DE2944805A1

DE2944805A1 - Bauelement, verfahren zu seiner ausbildung und verwendung solcher bauelemente als tafelfoermige sonnenenergieabsorber

Info

Publication number: DE2944805A1
Application number: DE19792944805
Authority: DE
Inventors: Andrew Joseph Toti
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-11-06
Filing date: 1979-11-06
Publication date: 1980-05-08
Also published as: NL7908094A; GB2036298B; US4241727A; ZA795917B; AU4460779A; FR2441126A1; AU523268B2; BE879850A; GB2036298A; FR2441126B1; CH636187A5

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Baueinheit und ein Verfahren zu seiner Ausbildung. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Baueinheit und eine langgestreckte tafelförmige Baugruppe, die man durch Verbinden einer Vielzahl von Baueinheiten erhält. Die Baueinheit hat zahlreiche Verwendungszwecke. Besonders bevorzugt ist ihr Einsatz als tafelförmige Baugruppe zur Absorption von Sonnenenergie.

Es sind bereits Elementverbindungen bekannt, welche verformbare Bauteile benutzen, um aneinander ein oder mehrere andere Bauteile zur Bildung einer einstückig verbundenen Einheit zu befestigen, ohne daB gesonderte Befestigungsmittel, beispielsweise Schrauben, Muttern, Bolzen, Verschweißungen und dergleichen, erforderlich sind, um diese Verbindungen zu bewirken. Eine besonders günstige Bauelementverbindung sowie ein Verfahren zu ihrer Ausbildung ist in der US-PS 3 741 beschrieben.

Diese bekannte Elementverbindung und das Verfahren zu ihrer Ausbildung stellt gegenüber dem diesbezüglichen Stand der Technik eine wesentliche Verbesserung dar, bezieht sich jedoch hauptsächlich nur auf die Verbindung eines vorgeformten Verbindungsteils mit einem Plattenteil oder von Plattenteilen, diB an dem Verbindungsteil und miteinander festzulegen sind. Die bekannte Verbindung bezieht sich nicht auf eine Bauelementverbindung und auf ein Verfahren zu ihrer Ausbildung von einem Rohrteil mit einem vorgeformten Verbindungsteil, das um das Rohrteil herum angeordnet und so verformt werden kann, daß es in einen Umfangsarretierkontakt mit dem Rohrelement kommt, wie dies erfindungsgemäß erreicht wird.

Die bekannte Bauelementverbindung weist auch keine spezielle Schulter-Zahn-Konstruktion auf, wie sie erfindungsgemäß zum sicheren Festlegen des Verbindungsteils in einem

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untrennbaren umschließenden Arretierkcmtakt mit dem rohrförmigen Element in einer Weise verwendet wird, wa¹» später erläutert wird.

In der US-PS 3 741 593 wird ein diesbezüglicher Stand der Technik hinsichtlich der Bauelementverbindungen und der Verfahren zu ihrer Ausbildung gewürdigt. Dieser Stand der Technik weist jedoch kein der Erfindung ähnliches Bauelement auf, insbesondere kein solches Bauelement, das für die Herstellung einer plattenförmigen Baugruppe zur Absorption von solarer Energie eingesetzt wird und bei welchem ein vorgeformtes Verbindungsteil um ein rohrförmiges Teil herum angeordnet und in festem Eingriff damit in präziser Weise arretiert wird.

Insgesamt gibt der Stand der Technik einschließlich der US-PS 3 741 593 somit keine Anregungen bezüglich des erfindungsgemäßen speziellen Bauelementes und bezüglich des Verfahrens zu seiner Ausbildung sowie zur Herstellung einer langgestreckten plattenförmigen Baugruppe daraus zur Absorption von Sonnenenergie, die dadurch erhalten wird, daß die einzelnen Bauelemente nach der Erfindung mit gleichen Bauelementen verbunden werden, um eine plattenförmige Baugruppe vorher festgelegter Größe zu erhalten.

Wie erwähnt bezieht sich die Erfindung auf ein verbessertes Bauelement, ein Bauelementmontageverfahren und auf eine längliche plattenförmige Baugruppe, die aus einer Reihe von miteinander verbundenen Bauelementen herstellbar ist. Speziell betrifft die Erfindung ein Bauelement, das von einem vorgeformten Verbindungsteil und einem Rohrteil gebildet wird. Das Verbindungsteil hat vorzugsweise ein permanent verformbares Strangpreßteil aus Metall oder Kunststoff, von dem vorher festgelegte Abschnitte in einen Befestigungsarretiereingriff miteinander verformbar sind, um das vorgeformte Bauelement vollständig um das Rohrteil und in einen Umfangsarretierkontakt damit zu bringen, wenn das Rohrteil innerhalb des Ver-

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bindungsteils vor dem Verformen des Verbindungsteils in die Arretierstellung um das Rohrteil herum angeordnet ist.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des Bauelementes hat ein Verbindungsteil, welches für die Arretierung eine Schulter-Zahn-Anordnung aufweist. Bestimmte Abschnitte dieser Anordnung können miteinander verbunden werden und sind in einen Arretierungseingriff miteinander bringbar, wodurch das Verbindungsteil in eine geschlossene Stellung gezogen wird, in welcher es ein Rohrteil umgibt, das mit dem vorgeformten Verbindungsteil verbunden werden soll, ohne daß gesonderte Befestigungsmittel, wie Schrauben, Bolzen SchweiBungen, Klebstoffe und dergleichen, verwendet werden. Erfindungsgemäß erhält man eine langgestreckte platten- bzw. tafelförmige Baugruppe unter Verwendung der Bauelemente und des Verfahrens zu ihrer Ausbildung. Dabei wird eine Reihe der Bauelemente auf einfache Weise unter Bildung der langgestreckten plattenförmigen Baugruppe einer beliebigen vorher festgelegten Abmessung miteinander verbunden, die vielfältig verwendbar ist, wobei eine der Verwendungen darin besteht, als tafelförmige Baugruppe solare Energie zu absorbieren.

ErfindungsgemäB wird somit ein Bauelement sowie ein Verfahren zu seiner Ausbildung geschaffen, wobei das Bauelement ein permanent verformbares vorgeformtes Verbindungsteil und ein Rohrteil aufweist, die miteinander verbunden werden können, ohne daß gesonderte Befestigungsmittel erforderlich sind. Die Erfindung betrifft weiterhin die Beschaffung einer tafelförmigen Baugruppe aus einer Reihe von Bauelementen, die miteinander unter Bildung einer langgestreckten tafelförmigen Baugruppe irgendeiner beliebigen vorgegebenen Lange oder Breite verbunden sind. Schließlich wierd erfindungsgemäß ein Bauelement geschaffen, das speziell verwendbar als Teil einer tafelförmigen Baugruppe zur Absorption solarer Energie ist, wobei die Verbindungsteile der einzelnen Bauelemente als solare Energie absorbierende Platten dienen, während die in

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einem Stück damit verbundenen hohlen Rohrteile als Leitungen für ein Fluid dienen, das von der durch die Verbindungsteile der plattenförmigen Baugruppe absorbierenden Sonnenenergie erhitzt wird.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Bauelement, bestehend aus einem vorgeformten Verbindungsteil und aus einem rohrförmigen Teil, die miteinander zu einem Stück derart verbindbar sind, daß das Rohrteil von dem Verbindungsteil umschlossen wird, ohne daß gesonderte Befestigungseinrichtungen zur Bewirkung dieser Verbindung erforderlich sind. Das Bauelement eignet sich insbesondere zur Verbindung mit gleichen Bauelementen zu einer langgestreckten plattenförmigen Baugruppe zur Absorption von solarer Energie. Das Verbindungsteil und das Rohrteil werden in einem tatsächlich untrennbaren Bahneingriff miteinander gehalten, wobei das Verbindungsteil das Rohrteil umschließt und insgesamt der äußeren Umfangsform des Rohrteils durch die verformbaren Abschnitte des Verbindungsteils angepaßt ist, die die Eingriffsarretiermittel bilden und für die Abstützung Arretierschulter- und -zahnabschnitte aufweisen. Eine Verformung der arretierenden Schulter-Zahn-Anordnung für einen zunehmenden Kontakt gewährleistet eine untrennbare Verbindung des Verbindungsteils mit dem Rohrteil.

Die Erfindung umfaßt mehrere Ausführungsformen. Jede dieser Ausführungsformen beruht jedoch grundsätzlich auf dem erfindungsgemäßen Bauelement und auf dem Verfahren zu seiner Ausbildung. Jede Ausführungsform ermöglicht die Ausbildung einer langgestreckten Baugruppe für verschiedene Anwendungen, wobei eine bevorzugte Verwendung die einer plattenförmigen Baugruppe zur Absorption solarer Energie ist.

Die Art und Weise, in der die Komponenten des Bauelementes nach der Erfindung miteinander verbunden werden, gewahrleistet einen sicheren Eingriff, der ein unbefugtes und unerwünschtes Lösen des Eingriffs der jeweiligen Bauteile des Elementes

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nach der Ausbildung zu einer starren Elementverbindung mit Sicherheit ausschließt. Zusätzlich kann jede Ausführungsform des Bauelementes vorzugsweise mechanisch durch Verwendung geeigneter, nicht gezeigter Werkzeuge in einem kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Vorgang je nach Erfordernis gefertigt werden. Somit ist eine breite Vielfalt und Anwendbarkeit für viele Zwecke gewährleistet, wobei, wie erwähnt, der Einsatz als plattenförmige Baugruppe zur Absorption von Solarenergie bevorzugt wird.

Im folgenden wird deshalb auf diese Anwendung der Erfindung als Teil einer Solarplattenbaugruppe Bezug genommen. Dadurch soll jedoch ein Einsatz des erfindungsgemäßen Bauelementes sowie einer aus einer Vielzahl davon hergestellten langgestreckten tafelförmigen Baugruppe in anderen Umgebungen und für andere Zwecke nicht ausgeschlossen werden. Zu diesen anderen Einsätzen gehört die Herstellung von Modulmöbelstücken, Innenhofüberdeckungen und Wagenunterstandsdachern, Decken und Wänden in beweglichen Häusern und dergleichen, wo man sich gegenüberliegend erstreckende Plattenabschnitte mit einem Rohrteil verbinden möchte oder muß, das hohl oder massiv ist, um den verschiedenen Bauanforderungen zu genügen.

Bei der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform ist das Rohrteil hohl und dient als Fluidleitung. Das Verbindungselement des Bauelementes hat zwei insgesamt entgegengesetzt gerichtete Plattenabschnitte. Bei der gezeigten Ausführungsform befinden sich die Plattenabschnitte in einer Ebene. Abhängig von dem beabsichtigten Einsatz des herzustellenden Bauelementes können jedoch die Plattenabschnitte sich in beliebigen, vorher festgelegten gewünschten Winkeln zueinander und zu der Mittelachse des Verbindungsteils erstrecken.

Die Komponenten des Bauelementes bestehen vorzugsweise aus einem Metall, das in der Lage ist. Wärme zu absorbieren und zu leiten, im Hinblick auf den Einsatz des Bauelementes und

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der verschiedenen Komponenten in einer plattenförmigen Baugruppe zur Absorption von Sonnenenergie. Bei anderen Anwendungszwecken können das Verbindungsteil und/oder das Rohrteil des Bauelementes aus einem geeigneten Kunststoff oder einem nicht leitenden Metall hergestellt werden, was von dem abschließenden Einsatz des Bauelementes abhängt.

Unter Berücksichtigung dieser alternativen Anwendungszwecke richtet sich die folgende Beschreibung des Bauelementes auf den bevorzugten Einsatz als Teil einer langgestreckten tafelförmigen Baugruppe irgendeiner beliebigen vorher festgelegten Größe zur Absorption von Sonnenenergie.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen :

Fig. 1 perspektivisch eine langgestreckte tafelförmige Baugruppe, hergestellt durch Verbindung einer Reihe von erfindungsgemäßen Bauelementen,

Fig. 2 eine Stirnansicht eines vorgeformten Verbindungsteils in der offenen Stellung, wobei das damit zu verbindende Rohrteil in dem offenen Verbindungsteil vor dessen Verformung zur Umschließung des Rohrteils angeordnet ist,

Fig. 3 bis 5 in Stirnansichten die aufeinanderfolgende Verformung zur Verbindung des vorgeformten Verbindungsteils mit dem Rohrteil, wobei die Schulter-Zahn-Anordnung des Verbindungsteils in einen verstrebungsartigen Arretierungseingriff um den Umfang des Rohrteils herum verformt wird,

Fig. 6 in einer Stirnansicht eine zweite Ausfuhrungsform des Bauelementes, bei welchem das Verbindungsteil ursprünglich aus zwei gesonderten, gegenüberliegenden verformbaren Abschnitten besteht, die im wesentlichen zueinander spiegelbildloch identisch sind, und

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Fig. 7 in einer Stirnansicht eine dritte Ausführungsform des Bauelementes, bei welchem das Verbindungsteil selektiv mit vorstehenden Rippen versehen ist, um die Sonnenenergieabsorptionseigenschaften zu verbessern, wenn das Bauelement als Komponente einer tafelförmigen Baugruppe zur Absorption von Solarenergie verwendet wird.

Die in Fig. 1 gezeigte tafelförmige Baugruppe 1 zur Absorption von Sonnenenergie wird von einer Reihe von einzelnen, starr miteinander verbundenen Bauelementen 2, 3 bzw. 4 gebildet. Die Rohrteile B, welche eine integrale Komponente jedes der Bauteile 2, 3 und 4 bilden, sind in bekannter Weise mittels eines leckdichten Anschlusses 5 mit einer Hauptrohrleitung 6 durch Verschweißen, Löten oder auf andere Weise verbunden, die sich in Querrichtung zu der Tafel erstreckt, in welcher die Hauptabschnitte der Solarplattenbaugruppe 1 verlaufen. Die Rohrteile 8 der Bauelemente 2, 3 und 4 sind in geeigneten Öffnungen der Hauptrohrleitung 6 aufgenommen und damit auf lecksichere Weise verbunden, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist.

Wenn die einzelnen Bauelemente 2, 3 und 4 in der gezeigten Weise mit der Hauptrohrleitung 6 verbunden sind, kann die Solarplattenbaugruppe in eine Stellung gebracht werden, in der sie der Sonne ausgesetzt ist, so daß die Plattenbaugruppe Energie aus den Sonnenstrahlen absorbiert und die Energie in Form von Wärme seitlich zu der Plattenbaugruppe Oberträgt und ein Fluid erhitzt, das durch die Rohrteile fließt, die als Leitungen für das Fluid dienen und durch die das Fluid durch das Solarplattenelement und die Hauptrohrleitung 6 in bekannter Weise umgewälzt wird. Das so erzeugte, erhitzte Fluid kann in irgendeiner bekannten Weise in Verbindung mit der Sonnenenergietechnik ausgenutzt werden.

Zum Halten der Plattenbaugruppe in der Arbeitsstellung zur Absorption der solaren Energie können verschiedene Einrichtungen verwendet werden, die an sich bekannt sind, so daß sie nicht naher erläutert zu werden brauchen.

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Die in Fig. 1 gezeigten Bauelemente 2, 3 und 4 sind im wesentlichen identisch zueinander. Jedes Bauelement besteht aus zwei Hauptkomponenten, nämlich einem langgestreckten Verbindungsteil 7, das in der nachstehend beschriebenen Gestalt vorgeformt ist, und aus einem langgestreckten Rohrteil 8, das bei der Ausführungsform für die Solarplattenbaugruppe hohl ist und als Leitung für das Fluid in der erwähnten Weise dient.

Für den wirksamen Einsatz in einer Solarbauplattengruppe ist jedes vorgeformte Teil 7 vorzugsweise aus einem Material hergestellt, das hohe Sonnenenergieabsorptionseigenschaften und gute Wärmetransporteigenschaften hat. Geeignete Materialien sind Aluminium oder Aluminiumlegierungen. Jedes Rohrteil B ist vorzugsweise aus einem Material hergestellt, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit hat. Obwohl ein dafür geeignetes Aluminium oder eine spezielle Aluminiumlegierung verwendet werden könnte, benutzt man vorzugsweise Kupferrohr wegen seiner Rostfestigkeit sowie wegen der erwünschten Wärmeubertragungsfähigkeit.

Jedes Verbindungsteil 7 hat an seinen gegenüberliegenden Rändern Einrichtungen, die ein schnelleres, sicheres und starres Verbinden eines Verbindungsteils mit einem benachbarten Verbindungsteil ermöglichen. Bei der gezeigten Ausführungsform bestehen diese Einrichtungen 9 aus Rippe und Schlitz, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist.

Die Oberflächen der Verbindungsteile 7, die zur Sonne hin positioniert werden, können, obwohl dies in Fig. 1 nicht gezeigt ist, in einer geeigneten dunkelfarbigen, Energie absorbierenden Farbe oder einem ahnlichen Material überzogen sein, um die Energieabsorpitonseigenschaften der Solarplattenbaugruppe zu verbessern.

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Anhand der Figuren 2 bis 5 werden im folgenden Konstruktionseinzelheiten der Komponenten des erfindungsgemäßen Bauelementes näher erläutert. Diese Komponenten bestehen aus einem langgestreckten vorgeformten Bauteil 7 und aus einem langgestreckten hohlen Rohrteil 8, das in dem Verbindungsteil 7 aufgenommen und darin in festen Arretiereingriff eingeklemmt wird. Ohne die Erfindung zu beschränken, wird vorzugsweise das vorgeformte Verbindungsteil 7 als Strangpreßstück mit einer Stärke von 1,3 mm im Querschnitt hergestellt. Der StrangpreBkörper hat eine Breite von einem Rand zum anderen von vorzugsweise 11,4 cm. Seine Länge kann abhängig von der Größe der herzustellenden Solarplattenbaugruppe variieren. Das vorzugsweise verwendete Kupferrohr hat einen Außendurchmesser von 13 mm. Seine Wandstärke wird entsprechend dem gewünschten Fluidmengenstrom gewählt.

Vor dem Zusammenschließen des Verbindungsteils und des Rohrteils zu einem einstückigen Bauelement wird das Rohrteil eingesetzt, vorzugsweise durch Schieben des Rohrteils in Längsrichtung in das Verbindungsteil, wenn sich dieses in seiner am Anfang insgesamt offenen Stellung befindet, die in Fig. 2 gezeigt ist. Das Rohrteil 8 ist als gerader Kreiszylinder gezeigt, es kann jedoch auch eine andere Gestalt haben, beispielsweise sechseckig oder quadratisch sein, wenn für das Verbindungsteil 7 ein Material verwendet wird, das eine ausreichende Verformbarkeit hat, so daß es sich der Außenkontur des verwendeten Rohrteils anpaßt. Ein gerades kreiszylindrisches Rohrelement ist jedoch als Leitung in einer Solarplattenbaugruppe besonders wirksam und kann einfacher in das Verbindungsteil in fester untrennbarer Weise eingebettet werden, wie dies in den Figuren 2 bis 5 gezeigt ist.

Ehe die Art und Weise näher erläutert wird, in welcher das Verbindungsteil in innigem angepaßten Kontakt um das Rohrteil 8 herum arretiert wird, ist darauf hinzuweisen, daß das Verbindungsteil von insgesamt entgegengesetzt gerichteten

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Plattenabschnitten 11 und 12 begrenzt wird, von denen jeder etwas weniger als 5 cm breit ist. An ihren jeweiligen Randern haben die Plattenabschnitte 11 und 12 die vorgeformten Einrichtungen für die Verbindung mit anderen gleichen Verbindungsteilen zu der in Fig. 1 gezeigten Plattenbaugruppe. FQr diesen Zweck besteht der Rand des Plattenabschnittes 11 aus einem vorgeformten Schlitzaufbau 13 mit einem Schlitz 14, der vorzugsweise über der gesamten Länge des Randes verlauft.

Der Rand des Plattenabschnittes 12 hat eine erweiterte Rippe 16, die sich wenigstens über einem Teil, vorzugsweise jedoch über der gesamten Länge des Plattenabschnittes 12 erstreckt. Die Rippe 16 ist so ausgelegt, daß sie in einem längsverschiebbaren Kontakt in dem Schlitzaufbau 13 eines benachbarten Verbindungsteils 7 in der in Fig. 1 gezeigten Weise aufgenommen werden kann. Wenn die Rippe 16 des einen Verbindungsteils 7 in dem Schlitz 14 des anderen Verbindungsteils 7 aufgenommen ist, können die Rippe 16 und der Schlitz 14 zu einer festen untrennbaren Kontaktverriegelung miteinander durch geeignete mechanische Einrichtungen verformt werden, um ihre feste Verbindung zu gewährleisten. Wenn die beiden Verbindungselemente durch eine Rippen-Schlitz-Verbindung 9 der in Fig. 1 gezeigten Art miteinander verbunden sind, ergibt sich eine integrale Solarplattenbaugruppe, bei welcher die aus Sonnenenergie absorbierte Wärme seitlich ober die ganze Länge der Solarplattenbaugruppe übertragen werden kann.

In der offenen Form hat das in Fig. 2 gezeigte Verbindungsteil 7 eine insgesamt elliptische Gestalt. Wenn das Verbindungsteil jedoch völlig geschlossen ist und sich im Arretiereingriff um das Rohrteil B herum befindet, ist das Verbindungsteil 7 insgesamt zylindrisch und seine Plattenabschnitte 11 und 12 erstrecken sich davon ausgehend im allgemeinen entgegengesetzt zueinander in ein und derselben Ebene.

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Das Verbindungsteil 7 wird in einem Stuck hergestellt, vorzugsweise als ein StrangpreBstück mit irgendeiner vorher festgelegten Länge, die zur Herstellung einer Solarplattenbaugruppe vorgegebener Größe erforderlich ist, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist. Eine Plattenbaugruppe mit 3 m Länge und 1,2 m Breite kann dadurch auf einfache Weise hergestellt werden, daB einzelne Bauelemente in ausreichender Anzahl miteinander in der beschriebenen Weise verbunden werden.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, hat jedes Verbindungsteil 7 einen zentralen Körperabschnitt 17, aus dem die Plattenabschnitte 11 und 12 insgesamt seitlich abstehen. Der zentrale Körperabschnitt 17 hat vorzugsweise einen Scharnierabschnitt 18 mit reduzierter Stärke, der sich über etwa 6,4 mm des Umfangs des Körperabschnittes 17 in einem Bereich erstreckt, der insgesamt mittig zwischen den Plattenabschnitten 11 und 12 angeordnet ist. Ein solcher Abschnitt mit reduzierter Stärke dient als Scharnier und erleichtert die Verbindung und Verformung des Verbindungsteils um das Rohrteil in der in den Zeichnungen gezeigten Wbisb herum.

Gegenüber dem durch Stärkenreduzierung erhaltenen Scharnierabschnitt 1B des Körperabschnittes 17 befinden sich Einrichtungen zum Ziehen des Körperabschnittes in einen insgesamt am Umfang durchlaufenden Abschnitt und zum festen Arretieren des Körperabschnittes um den Außenumfang des Rohrteils θ in einem im wesentlichen fortlaufenden Kontakt mit dem AuBenumfang des Rohrteils herum. Diese Einrichtungen bestehen bei der gezeigten Ausführungsform aus einer miteinander verbindbaren Schulter-Zahn-Anordnung 19. Die Anordnung 19 hat einen insgesamt rückwärts gerichteten starren Schulterabschnitt 21, der anfänglich einen Rand der Längsöffnung bildet, die zwischen der Schulter-Zahn-Anordnung 19 vor ihrer Verriegelung vorhanden ist. Der Schulterabschnitt 21 hat einen hinterschnittenen Schulterabschnitt 22, der bei der gezeigten Ausführungsform insgesamt V-förmig ist. Der Schulterabschnitt 21 hat weiter-

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hin einen insgesamt V-förmigen vorstehenden Randabschnitt 23, dessen Zweck noch erläutert wird.

Der Zahnabschnitt der Schulter-Zahn-Anordnung 19 hat einen insgesamt V-förmigen Rand 24, der einen Teil eines nach rückwärts gebogenen verformbaren Flansches 26 bildet, wie dies aus Fig. 2 zu ersehen ist. Der nach rückwärts gebogene Flansch 26 wird von einem ersten insgesamt geraden Abschnitt 27 und einem zweiten insgesamt gekrümmten Abschnitt 28 gebildet, dessen Ende aus dem V-förmigen Zahnabschnitt 24 besteht. Der Zahnabschnitt 24 ist am Umfang so ausgebildet, daß er der Gestaltung des hinterschnittenen Schulterteils 22 des Schulterabschnittes 21 entspricht. Die beiden Abschnitte 27 und 28, welche den Flansch 26 bilden, sind miteinander durch einen gebogenen Scharnierabschnitt 29 verbunden, wie dies aus Fig. 2 zu ersehen ist.

Der Abschnitt 27 des Flansches 26 hat vorzugsweise einen Abschnitt 31 mit reduzierter Stärke, der die gleiche Art von Scharnierwirkung wie der reduzierte Abschnitt 18 des zentralen Körperabschnittes 17 des Verbindungsteils 7 hat. Der Flansch 26 des Verbindungsteils ist in einem Stuck mit dem mittleren Körperabschnitt 17 angrenzend an den Plattenabschnitt 12 mittels eines Scharnierabschnitts 32 verbunden, dessen Innenrand von einer hinterschnittenen V-förmigen inneren Ausnehmung 33 gebildet wird, die sich Ober der Länge des Verbindungsteils 7 erstreckt. Die Ausnehmung 33 ist so geformt, daß sie der Gestalt des V-förmigen Randabschnittes 23 des Schulterabschnittes 21 entspricht, der eine Hälfte der Verbindungseinrichtung des Verbindungselementes 7 bildet.

Wie aus den Figuren 3 bis 5 zu ersehen ist, besteht der erste Schritt der Verbindung des Rohrteils 8 mit dem Verbindungsteil 7 darin, den zentralen Körperabschnitt 17 zu schließen, wofür der Schulterabschnitt 21 in Fig. 2 nach rechts bewegt wird, während der Flansch 26 als Einheit in

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Fig. 2 nach links bewegt wird. Diese Bewegung wird fortgesetzt, bis der Randabschnitt 23 des Schulterabschnittes 21 und die Ausnehmung 33 des Scharnierabschnittes 32 in unmittelbarer Nahe zueinander gebracht sind, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. In dieser Stellung umschließt das Verbindungsteil 7 das Rohrteil θ im wesentlichen auf seinem gesamten Umfang.

Der nächste Schritt für die Verbindung des Rohrteils θ und des Verbindungsteils 7 ist in Fig. 4 gezeigt. Eine seitliche Drehbewegung des Flansches 26 als Ganzes wird fortgesetzt, bis der Zahnrand 24 des Flanschabschnittes 28 in Eingriff mit dem hinterschnittenen Schulterteil 22 kommt. Zur Vervollständigung der Verriegelung werden die Abschnitte 27 und 28 durch Drehen verwunden, bis sie in Kontakt miteinander kommen und bis sie insgesamt auf dem Teil des zentralen Körperabschnittes 17 liegen und damit in Kontakt stehen, der in Fig. 4 und 5 mit 35 bezeichnet ist. Diese fortgesetzte Drehverformung der Flanschabschnitte 27 und 28 als Ganzes drückt den Rand 24 des Flanschabschnittes 28 in einen festen Eingriff mit dem hinterschnittenen Schulterteil 22, der seinerseits den Randabschnitt 23 in festen Eingriff mit der Ausnehmung 33 drückt, wie dies aus Fig. 5 zu ersehen ist.

Wenn das Rohrteil 8 und das Verbindungsteil 7 in der in Fig. 5 gezeigten Weise miteinander verbunden sind, ist eine Trennung ohne Zerstörung des Verbindungsteils 7 nicht möglich.

Da das Material, aus dem das Verbindungsteil hergestellt wurde, vorzugsweise eine permanente Härte und Verformbarkeit hat, ergibt sich eine feste Verriegelung zwischen dem Verbindungsteil 7 und dem Rohrteil 8. Wie aus Fig. 4 und 5 zu ersehen ist, dient der Flanschabschnitt 28 als starre Verstrebung, welche den Zahnrand 24 in Eingriff mit dem hinterschnittenen Schulterteil 22 drückt, während gleichzeitig der Randabschnitt 23 des Schulterabschnittes 21 in festen Eingriff

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mit der hinterschnittenen Ausnehmung 33 des Flansches 26 gedrückt wird. Somit ergibt sich eine doppelt festgelegte Verstrebungsarretierung bzw. Druckarretierung zwischen den zusammenwirkenden Schulter- und Zahnabschnitten der Einrichtung 19, welche das Verbindungsteil 7 um das Rohrteil B herum anschließt.

Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform besteht das Verbindungsteil 36 aus zwei Teilen 37 und 36 und nicht mehr aus einem Teil wie bei der vorhergehenden Ausführungsform.

Die Teile 37 und 36 des Verbindungsteils 36 sind insgesamt spiegelbildlich zueinander. Sie haben eine Schulter-Zahn-Verbindungsanordnung 19 der anhand der Figuren 2 bis 5 beschriebenen Art. Der einzige Unterschied zwischen dem Verbindungsteil 36 nach Fig. 6 und dem Verbindungsteil 7 besteht darin, daß das Verbindungsteil 36 einen zweifachen Verbindungsvorgang erforderlich macht, wie er anhand der Figuren 2 bis 5 erläutert wurde.

Zur Herstellung der Verbindung der Schulter-Zahn-Anordnung von Fig. 2 bis 5 oder von Fig. 6 wird vorzugsweise eine nicht gezeigte mechanische Einrichtung verwendet, um eine sichere und gleichförmige Verbindung dazwischen und im Ergebnis eine sichere und gleichförmige Verbindung des Verbindungsteils 7, 36 mit dem Rohrteil B zu gewährleisten.

Das in Fig. 7 gezeigte Verbindungsteil 7' entspricht dem Verbindungsteil 7 der Figuren 2 bis 5 und wird um das Rohrteil θ in der gleichen Weise angeordnet. Bei der Ausföhrungsform nach Fig. 7 sind jedoch einstöckig mit dem gegenüberliegenden Plattenabschnitten 11' und 12' des Verbindungsteils 7' vorstehende Rippen 41 und 42 ausgebildet, die einen Teil davon bilden. Die Rippen 41 können nach oben von dem einen oder von beiden Plattenabschnitten 11' und 12' vorstehen und sind im Abstand, sich über der Länge erstreckend angeordnet.

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Die Rippen 41 und 42 sind vorgesehen, um die Sonnenenergieabsorption durch die Plattenabschnitte des Verbindungsteile 7' weiter zu steigern. Für diesen Zweck können die Rippen und 42 ebenfalls mit einer dunklen Farbe oder einem anderen, die Absorption steigernden Material in bekannter Weise beschichtet sein.

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Claims

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TELEFON (OSB) 48 3004 TELEX Β·93Βββ AURO D

TELEQRAMME auromarcpat München

6. November 1979 Fi A. 3. TOTI Modesto, CaI., USA

Bauelement, Verfahren zu seiner Ausbildung und Verwendung solcher Bauelemente als tafelförmige Sonnenenergieabsorber

Patentansprüche

[ 1 »/Bauelement, gekennzeichnet durch ein

^S vorgeformtes Verbindungsteil (7, 7', 36) und ein Rohrteil (8) für eine Verbindung zu einem Stuck, wobei das Rohr von dem Verbindungsteil (7, 7', 36) umschlossen ist, ohne daß gesonderte Befestigungsmittel zur Bewirkung dieser Verbindung erforderlich sind, das Verbindungsteil (7, 7', 36) einen anfänglich ausgefahrenen zentralen Körperabschnitt (17) für die Aufnahme des Rohrteils (ö) hat, der Körperabschnitt (17) von wenigstens einem verformbaren Abschnitt (26) begrenzt wird, und der eine verformbare Abschnitt (26) Arretiereinrichtungen aufweist, die von einer Schulter-Zahn-Anordnung (19) gebildet werden, welche in einen Arretierungseingriff miteinander so verformbar sind, daß der Körperabschnitt (17) des Verbin-

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dungsteils (7, 7', 36) um das Rohrteil (θ) insgesamt in einem konformen Kontakt mit dem Rohrteil (Θ) um seinen Umfang herumgezogen wird.
2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verformbare Schulter-Zahn-Anordnung (19) einen insgesamt rückwärts gerichteten Schulterabschnitt (21), der einen Rand der Anordnung bildet, und einen rückwärts gebogenen Arretierflanschabschnitt (28) aufweist, der in einem Arretierzahn (24) endet, der im Umfang insgesamt dem Innenumfang (22) des Schulterabschnittes (21) entspricht, wobei der Arretierzahn (24) mit dem Schulterabschnitt (21) in Eingriff bringbar ist, wenn der Arretierflanschabschnitt (2Θ) so verformt wird, daß er über dem Schulterabschnitt (21) liegt, damit die Schulter-Zahn-Anordnung (19) in die Schließ- und Arretierstellung um das Rohrteil (ß) gezogen wird.
3. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt des Verbindungsteils (7, 7'), das insgesamt dem verformbaren Abschnitt (26) gegenüberliegt, einen Abschnitt (31) mit reduzierter Stärke aufweist, dBr als Biegescharnier (32) dient, wenn die Schulter-Zahn-Anordnung (19) verformbar miteinander verbunden wird.

4. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (36) ursprünglich in Form von zwei Teilen (37, 3Θ) ausgebildet ist und daß ein Abschnitt des Verbindungsteils (36), der insgesamt dem ersten verformbaren Abschnitt gegenüberliegt, von einem zweiten verformbaren Abschnitt gebildet wird, der eine zweite verformbare Schulter-Zahn-Anordnung aufweist, um die Gestalt des Verbindungselementes (36) zu vervollständigen, wenn dieses um das Rohrteil (B) herum verformt wird.

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5. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Verbindungsteil (7) langgestreckte Plattenabschnitte (11. 12i 11', 12') aufweist, die sich in entgegengesetzten Richtungen von dem zentralen Körperabschnitt (17) aus erstrecken, und daß Einrichtungen (13, 14, 16} an den Rändern der Plattenabschnitte (11, 12,, 11^f, 12') für ihre Verbindung mit Plattenabschnitten anderer, genauso gebauter Verbindungsteile (7) vorgesehen sind, um eine langgestreckte tafelförmige Baugruppe (1) auszubilden.

6. Bauelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung am Rand eines der Plattenabschnitte (11, 12, 11', 12¹) eine erweiterte Rippe (16) aufweist, die sich wenigstens teilweise längs des Randes des einen Plattenabschnittes (12, 12') erstreckt, und daß die Einrichtung am Rand des anderen Plattenabschnittes (11, 11'} einen Schlitz (14) hat, der sich längs des Randes des anderen Plattenabschnittes erstreckt, wobei die Rippe (16) und der Schlitz (14) der Plattenabschnitte (11, 12) jeweils mit einem Schlitz (14) und einer Rippe (16) eines weiteren, genauso gebauten Verbindungsteils (17) zusammenfügbar sind, um eine Verbindung eines ersten und eines zweiten Verbindungsteils (7) miteinander zu einer tafelförmigen Baugruppe (1) herzustellen.

7. Verfahren zur Ausbildung eines Bauelementes, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgeformtes Verbindungsteil (7) und ein Rohrteil fur eine einstückige Verbindung derart hergestellt werden, daß das Rohrteil von dem Verbindungsteil umschlossen wird, ohne daß gesonderte Befestigungsmittel zur Bewirkung dieser Verbindung erforderlich sind, daß das Rohrteil in einen anfänglich ausgefahrenen zentralen Körperabschnitt des

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Verbindungsteils eingesetzt wird, welches wenigstens einen verformbaren Abschnitt hat, der mit einer Arretiereinrichtung versehen ist, welche von einer in Eingriff bringbaren Schulter-Zahn-Anordnung gebildet wird, und daß die Zahn- und Schulterabschnitte der Schulter-Zahn-Anordnung zu einem Arretiereingriff miteinander verformt werden, damit das Verbindungsteil um das Rohrteil insgesamt in einen konformen Kontakt mit dem Rohrteil um seinen Umfang herum gezogen wird.

B. Verwendung einer Vielzahl von miteinander verbundenen Baueinheiten nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Form einer tafelförmigen Baugruppe zur Absorption von Sonnenenergie, wobei jedes Bauelement ein vorgeformtes verformbares Verbindungstei1 (7) und ein hohles rohrförmiges Teil (8) aufweist, das in dem Verbindungsteil (7) eingeklemmt ist und als Leitung für das durch die Sonnenenergie zu erhitzende Fluid dient, die von der tafelförmigen Baugruppe (1) absorbiert wird, jedes Verbindungsteil (7) Arretiereinrichtungen aufweist, die von einer aus einer verformbaren Schulter und einem Zahn bestehenden Eingriffsanordnung gebildet Vdird , die in einen Arretiereingriff mit einem zentralen Körperabschnitt (17) des Verbindungsteils (7) um das Rohrteil (8) herum bei einem im wesentlichen über den Umfang ununterbrochenen Wärmeübergangseingriff verformbar ist und den Körperabschnitt (17) sicher halt, und sich seitlich von dem zentralen Körperabschnitt (17) Plattenabschnitte (11, 12) für die Absorption solarer Energie erstrecken, der das Verbindungsteil (7) ausgesetzt ist.

9. Verwendung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (16) des Plattenabschnittes (12) des einen Verbindungsteils (7) mit einem Rand (13) eines Plattenabschnittes (11) eines angrenzenden Verbindungsteils (7) verbunden ist.

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1o. Verwendung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Plattenabschnitte (11¹, 12') Rippen (41, 42} aufweist, die von ihm abstehen und die Absorptionsfähigkeit für Sonnenenergie dieses Plattenabschnittes erhöhen.

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