DE3841470A1 - Wasserkastenklemmverbindung - Google Patents
WasserkastenklemmverbindungInfo
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- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/0219—Arrangements for sealing end plates into casing or header box; Header box sub-elements
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- F28F9/0226—Header boxes formed by sealing end plates into covers with resilient gaskets
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Description
Die Erfindung betrifft eine Klemmverbindung zwischen einem mit
mindestens einem Flansch versehenen Kunststoffwasserkasten und
einem mit einem einen verformbaren Randbereich tragenden
Rohrboden eines Wärmetauschers, zwischen denen eine elastische
Dichtung unter Vorspannung gehalten ist, wobei die verformbare
Randbereich von seiner Verformung parallel zur
Flanschaußenkontur verläuft und nach seiner Verformung zur
Herstellung der Klemmverbindung über den Flansch des
Kunststoffwasserkastens etwa wellenförmig verformte erste
Teilbereiche und nicht verformte etwa parallel zur
Flanschaußenkontur verlaufende weitere Teilbereiche aufweist,
und dabei die über den Flansch des Kunststoffwasserkastens
verformten ersten Teilbereiche die formschlüssige Verbindungen
bilden, bei der die Unterkanten der verformten ersten
Teilbereiche auf die Anlagefläche des Flansches unter
Vorspannung anliegen und bei der zur Erleichterung der
Verformung die verformbaren ersten Teilbereiche die
Unterkanten bildend freigeschnitten sind.
Zum Schließen wird bei einer aus der DE 28 52 408 B2 bekannten
Klemmverbindung auf die Oberseite des Kunststoffwasserkastens
ein Schließwerkzeug aufgesetzt und zur Vorspannung der
Dichtung niedergedrückt. Gegenüber den Dichtflächen des
Flanches greift das Werkzeug versetzt an, so daß die
Schließkräfte umgelenkt werden müssen. Durch die auftretenden
Biegemomente erfolgt eine unerwünschte Flanschverformung mit
der Folge der Gefahr von Randbeschädigungen und Undichtheit.
Durch die Werkstoffüberbeanspruchung können im
Kunststoffwasserkasten bleibende Verformungen entstehen.
In Vermeidung der geschilderten Nachteile liegt der
vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde eine
Klemmverbindung der eingangs genannten Art so zu verbessern,
daß ein sicheres dichtes Verschließen ohne Gefahr der
Werkstoffüberbeanspruchung und unerwünschter Verformung des
Kunststoffwasserkastens ermöglicht wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die
Oberseite des Flanschs des Kunststoffwasserkastens mehrere den
Außenrand des Rohrbodens überragende Erhöhungen im Bereich der
nicht verformten Teilbereiche aufweist, deren Oberseite als
Werkzeugansatzflächen zum Vorspannen der Dichtung dienen und
daß diese Werkzeugansatzflächen senkrecht über der Dichtung
angeordnet sind.
Durch die senkrechte Anordnung der Werkzeugansatzflächen über
der Dichtung erfolgt eine direkte Übertragung der
Vorspannkräfte ohne auftretende Biegemomente, so daß die
Dichtfläche des Flanschs während und auch nach der Herstellung
der Klemmverbindung nicht verformt wird und stets eben bleibt.
Materialsparend können die Erhöhungen der Wellenkontur des
Außenrands des Rohrbodens bei geschlossener Verbindung etwa
entsprechende Außenflächen aufweisen.
Eine wesentliche Versteifung des Kunststoffwasserkastens bei
gleichzeitig optimaler, möglichst konstanter
Wanddickenausbildung und Materialeinsparung kann dadurch
erreicht werden, daß die Wandung im Bereich des Flanschs und
der Erhöhung eine Abkröpfung aufweist. Durch die
spritzgerechte Konstruktion mit geringem Verzug des
Wasserkastens, weil sich das Material nach dem Spritzvorgang
gleichmäßig abkühlt - somit wird das sog. Einfallen (Verzug)
des Wasserkastens verhindert. Im Bereich dieser Abkröpfung
kann der Flansch dann mit Abstand über seiner Dichtfläche
einen Wellenquerschnitt haben. Die Abkröpfung kann besonders
vorteilhaft im Dichtungsumfang höhenversetzt im Bereich
unterhalb der Werkzeugansatzflächen und tieferliegend im
Bereich unterhalb der Anlageflächen der Unterkanten der
verformten Teilbereiche vorgesehen sein.
Eine weitere Herabsetzung der Wanddicke des
Kunststoffwasserkastens bei gleichzeitiger Vermeidung von
Verformungen bei Innendruck kann dadurch ermöglicht werden,
daß auf der Innenseite des Kunststoffwasserkastens im Bereich
der oberen Abkröpfungen nach unten offene Aufnahmetaschen für
querverlaufende, Endabwinklungen aufweisende Zuganker
vorgesehen sind. Zur Erhöhung der Stabilität können diese
Zuganker Verstärkungsrippen aufweisen bspw. in Form eines
U-Querschnitts oder T-Querschnitts.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand der
Zeichnungen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Teilschrägansicht eines Ausschnitts
einer Klemmverbindung,
Fig. 2 eine Teildraufsicht einer Klemmverbindung,
Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie III-III
in Fig. 2,
Fig. 4 einen Teilquerschnitt an der Stelle IV-IV in
Fig. 2 und
Fig. 5 einen weiteren Teilquerschnitt entlang der
Linie V-V in Fig. 2 mit einer
Zugankeranordnung.
Der nur ausschnittsweise dargestellte Wärmetauscher weist
einen Kunststoffwasserkasten 1 auf, der flüssigkeits- und
druckdicht mit einem Rohrboden 2 unter Zwischenschaltung einer
Dichtung 3 verbunden ist. Die Dichtung 3 selbst ist zur
Verhinderung eines seitlichen Austretens in einem U-förmigen
Außenrand 6 des metallischen Rohrbodens 2 unter Vorspannung
durch einen Flansch 4 des Kunststoffwasserkastens 1 gehalten.
Der außen und oben liegende Teil des Außenrands 6 besteht
abwechselnd aus verformten ersten Teilbereichen 7 und nicht
verformten weiteren Teilbereichen 8. In geschlossenem Zustand
der Klemmverbindung hat daher der verformbare Randbereich 5
des Außenrands 6, wie in Fig. 2 ersichtlich, eine Wellenform.
Hierzu muß der verformbare erste Teilbereich 7 des Rohrbodens
2 freigeschnitten sein, bspw. in Form von Unterkanten 9
bildenden Langlöchern 10. Die Unterkante 9 dieser Langlöcher
10 werden beim Schließen der Verbindung über Anlageflächen 11
des Flansches 4 gebogen. Der Flansch 4 weist die Anlageflächen
46 nach oben überragende Erhöhungen 13 auf, deren zur
Dichtfläche 15 des Flansches 4 parallel verlaufende Oberseiten
Werkzeugansatzflächen 14 haben. Diese Werkzeugansatzflächen 14
liegen genau über der Dichtfläche 15 des Flanschs 4, so daß
beim Vorspannen der elastischen Dichtung 3 auf den Flansch 4
keine Biegemomente übertragen werden. Um hier von oben her
eine freie Zugänglichkeit zu erhalten sind die Seitenwände 16
des Kunststoffwasserkastens 1 abgekröpft. Diese Abkröpfungen
sind höhenversetzt, nämlich oben liegend im Bereich unterhalb
der Werkzeugansatzflächen 14 und tiefer liegend im Bereich
unterhalb der Anlageflächen 11 für die Unterkanten 9 der
verformten Teilbereiche 7. Damit hat die Seitenwand 16 im
Bereich der Erhöhungen 13 einen Wellenquerschnitt und erfährt
so gleichzeitig eine wesentliche Versteifung bei
gleichzeitiger Materialeinsparung und Verringerung des
Konstruktionsgewichts. Durch die annähernd konstante
Wanddickenausbildung ergibt sich eine spritzgerechte
Konstruktion mit geringem Verzug des Kunststoff-Wasserkastens
1, weil das Material nach dem Spritzvorgang gleichmäßig
abkühlt - ein sogenanntes "Einfallen" verhindert, durch das
nach innen gewölbte, konkave Längsseiten entstehen würden, die
dann nicht mehr in die parallelen Nuten des Rohrbodens 2
passen. Durch die Werkzeugumsatzflächen 14 können für
unterschiedliche Wasserkästen 1 die gleichen Schließwerkzeuge
verwendet werden, was bei den bisherigen Schließverfahren mit
geometrisch an den Wasserkasten 1 angepaßten Schließglocken
nicht möglich war. Um ein seitliches Ausweichen der
Seitenwände 16 zu verhindern kann in der Abkröpfung 17 eine
nach unten offene Aufnahmetasche 18 im Bereich unterhalb der
Werkzeugansatzfläche 14 auf der Innenseite vorgesehen sein, in
der eine Endabwinklung 19 eines querverlaufenden Zugankers 20
eingesetzt ist, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Der
Zuganker 20 selbst hat zur Versteifung eine oder mehrere
Verstärkungsrippen 21, beispielsweise in Form eines U- oder T-
Querschnitts.
Claims (8)
1. Klemmverbindung zwischen einem mit mindestens einem Flansch
(4) versehenen Kunststoffwasserkasten (1) und einem mit
einem einen verformbaren Randbereich (5) tragenden
Rohrboden (2) eines Wärmetauschers, zwischen denen eine
elastische Dichtung (3) unter Vorspannung gehalten ist,
wobei der verformbare Randbereich (5) vor seiner Verformung
etwa parallel zur Flanschaußenkontur verläuft und nach
seiner Verformung zur Herstellung der Klemmverbindung über
den Flansch (4) des Kunststoffwasserkastens (1) etwa
wellenförmige verformte erste Teilbereiche (7) und nicht
verformte etwa parallel zur Flanschaußenkontur verlaufende
weitere Teilbereiche (8) aufweist und dabei die über den
Flansch (4) des Kunststoffwasserkastens (1) verformten
ersten Teilbereich (7) die formschlüssige Verbindung
bilden, bei der die Unterkanten (9) der verformten ersten
Teilbereiche (7) auf der oder den Anlageflächen (11) des
Flanschs (4) unter Vorspannung anliegen und bei der zur
Erleichterung der Verformung die verformbaren ersten
Teilbereiche (7) die Unterkanten (9) bildend
freigeschnitten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die
Oberseite des Flanschs (4) mehrere den Außenrand (6) des
Rohrbodens (2) überragende Erhöhungen (13) im Bereich der
nicht verformten Teilbereiche (8) des U-förmigen Außenrands
(6) aufweist, deren Oberseiten als Werkzeugansatzflächen
(14) zum Vorspannen der Dichtung (3) dienen, und daß diese
Werkzeugansatzflächen (14) senkrecht über der Dichtung (3)
angeordnet sind.
2. Klemmverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Erhöhungen (13) gewellte Außenflächen aufweist, die
der Wellenkontur des Außenrands (6) des Rohrbodens (2) bei
geschlossener Klemmverbindung etwa angepaßt sind.
3. Klemmverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wandung des Kunststoffwasserkastens
(1) im Bereich des Flanschs (4) mit seinen Erhöhungen (13)
mindestens eine Abkröpfung aufweist.
4. Klemmverbindung nach Anpruch 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Flansch (4) des
Kunststoffwasserkastens (1) mit Abstand über seiner
Dichtfläche (15) einen Wellenquerschnitt aufweist.
5. Klemmverbindung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abkröpfungen im Dichtungsumfang
höhenversetzt oben liegend im Bereich unterhalb der
Werkzeugansatzflächen (14) und tiefer liegend im Bereich
unterhalb der Anlageflächen (11) der Unterkanten (9) der
verformten Teilbereiche (7) vorgesehen ist (Fig. 3, 4).
6. Klemmverbindung nach einem der Ansprüche 3 5, dadurch
gekennzeichnet, daß auf der Innenseite des
Kunststoffwasserkastens (1) im Bereich der oberen
Abkröpfungen nach unten offene Aufnahmetaschen (18) für
querverlaufende, Endabwinklungen (19) aufweisende Zuganker
(20) vorgesehen sind.
7. Klemmverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuganker (20) Verstärkungsrippen (21) aufweisen.
8. Klemmverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuganker (20) zur Bildung der Verstärkungsrippen
(21) einen U-Querschnitt oder T-Querschnitt aufweisen.
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Date | Code | Title | Description |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: BEHR GMBH & CO, 7000 STUTTGART, DE |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |