft über eine Dichtung, die zwischen die Flansche gelegt ist. In diesem Fall ist es nicht zwingend erforderlich, dass die Flansche direkt aneinanderstoßen, sondern es ist ausreichend, wenn an den Dichtflächen zwischen Flansch und Dichtung eine entsprechend ausreichende Kraft wirkt. In diesem Fall steht die Dichtung direkt mit dem Wasser des Speichers in Verbindung, wodurch es vorteilhaft ist, wenn im inneren Bereich möglichst glatte Flächen ohne Ecken und Kanten vorhanden sind. Damit ist eine ausreichende Spülung von Wasser im Dichtungsbereich erreicht.
Zur Versteifung des Druckbehälters weisen die Behälterteile Versteifungen auf, die weiterhin Kräfte auf den Flansch übertragen.
In der Zeichnung zeigen:
1 einen Kunststoffbehälter aus zwei Behälterteilen mit Flanschverschraubung,
2 Detailansicht der Flanschverschraubung im geöffneten Zustand,
3 Flanschverschraubung im verschraubten Zustand und
4 eine Bundhülse.
Ein Warmwasserspeicher mit einem Kunststoffbehälter 1 aus den Behälterteilen 2 und 3 ist mit einer Vielzahl von Schrauben 6 und entsprechenden Bundhülsen 7 verschraubt. Die Schrauben 6 sind durch Bohrungen 9 des Flansches 4 gesteckt und greifen in Bundhülsen 7, die im Flansch 5 sitzen, ein. Zur besseren Verteilung der Kräfte, die vom Schraubenkopf 17 auf den Kunststoff wirken, liegt eine Scheibe 18 zwischen Schraubenkopf 17 und Flansch 4. Zwischen Flansch 4 und Flansch 5 ist eine Dichtung 10 in Ringnuten 13 und 14 gehalten. Die Bundhülsen 7 sind in den Flansch 5 eingesetzt und weisen einen Ringrand 20 auf, der zur besseren Übertragung der Kräfte von der Bundhülse 7 auf den Flansch 4 dient. Die Fügeflächen 15 und 16 der Flansche 4 und 5 liegen entweder dichtend aneinander oder sind abgerundet und offen, damit keine Totbereiche vorliegen und Frischwasser die Nut spült.
In 3 sind die beiden Behälterteile 2, 3 bereits zusammengebaut und ein Großteil der Vorspannkraft wird vom Schraubenkopf 17 auf die Scheibe 18 und auf den Zylindersteg 19 der Bundhülse 7 übertragen. Ein weiterer Anteil der Kraft fließt vom Schraubenkopf 17 über die Scheibe 18 auf den Flansch 4, wo eine Druckkraft an den Kontaktflächen zum Flansch 5 übertragen wird. Dort geht die Kraft ebenfalls über die Verzahnung 11 und den Ringrand 20 der Bundhülse 7 auf diese über. Die Bundhülse 7 ist beweglich bzw. axial verschieblich oder fest in der Bohrung 9 des Flansches 5 eingesetzt. Das Innengewinde 8 der Bundhülse 7 überträgt in vorteilhafter Weise nur in einem Teilbereich die Kraft auf die Schraube 6. Vorzugsweise im oberen Teil der Bundhülse 7, dort wo sie im Flansch 4 geführt ist, erfolgt keine Kraftübertragung von der Schraube 6 auf das Innengewinde 8 der Bundhülse 7. Auch die Schraube 6 ist somit gegenüber der Bundhülse 7 zumindest in einem Teilbereich verschieblich. Dieser ist dafür erforderlich, um die entsprechenden Dehnungen zwischen Schraube 6 und Bundhülse 7 aufzunehmen.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Bundhülse 7 in allen Bereichen fest mit den Flanschen 4, 5 verbunden, wodurch zusätzlich Verformungen der Materialien erfolgen. Es ist auch möglich, die Bundhülse lose in den Flanschbereichen beider Behälterteile 2, 3 zu führen. Dann erfolgt eine Kraftübertragung lediglich über den Schraubenkopf 17 und den Ringrand 20.

Claims

Warmwasserspeicher mit einem verschraubten Kunststoffbehälter, insbesondere einem druckbeaufschlagten Kunststoffbehälter (1), der aus mindestens zwei Behälterteilen (2, 3) besteht, wobei die Behälterteile (2, 3) mindestens einen Flansch (4, 5) aufweisen und die Flansche (4, 5) mit Schrauben (6) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Flansch (5) Bundhülsen (7) mit Innengewinde (8) eingesetzt sind, in die Schrauben (6) eingreifen, die durch Bohrungen (9) des gegenüberliegenden Flansches (4) gesteckt sind, wodurch der Flansch (4) mit dem Flansch (5) verbunden ist.
Warmwasserspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bundhülsen (7) im Flansch (5) befestigt sind und in den gegenüberliegenden Flansch (4) hineinragen oder durch diesen hindurchstoßen.
Warmwasserspeicher nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bundhülsen (7) warm- oder ultraschallgeschweißt eingebettet sind und/oder in Formschluss mit dem Flansch (5) stehen.
Warmwasserspeicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Formschluss der Bundhülsen (7) mit dem Flansch (5) durch eine Verzahnung (11), Rändelung, Abflachung (12) oder Asymmetrie des Bereichs der Bundhülse (7) erfolgt, der in Verbindung mit dem Kunststoffmaterial des Flansches (5) steht.
Warmwasserspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ringdichtung (10), insbesondere ein O-Ring, zwischen den Flanschen (4, 5) eingebettet ist.
Warmwasserspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälterteile (2, 3) Rippen zur Verstärkung und Aufnahme der Druckkräfte aufweisen.