WO2016005229A1 - Flanschverbindung und herstellungsverfahren - Google Patents
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- F02B29/04—Cooling of air intake supply
- F02B29/045—Constructional details of the heat exchangers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation, materials, or manufacturing and assembly
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Definitions
- the present invention relates to a flange connection between a metal component and a plastic component, having the features of the preamble of claim 1.
- the invention also relates to a method for producing such a flange connection.
- the invention relates to a fresh air module, which is equipped with such a flange connection.
- the invention relates to a charge air cooler, which is equipped with a flange for producing such a flange connection, and a method for producing such a charge air cooler.
- a fresh air module of a fresh air system for supplying an internal combustion engine with fresh air comprising a housing with a housing opening and a charge air cooler which is inserted through the housing opening in the housing, wherein a flange of the charge air cooler, the housing opening closes.
- the housing of the fresh air module is made of plastic and represents a plastic component whose housing opening is referred to below as a component opening.
- the intercooler is essentially made of metal and thus represents a metal component, wherein the flange provided thereon is also formed of metal.
- the component opening is bordered by an opening edge made of plastic.
- the flange formed on the metal component has a molded-on plastic frame on the flange, which is welded to the opening edge, in such a way that a closed around the component opening welding zone between the frame and opening edge is formed. To this Way, the metal component can be easily fixed to the plastic component. At the same time a tight closure of the component opening is thereby effected.
- the present invention is concerned with the problem of providing an improved embodiment for a flange connection of the aforementioned type and for a fresh air module equipped therewith and associated production method, which is characterized in particular by a sufficient seal for a relatively long service life.
- the invention is based on the general idea to equip the flange with at least one seal.
- the seal consists in the usual way of an elastic plastic.
- this is a plastic that is different from the plastic of the frame.
- the respective seal is arranged so that it rotates closed along the flange.
- the at least one seal is arranged so that with
- the metal of the flange is in direct contact with a metal surface of the flange, so it touches or rests against it.
- the plastic that is used for the seal as a sealing material is characterized over the plastic from which the frame is made by a higher elasticity, whereby the seal can compensate for thermally induced elongation effects and shocks and the like elastic.
- the seal remains permanently in sealing contact with the metal of the flange.
- the at least one seal is also arranged so that it is in addition to the plastic of the frame so in direct contact with a plastic surface of the frame, so this touches or rests against it.
- this seal seals the flange against the frame.
- the seal may be arranged at least partially, that is, either completely or only partially within a region enclosed by the welding zone and / or on a side of the flange facing the edge of the opening. Additionally or alternatively, the seal may be at least partially, so either completely or only partially disposed on a side remote from the opening edge side of the flange.
- the seal may abut the flange and the opening edge in a region enclosed by the welding zones next to the frame.
- the respective seal is arranged offset in the region of the component opening to the welding zone.
- the respective seal is positioned outside the frame. In this way, the seal on the one hand seal against the flange and on the other hand against the opening edge. With regard to the welding zone and the frame molded onto the flange, the seal is thus connected in series or upstream, so that it is irrelevant for the sealing of the component opening, whether the downstream connection between the frame and flange leakage occurs or not.
- the seal can be molded onto the flange, so that the seal is permanently and firmly and tightly connected to the flange.
- the seal In the area of the opening edge, the seal can come into contact with a corresponding sealing contour of the housing.
- a sealing groove in which engages the seal.
- the seal in the direction of insertion can be made relatively large, which allows the use of sealing plastics with particularly high elasticity.
- the seal may alternatively be molded onto the opening edge and optionally engage in a sealing groove provided on the flange. Additionally or alternatively, it is also conceivable here to inject the seal into a sealing groove provided on the opening edge.
- the seal may be configured with respect to the flange as a separate component, so that the seal comes only loosely on the flange to the plant.
- the seal engages in a sealing groove, which is formed on the flange.
- the seal may engage in a seal groove formed at the opening edge.
- the seal may also be attached to the opening edge, wherein it consists of a different, in particular softer, plastic than the opening edge.
- the seal can be arranged at least partially in a region of the flange which is overmolded by the plastic of the frame. be net, so that the seal is at least partially, so either completely or only partially disposed within the frame.
- the seal is thus already attached to the flange before the molding of the frame.
- This embodiment is based on the idea of sealing the flange with respect to the frame with the aid of the respective seal, that is to say in the region in which the leakages can occur. The seal thus does not seal against the housing since the seal with respect to the housing per se is made by the weld zone between the opening edge and the frame.
- the seal may be a separately manufactured component, which is attached to the flange and which is then encapsulated or enveloped in the molding of the frame partially or completely from the plastic of the frame.
- the seal may be molded onto the flange.
- the frame is then molded onto the molded seal, thereby at least partially enveloping it.
- This procedure can be realized in a particularly simple manner, in particular by a so-called two-component injection method, namely preferably in a single injection molding tool.
- the respective seal within the frame may be in a compressed state.
- the gasket that is partially or completely overmolded by the frame is in a pre-stressed condition, thereby providing a particularly efficient seal against the frame and / or against the flange. Due to the bias within the seal, the sealing contact of the seal on the frame or on the flange is maintained even if thermally caused a relative movement between the flange and frame.
- the seal may be formed by a coating of the flange of a sealing material.
- a layer thickness of the seal coating is a maximum of 2.0 mm, preferably a maximum of 1, 0 mm. This coating is at least partially formed on the flange, where subsequently the frame is molded. In any case, the coating along the flange is provided completely encircling.
- the seal coating may cover the entire area of the flange intended for molding of the frame.
- a fusion connection or welded connection between the plastic of the frame and the plastic of the seal can basically be formed.
- this is not absolutely necessary, because even in the case that the plastics of the frame and the seal do not connect with each other, the seal lies flat and sealing against the frame.
- the seal can be arranged at least in a region of the frame that is distal to the welding zone. The positioning of the seal distally, so spaced from the weld zone is achieved that the seal during manufacture of the weld is not exposed to elevated temperatures, whereby damage to the seal when welding the frame with the opening edge can be avoided.
- the at least one seal may be molded to a metal surface of the flange and to the frame.
- the seal results in an effective seal between the metallic portion of the flange and the molded plastic frame.
- the molded gasket causes a reaching sealing effect even if over time the plastic of the frame should come off the metal of the flange.
- such a seal may be molded onto the flange and the frame on an outer side facing away from the interior of the plastic component.
- the seal is molded onto the inner side of the plastic component facing the inner side of the flange and the frame. It is also conceivable, however, an embodiment in which each such seal is provided on the outside and on the inside.
- a method for producing such a flange connection in which the seal is at least partially encapsulated by the frame, is characterized in that at least one seal is applied to the flange of the metal component and that a frame is injection molded onto the flange in such a way that the seal is disposed wholly or partially within the frame.
- the seal can either be attached to the flange as a separate component or sprayed onto the flange.
- the molding of the frame can be carried out according to an advantageous embodiment so that in the process the gasket is compressed. After solidification of the frame is then arranged within the frame part of the seal or, when completely within the frame arranged seal, the entire seal biased.
- An inventive intercooler for a fresh air system of a supercharged internal combustion engine has a radiator block made of metal, a metal flange, at least one arranged on the flange seal and molded onto the flange frame made of plastic.
- at least one such seal may be molded onto the frame and to the flange.
- at least one such seal can be arranged completely or partially in a region of the flange which is overmolded by the plastic of the frame be such that the seal is disposed completely or partially within the frame.
- An inventive method for producing such a charge air cooler is characterized in that first at least one seal is attached to the flange of the charge air cooler and that subsequently a frame is molded onto the flange, such that the seal is disposed wholly or partially within the frame.
- the seal can either be attached to the flange as a separate component or sprayed onto the flange.
- the frame is first injection molded onto the flange, so then at least one seal attached to the flange and to the frame, in particular grown or molded, is such that the respective seal on both the metal of the flange and the plastic of Frame is present.
- FIG. 1 is a greatly simplified schematic diagram of a supercharged internal combustion engine
- 2 to 6 are each a greatly enlarged sectional view of a flange in various embodiments.
- an internal combustion engine 1 comprises an engine block 2, which in each case contains a combustion chamber 4 in corresponding cylinders 3.
- the fresh air system 5 includes upstream of the housing 7 a compressor 9 of an exhaust gas turbocharger 10. Between the compressor 9 and the housing 7, a throttle device 1 1 is arranged.
- the internal combustion engine 1 also has an exhaust system 12, which dissipates exhaust gas from the combustion chambers 4. Downstream of an exhaust manifold 13, the exhaust system 12 includes a turbine 14 of the exhaust gas turbocharger 10.
- the charged by means of the exhaust gas turbocharger 10 internal combustion engine 1 is also equipped with a charge air cooler 15 which is integrated into a charge air cooling circuit 16.
- the charge air cooling circuit 16 includes a coolant pump 17 and a radiator 18.
- the engine block 2 is in turn incorporated into an engine cooling circuit 19, which includes a coolant pump 20 and a radiator 21.
- the two radiators 18, 21 of the two cooling circuits 16, 19 are arranged one behind the other, so that they can be successively flowed through by a cooling air flow 22, which are generated or amplified by means of a blower 23 can.
- a separate cooling circuit 16 is provided for the intercooler 15, which is provided separately from the engine cooling circuit 19.
- the intercooler 15 is arranged as shown in FIG. 1 in the housing 7 of the fresh air module 6.
- the intercooler 15 is inserted through a housing opening 24 of the housing 7 in the housing 7.
- the intercooler 15 has a flange 25, which closes the housing opening 24 in the installed state.
- the flange 25 serves to produce a flange 26 between the intercooler 15 and the fresh air module 6.
- the flange 25 is from a radiator block 42 of the intercooler 15, which is arranged in the housing 7 and causes the cooling of the charge air.
- the radiator block 42 is usually made of metallic cooling tubes, cooling plates, cooling fins and the like.
- An inlet connection 27 and a return connection 28 of the intercooler 15 are arranged on an outside facing away from the interior of the housing 7 outside and connected to the cooling circuit 16 of the charge air cooler 15.
- FIGS. 2 to 6 show different variants.
- the flange connection 26 serves for sealingly connecting a metal component to a plastic component.
- the metal component is formed by the intercooler 15, so that the metal component is also referred to below as 15.
- the plastic component is formed in the example of FIG. 1 by the fresh air module 6 or by its housing 7, so that the plastic component is also referred to below as 7.
- the flange connection 26 described below can in principle be used with any metal component 15 and any plastic component 7. A preferred application of the flange connection 26 However, this results if, as shown in FIG. 1, a metallic intercooler 15 is inserted into a housing 7 made of plastic of a fresh air module 6.
- the plastic component 7 has a component opening 24, which corresponds to the housing opening 24 shown in FIG. 1 and which is bordered by an opening edge 29 made of plastic.
- the opening edge 29 is also designed here by way of example also flange.
- the flange 25 of the metal component 15 is made of metal and has a molded-on frame 30 made of plastic.
- the frame 30 is welded to the opening edge 29.
- a corresponding welding zone is designated 31 in FIGS. 2 to 6.
- the frame 30 is welded to the opening edge 29 such that the weld zone 31 rotates completely closed around the component opening 24.
- the frame 30 is tightly connected to the opening edge 29 and thus to the plastic component 7.
- this also fixes the flange 25 and thus also the metal component 15 via the frame 30 on the opening edge 29 and thus on the plastic component 7.
- the flange connection 26 is also equipped with at least one seal 32 which runs closed along the flange 25. Further, the seal 32 is in contact with the metal of the flange 25.
- the flange connection 26 has a plurality of such seals 32, so that at least two of the alternative embodiments described below can be used simultaneously, ie cumulatively.
- the seal 32 is arranged adjacent to the frame 30 on the flange 25 and on the opening edge 29, in a region enclosed or enclosed by the welding zone 31. In this case, the seal 32 directly contacts a metal surface 43 of the flange 25 and the opening edge 29.
- the seal 32 is arranged at a distance from the frame 30 so that it has no contact with the frame 30.
- the seal 32 can also be arranged directly on the frame 30, so that it can in particular also touch the frame 30.
- the seal 32 may be molded onto the flange 25 so that it is firmly connected thereto.
- the seal 32 with respect to the flange 25 may represent a separate component, so that it rests only loosely on the flange 25.
- the seal 32 engages in a sealing groove 33, which is formed in the opening edge 29.
- the flange 25 can also be equipped with such a sealing groove into which the seal 32 can be inserted or in which the seal 32 can be injected.
- the frame 30 is preferably molded on the flange 25 or on its metal surface 43 such that it surrounds or surrounds a free-standing end 34 of the flange 25.
- the flange 25 may include at least one opening 35 in the region of the frame 30, which is penetrated and filled by the plastic of the frame 30 during injection molding of the frame 30, resulting in a positive connection between the frame 30 and the flange 25.
- the seal 32 is arranged at least partially in a region of the flange 25 which is overmolded by the plastic of the frame 30.
- the respective seal 32 is at least partially disposed within the frame 30.
- the respective seal 32 is in each case arranged completely within the frame 30, ie completely encapsulated by the plastic of the frame 30.
- the respective seal 32 is encapsulated by the plastic of the frame 30 and in particular protected from environmental influences.
- the seal 32 is preferably a separately manufactured component which is suitably attached to the flange 25.
- the seal 32 may be incorporated into corresponding recesses 37 formed on the flange 25 for this purpose.
- Fig. 4 shows an embodiment in which the seal 32 is injection-molded onto the flange 25.
- the seal 32 is molded onto the flange 25 before the frame 30 is sprayed on.
- the seal 32 shown in FIG. 4 are molded onto the flange 25 so that the seal 32 surrounds or surrounds the free-standing end 34 of the flange 25.
- the seal 32 can also penetrate the aforementioned recess 35.
- the seal 32 is injection-molded onto the flange 25 such that the seal 32 contains a passage opening 38 within the recess 35 of the flange 25.
- the plastic of the frame 30 can pass through and fill up the through-opening 38 of the molded-on seal 32, so that the form-fitting fixing of the frame to the flange 35 in this case takes place through the seal 32.
- the molding of the frame 30 is advantageously carried out so that thereby the elastic plastic of the seal 32 is compressed. Accordingly, the seal 32 is within the frame 30 in a compressed or biased state.
- the respective seal 32 is completely embedded in the frame 30, may be provided in another, not shown embodiment, the respective seal 32 only partially embedded in the frame 30.
- the seal 32 then has a portion disposed within the frame 30 and a portion disposed outside the frame 30, wherein both said portions abut the flange 25.
- the seal 32 is formed by a coating 39 of the flange 25, which coating 39 consists of a sealing material and can also be referred to below as a seal coating 39.
- a sealing coating 29 differs from a conventional seal in particular by a significantly smaller wall thickness and, accordingly, by a significantly reduced absolute elastic deformability.
- the sealing coating 39 covers in the example of FIG. 5 substantially the entire metal surface 43 of the flange 25, so that the flange 25 is coated in particular in the region of its free end 34 and within the recesses 35 of the sealing material.
- the seal coating 39 causes a permanent solid connection between the sealing material and the flange 25 while providing a permanent seal between the sealing material and the frame 30.
- the flange connection 26 is provided with two such seals 32.
- the seals 32 are molded onto both the flange 25 and the frame 30.
- the seals 32 are molded in this embodiment after the molding of the frame 30 to the flange 25, so that they touch both the frame 30 and the metal of the flange 25, so its metal surface 43.
- the respective seal 32 may be injection-molded onto the flange 25 and the frame 30 at an inner side 40 of the flange 25 facing the interior of the plastic component 7 or to the flange 25 at an outer side 41 of the flange 25 facing away from the interior of the plastic component 7 the frame 30 be molded.
- the one seal 32 is injection-molded onto the inside 40, while the other seal 32 is injection-molded onto the outside 41. Basically, a single such seal 32 is sufficient. Preferably, this is then molded on the inside 40.
- the seal 32 seals the flange 25 against the opening edge 29, so is in each case directly in contact with the flange 25 and with the opening edge 29.
- the seal 32 seals the flange 25 with respect to the frame 30, ie it is in direct contact with the flange 25 and the frame 30, respectively.
- the seal 32 is arranged such that it is arranged partially within a region enclosed by the weld zone 31 and exposed to the component opening 24 on an inner side of the flange 25 facing the opening edge 29 or the component opening 24 is.
- the seal 32 is so in these examples arranged that it is also partially disposed on a side facing away from the opening edge 29 and the component opening 24 outside of the flange 25.
- Fig. 6, shows an example with two seals 32, which can be used alternatively or cumulatively, wherein the one in Fig. 6 upper, outer seal 32 is disposed completely on the outside of the flange 25 and on this outside with the flange 25th and the frame 30 is in contact, while the other in Fig. 6 lower, inner seal 32 is disposed completely on the inside of the flange 25 and is in contact with the flange 25 and the frame 30 on this inside.
- the inner seal 32 is again arranged within the area enclosed by the welding zone 31.
- the molding of the frame 30 to the seal 32 or the injection of the seal 32 to the frame 30 may be such that a weld or fusion bond between the plastics of the frame 30 and the respective seal 32 is formed.
- the plastics of frame 30 and seal 32 abut each other without fusion bonding.
- the respective seal 32 consists of a sealing material which is regularly formed by an elastic, preferably rubber-elastic, plastic.
- the plastic of the seal 32 is significantly flexurally elastic, that is elastically deformable at lower forces than the plastic of the frame 30.
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flanschverbindung (26) zwischen einem Metallbauteil (15) und einem Kunststoffbauteil (7), - wobei das Kunststoffbauteil (7) eine Bauteilöffnung (24) aufweist, die von einem Öffnungsrand (29) aus Kunststoff eingefasst ist, - wobei das Metallbauteil (15) einen Flansch (25) aus Metall aufweist, - wobei der Flansch (25) einen daran angespritzten Rahmen (30) aus Kunststoff aufweist, der mit dem Öffnungsrand (29) verschweißt ist, derart, dass eine um die Bauteilöffnung (24) geschlossen umlaufende Schweißzone (31 ) zwischen Rahmen (30) und Öffnungsrand (29) ausgebildet ist. Eine dauerhafte Dichtigkeit der Flanschverbindung (26) ergibt sich durch wenigstens eine entlang des Flansches (25) geschlossen umlaufende Dichtung (32), die mit dem Metall des Flansches (25) in Kontakt steht.
Description
Flanschverbindung und Herstellungsverfahren
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flanschverbindung zwischen einem Metallbauteil und einem Kunststoffbauteil, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 . Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Flanschverbindung. Ferner betrifft die Erfindung ein Frischluftmodul, das mit einer derartigen Flanschverbindung ausgestattet ist. Schließlich betrifft die Erfindung einen Ladeluftkühler, der mit einem Flansch zum Herstellen einer derartigen Flanschverbindung ausgestattet ist, sowie ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Ladeluftkühlers.
Aus der DE 10 2012 212 1 10 A1 ist ein Frischluftmodul einer Frischluftanlage zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit Frischluft bekannt, das ein Gehäuse mit einer Gehäuseöffnung sowie einen Ladeluftkühler umfasst, der durch die Gehäuseöffnung in das Gehäuse eingesetzt ist, wobei ein Flansch des Ladeluftkühlers die Gehäuseöffnung verschließt. Zur luftdichten Verbindung zwischen dem
Flansch und dem Gehäuse ist eine gattungsgemäße Flanschverbindung vorgesehen. Das Gehäuse des Frischluftmoduls ist aus Kunststoff hergestellt und repräsentiert ein Kunststoffbauteil, dessen Gehäuseöffnung im Folgenden als Bauteilöffnung bezeichnet wird. Der Ladeluftkühler ist im Wesentlichen aus Metall hergestellt und repräsentiert somit ein Metallbauteil, wobei der daran vorgesehene Flansch ebenfalls aus Metall ausgebildet ist. Bei der bekannten Flanschverbindung ist die Bauteilöffnung von einem Öffnungsrand aus Kunststoff eingefasst. Der am Metallbauteil ausgebildete Flansch weist einen an den Flansch angespritzten Rahmen aus Kunststoff auf, der mit dem Öffnungsrand verschweißt ist, und zwar derart, dass eine um die Bauteilöffnung geschlossen umlaufende Schweißzone zwischen Rahmen und Öffnungsrand ausgebildet ist. Auf diese
Weise lässt sich das Metallbauteil einfach am Kunststoffbauteil fixieren. Gleichzeitig wird dabei auch ein dichter Verschluss der Bauteilöffnung bewirkt.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass es gerade bei Fahrzeuganwendungen mit der Zeit zu Leckagen im Bereich der Bauteilöffnung kommen kann. Dies wird auf die beim Fahrzeugbetrieb hohe Anzahl an Temperaturwechselvorgängen in Verbindung mit thermisch bedingten Dehnungseffekten bei stark unterschiedlichen Temperaturdehnungskoeffizienten zwischen den verwendeten Metallen und Kunststoffen zurückgeführt. Insbesondere kann sich bei dem an den Flansch angespritzten Rahmen der Kunststoff vom Metall lösen. Beim Fahrzeugbetrieb auftretende Vibrationen und Erschütterungen unterstützen dabei das Ablösen des Kunststoffs vom Metall, wodurch es mit der Zeit zu den genannten Leckagen kommen kann.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Flanschverbindung der vorstehend genannten Art sowie für ein damit ausgestattetes Frischluftmodul und zugehörige Herstellungsverfahren eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine hinreichende Abdichtung für eine relativ große Standzeit auszeichnet.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Flanschverbindung mit wenigstens einer Dichtung auszustatten. Die Dichtung besteht dabei in üblicher Weise aus einem elastischen Kunststoff. Insbesondere handelt es sich dabei um einen vom Kunststoff des Rahmens verschiedenen Kunststoff. Die jeweilige Dichtung ist dabei so angeordnet, dass sie entlang des Flansches geschlossen umläuft. Des Weiteren ist die wenigstens eine Dichtung so angeordnet, dass sie mit
dem Metall des Flansches also mit einer Metalloberfläche des Flansches unmittelbar in Kontakt steht, dieses also berührt bzw. daran anliegt. Der Kunststoff, der für die Dichtung als Dichtungsmaterial verwendet wird, zeichnet sich gegenüber dem Kunststoff, aus dem der Rahmen hergestellt ist durch eine höhere Elastizität aus, wodurch die Dichtung thermisch bedingte Dehnungseffekte sowie Erschütterungen und dergleichen elastisch kompensieren kann. Somit bleibt die Dichtung am Metall des Flansches permanent dichtend in Kontakt.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der die wenigstens eine Dichtung außerdem so angeordnet ist, dass sie zusätzlich mit dem Kunststoff des Rahmens also mit einer Kunststoffoberfläche des Rahmens unmittelbar in Kontakt steht, diese also berührt bzw. daran anliegt. Somit dichtet diese Dichtung den Flansch gegen den Rahmen. Bevorzugt kann die Dichtung hierzu zumindest teilweise, also entweder vollständig oder nur zum Teil innerhalb eines von der Schweißzone eingefassten Bereichs und/oder an einer dem Öffnungsrand zugewandten Seite des Flansches angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Dichtung zumindest teilweise, also entweder vollständig oder nur zum Teil an einer vom Öffnungsrand abgewandten Seite des Flansches angeordnet sein.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann die Dichtung in einem von den Schweißzonen eingefassten Bereich neben dem Rahmen am Flansch und am Öffnungsrand anliegen. Mit anderen Worten, die jeweilige Dichtung ist im Bereich der Bauteilöffnung nach innen versetzt zur Schweißzone angeordnet. Außerdem ist die jeweilige Dichtung außerhalb des Rahmens positioniert. Auf diese Weise kann die Dichtung einerseits gegenüber dem Flansch abdichten und andererseits gegenüber dem Öffnungsrand. Bezüglich der Schweißzone und dem an den Flansch angespritzten Rahmen ist die Dichtung somit in Reihe bzw. vorgeschaltet, sodass es für die Abdichtung der Bauteilöffnung unerheblich ist, ob an
der nachgeordneten Verbindung zwischen Rahmen und Flansch eine Leckage auftritt oder nicht.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Dichtung an den Flansch angespritzt sein, sodass die Dichtung dauerhaft und fest sowie dicht mit dem Flansch verbunden ist. Im Bereich des Öffnungsrands kann die Dichtung an einer entsprechenden Dichtungskontur des Gehäuses zur Anlage kommen. Insbesondere kann jedoch im Öffnungsrand eine Dichtungsnut ausgebildet sein, in welche die Dichtung eingreift. Zusätzlich oder alternativ ist denkbar, die Dichtung in eine am Flansch vorgesehene Dichtungsnut einzuspritzen. Durch die Verwendung wenigstens einer Dichtungsnut kann die Dichtung in der Einführrichtung relativ groß dimensioniert werden, was die Verwendung von Dichtungskunststoffen mit besonders großer Elastizität ermöglicht. Grundsätzlich kann die Dichtung alternativ an den Öffnungsrand angespritzt sein und gegebenenfalls in eine am Flansch vorgesehene Dichtungsnut eingreifen. Zusätzlich oder alternativ ist auch hier denkbar, die Dichtung in eine am Öffnungsrand vorgesehene Dichtungsnut einzuspritzen.
Bei einer alternativen Ausführungsform kann die Dichtung bezüglich des Flansches als separates Bauteil ausgestaltet sein, sodass die Dichtung nur lose am Flansch zur Anlage kommt. Zweckmäßig kann dabei vorgesehen sein, dass die Dichtung in eine Dichtungsnut eingreift, die am Flansch ausgebildet ist. Zusätzlich oder alternativ kann die Dichtung in eine Dichtungsnut eingreifen, die am Öffnungsrand ausgebildet ist. Alternativ kann die Dichtung auch an den Öffnungsrand angesetzt sein, wobei sie aus einem anderen, insbesondere weicheren, Kunststoff besteht als der Öffnungsrand.
Bei einer alternativen Ausführungsform kann die Dichtung zumindest teilweise in einem vom Kunststoff des Rahmen umspritzten Bereich des Flansches angeord-
net sein, sodass die Dichtung zumindest teilweise, also entweder vollständig oder nur zum Teil innerhalb des Rahmens angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform wird somit die Dichtung bereits vor dem Anspritzen des Rahmens am Flansch angebracht. Diese Ausführungsform beruht auf der Überlegung, mit Hilfe der jeweiligen Dichtung den Flansch gegenüber dem Rahmen abzudichten, also in dem Bereich, in dem die Leckagen auftreten können. Die Dichtung dichtet somit nicht gegenüber dem Gehäuse, da die Abdichtung gegenüber dem Gehäuse an sich durch die Schweißzone zwischen Öffnungsrand und Rahmen erfolgt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Dichtung ein separat hergestelltes Bauteil sein, das an den Flansch angebaut ist und das anschließend beim Anspritzen des Rahmens teilweise oder vollständig vom Kunststoff des Rahmens umspritzt bzw. umhüllt wird.
Gemäß einer alternativen Weiterbildung kann die Dichtung an den Flansch angespritzt sein. Der Rahmen wird anschließend an die angespritzte Dichtung angespritzt, wodurch diese zumindest teilweise umhüllt wird. Diese Vorgehensweise lässt sich insbesondere durch ein sogenanntes Zwei-Komponenten- Spritzverfahren besonders einfach realisieren, nämlich vorzugsweise in einem einzigen Spritzwerkzeug.
Bei einer anderen Weiterbildung kann sich die jeweilige Dichtung innerhalb des Rahmens in einem komprimierten Zustand befinden. Bei dieser Ausführungsform ist die Dichtung, die vom Rahmen teilweise oder vollständig umspritzt ist, in einem vorgespannten Zustand, wodurch sie eine besonders effiziente Dichtung gegenüber dem Rahmen und/oder gegenüber dem Flansch bewirkt. Durch die Vorspannung innerhalb der Dichtung bleibt die dichtende Kontaktierung der Dichtung am Rahmen bzw. am Flansch auch dann erhalten, wenn sich thermisch bedingt eine Relativbewegung zwischen Flansch und Rahmen einstellen sollte.
Bei einer alternativen Weiterbildung kann die Dichtung durch eine Beschichtung des Flansches aus einem Dichtungsmaterial gebildet sein. Eine Schichtdicke der Dichtungsbeschichtung beträgt maximal 2,0 mm, vorzugsweise maximal 1 ,0 mm. Diese Beschichtung ist am Flansch zumindest teilweise dort ausgebildet, wo anschließend der Rahmen angespritzt wird. Jedenfalls ist die Beschichtung entlang des Flansches vollständig umlaufend vorgesehen. Zweckmäßig kann die Dichtungsbeschichtung den gesamten für das Anspritzen des Rahmens vorgesehenen Bereich des Flansches abdecken.
Beim Anspritzen des Rahmens an den mit der Dichtung versehenen Flansch kann sich grundsätzlich eine Fusionsverbindung bzw. Schweißverbindung zwischen dem Kunststoff des Rahmens und des Kunststoffs der Dichtung ausbilden. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich, denn auch in dem Fall, dass sich die Kunststoffe des Rahmens und der Dichtung nicht miteinander verbinden, liegt die Dichtung flächig und dichtend am Rahmen an.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung kann die Dichtung zumindest in einem zur Schweißzone distalen Bereich des Rahmens angeordnet sein. Durch die Positionierung der Dichtung distal, also beabstandet zur Schweißzone wird erreicht, dass die Dichtung beim Herstellen der Schweißverbindung keinen erhöhten Temperaturen ausgesetzt ist, wodurch eine Beschädigung der Dichtung beim Verschweißen des Rahmens mit dem Öffnungsrand vermieden werden kann.
Bei einer anderen alternativen Ausführungsform kann die wenigstens eine Dichtung an eine Metalloberfläche des Flansches und an den Rahmen angespritzt sein. Auch bei dieser Ausführungsform führt die Dichtung zu einer effektiven Abdichtung zwischen dem metallischen Bereich des Flansches und dem daran angespritzten Rahmen aus Kunststoff. Die angespritzte Dichtung bewirkt eine hin-
reichende Dichtungswirkung auch dann, wenn sich im Laufe der Zeit der Kunststoff des Rahmens vom Metall des Flansches ablösen sollte. Grundsätzlich kann eine derartige Dichtung an einer vom Innenraum des Kunststoffbauteils abgewandten Außenseite an den Flansch und den Rahmen angespritzt sein. Bevorzugt ist die Dichtung jedoch an einer dem Innenraum des Kunststoffbauteils zugewandten Innenseite an den Flansch und den Rahmen angespritzt. Denkbar ist jedoch auch eine Ausführungsform, bei der je eine solche Dichtung an der Außenseite und an der Innenseite vorgesehen ist.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen einer derartigen Flanschverbindung, bei der die Dichtung zumindest teilweise vom Rahmen umspritzt ist, charakterisiert sich dadurch, dass zumindest eine Dichtung an den Flansch des Metallbauteils angebracht wird und dass ein Rahmen an den Flansch angespritzt wird, und zwar derart, dass die Dichtung vollständig oder teilweise innerhalb des Rahmens angeordnet ist. Die Dichtung kann dabei entweder als separates Bauteil an den Flansch angebaut werden oder an den Flansch angespritzt werden. Das Anspritzen des Rahmens kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform so durchgeführt werden, dass dabei die Dichtung komprimiert wird. Nach dem Erstarren des Rahmens ist dann der innerhalb des Rahmens angeordnete Teil der Dichtung oder, bei vollständig innerhalb des Rahmens angeordneter Dichtung, die gesamte Dichtung vorgespannt.
Ein erfindungsgemäßer Ladeluftkühler für eine Frischluftanlage einer aufgeladenen Brennkraftmaschine besitzt einen Kühlerblock aus Metall, einen Flansch aus Metall, zumindest eine am Flansch angeordnete Dichtung und einen an den Flansch angespritzten Rahmen aus Kunststoff. Dabei kann zumindest eine solche Dichtung an den Rahmen und an den Flansch angespritzt sein. Zusätzlich oder alternativ kann zumindest eine solche Dichtung vollständig oder teilweise in einem vom Kunststoff des Rahmens umspritzten Bereich des Flansches angeordnet
sein, sodass die Dichtung vollständig oder teilweise innerhalb des Rahmens angeordnet ist.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen eines derartigen Ladeluftkühlers zeichnet sich dadurch aus, dass zunächst zumindest eine Dichtung an den Flansch des Ladeluftkühlers angebracht wird und dass anschließend ein Rahmen an den Flansch angespritzt wird, derart, dass die Dichtung vollständig oder teilweise innerhalb des Rahmens angeordnet ist. Die Dichtung kann dabei entweder als separates Bauteil an den Flansch angebaut werden oder an den Flansch angespritzt werden. Bei einem alternativen Verfahren wird zunächst der Rahmen an den Flansch angespritzt, sodass anschließend wenigstens eine Dichtung an den Flansch und an den Rahmen angebracht, insbesondere angebaut oder angespritzt, wird, derart, dass die jeweiligen Dichtung sowohl am Metall des Flansches als auch am Kunststoffs des Rahmens anliegt.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch,
Fig. 1 eine stark vereinfachte, schaltplanartige Prinzipdarstellung einer aufgeladenen Brennkraftmaschine,
Fig. 2 bis 6 jeweils eine stark vergrößerte Schnittansicht einer Flanschverbindung bei verschiedenen Ausführungsformen.
Entsprechend Fig. 1 umfasst eine Brennkraftmaschine 1 einen Motorblock 2, der in entsprechenden Zylindern 3 jeweils einen Brennraum 4 enthält. Eine Frischluftanlage 5, die zur Versorgung der Brennräume 4 mit Frischluft dient, enthält ein Frischluftmodul 6, dessen Gehäuse 7 als Verteilergehäuse ausgestaltet ist und über Rohre 8 an den Motorblock 2 angeschlossen ist, um die Frischluft den Brennräumen 4 zuzuführen. Die Frischluftanlage 5 enthält stromauf des Gehäuses 7 einen Verdichter 9 eines Abgasturboladers 10. Zwischen dem Verdichter 9 und dem Gehäuse 7 ist eine Drosseleinrichtung 1 1 angeordnet. Die Brennkraftmaschinen 1 weist außerdem eine Abgasanlage 12 auf, die Abgas von den Brennräumen 4 abführt. Stromab eines Abgassammlers 13 enthält die Abgasanlage 12 eine Turbine 14 des Abgasturboladers 10.
Die mit Hilfe des Abgasturboladers 10 aufgeladene Brennkraftmaschine 1 ist außerdem mit einem Ladeluftkühler 15 ausgestattet, der in einen Ladeluftkühlkreis 16 eingebunden ist. Der Ladeluftkühlkreis 16 enthält eine Kühlmittelpumpe 17 sowie einen Kühler 18. Der Motorblock 2 ist seinerseits in einen Motorkühl kreis 19 eingebunden, der eine Kühlmittelpumpe 20 sowie einen Kühler 21 umfasst. Im Beispiel sind die beiden Kühler 18, 21 der beiden Kühlkreise 16, 19 hintereinander angeordnet, sodass sie nacheinander von einer Kühlluftströmung 22 durchströmbar sind, die mit Hilfe eines Gebläses 23 erzeugt bzw. verstärkt werden
kann. Inn Beispiel der Figur 1 ist somit für den Ladeluftkühler 15 ein eigener Kühlkreis 16 vorgesehen, der separat vom Motorkühl kreis 19 vorgesehen ist.
Der Ladeluftkühler 15 ist gemäß Fig. 1 im Gehäuse 7 des Frischluftmoduls 6 angeordnet. Hierzu ist der Ladeluftkühler 15 durch eine Gehäuseöffnung 24 des Gehäuses 7 in das Gehäuse 7 eingesetzt. Der Ladeluftkühler 15 weist einen Flansch 25 auf, der im eingebauten Zustand die Gehäuseöffnung 24 verschließt. Der Flansch 25 dient dabei zum Herstellen einer Flanschverbindung 26 zwischen dem Ladeluftkühler 15 und dem Frischluftmodul 6. Der Flansch 25 steht dabei von einem Kühlerblock 42 des Ladeluftkühlers 15 ab, der im Gehäuse 7 angeordnet ist und die Kühlung der Ladeluft bewirkt. Der Kühlerblock 42 ist üblicherweise aus metallischen Kühlrohren, Kühlplatten, Kühllamellen und dergleichen hergestellt. Ein Zulaufanschluss 27 und ein Rücklaufanschluss 28 des Ladeluftkühlers 15 sind dabei an einer vom Inneren des Gehäuses 7 abgewandten Außenseite angeordnet und an den Kühlkreis 16 des Ladeluftkühlers 15 angeschlossen.
Die vorstehend genannte Flanschverbindung 26 wird nachfolgenden anhand der Figuren 2 bis 6 näher erläutert, wobei die Figuren 2 bis 6 unterschiedliche Varianten zeigen.
Entsprechend den Figuren 2 bis 6 dient die Flanschverbindung 26 zum dichten Verbinden eines Metallbauteils mit einem Kunststoffbauteil. Das Metallbauteil ist bei dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel durch den Ladeluftkühler 15 gebildet, sodass das Metallbauteil im Folgenden ebenfalls mit 15 bezeichnet wird. Das Kunststoffbauteil ist im Beispiel der Fig. 1 durch das Frischluftmodul 6 bzw. durch dessen Gehäuse 7 gebildet, sodass das Kunststoffbauteil im Folgenden ebenfalls mit 7 bezeichnet wird. Die nachfolgend beschriebene Flanschverbindung 26 ist grundsätzlich bei einem beliebigen Metallbauteil 15 und einem beliebigen Kunststoffbauteil 7 verwendbar. Eine bevorzugte Anwendung der Flanschverbindung 26
ergibt sich jedoch dann, wenn gemäß Fig. 1 ein metallischer Ladeluftkühler 15 in ein Gehäuse 7 aus Kunststoff eines Frischluftmoduls 6 eingesetzt ist.
Entsprechend den Figuren 2 bis 6 weist das Kunststoffbauteil 7 eine Bauteilöffnung 24 auf, die der in Fig. 1 gezeigten Gehäuseöffnung 24 entspricht und die von einem Öffnungsrand 29 aus Kunststoff eingefasst ist. Der Öffnungsrand 29 ist hier rein exemplarisch ebenfalls flanschartig ausgestaltet.
Der Flansch 25 des Metallbauteils 15 besteht aus Metall und weist einen daran angespritzten Rahmen 30 aus Kunststoff auf. Der Rahmen 30 ist mit dem Öffnungsrand 29 verschweißt. Eine entsprechende Schweißzone ist in den Figuren 2 bis 6 mit 31 bezeichnet. Der Rahmen 30 ist derart an den Öffnungsrand 29 angeschweißt, dass die Schweißzone 31 um die Bauteilöffnung 24 vollständig geschlossen umläuft. Hierdurch ist zum einen der Rahmen 30 dicht mit dem Öffnungsrand 29 und somit mit dem Kunststoffbauteil 7 verbunden. Zum anderen ist dadurch auch der Flansch 25 und somit auch das Metallbauteil 15 über den Rahmen 30 am Öffnungsrand 29 und somit am Kunststoffbauteil 7 fixiert.
Für eine dauerhafte Abdichtung der Bauteilöffnung 24 mit Hilfe der Flanschverbindung 26 ist die Flanschverbindung 26 außerdem mit wenigstens einer Dichtung 32 ausgestattet, die entlang des Flansches 25 geschlossen umläuft. Ferner steht die Dichtung 32 mit dem Metall des Flansches 25 in Kontakt.
Nachfolgend werden anhand der Figuren 2 bis 6 verschiedene Ausführungsformen für die Realisierung einer derartigen Dichtung 32 näher erläutert. Diese Varianten können dabei alternativ zur Anwendung kommen. Ebenso ist denkbar, dass die Flanschverbindung 26 mehrere derartige Dichtungen 32 aufweist, sodass auch wenigstens zwei der nachfolgend beschriebenen alternativen Ausführungsformen gleichzeitig, also kumulativ zur Anwendung kommen können.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist die Dichtung 32 neben dem Rahmen 30 an Flansch 25 und am Öffnungsrand 29 angeordnet, und zwar in einem von der Schweißzone 31 eingefassten bzw. umschlossenen Bereich. Die Dichtung 32 kontaktiert dabei unmittelbar eine Metalloberfläche 43 des Flansches 25 und den Öffnungsrand 29. Im Beispiel der Fig. 2 ist die Dichtung 32 beabstandet zum Rahmen 30 angeordnet, sodass sie keinen Kontakt zum Rahmen 30 besitzt. Grundsätzlich kann die Dichtung 32 auch unmittelbar an dem Rahmen 30 angeordnet sein, sodass sie insbesondere auch den Rahmen 30 berühren kann.
Die Dichtung 32 kann an den Flansch 25 angespritzt sein, sodass sie damit fest verbunden ist. Alternativ dazu kann die Dichtung 32 bezüglich des Flansches 25 ein separates Bauteil repräsentieren, sodass sie am Flansch 25 nur lose anliegt. Im Beispiel greift die Dichtung 32 in eine Dichtungsnut 33 ein, die im Öffnungsrand 29 ausgebildet ist. Grundsätzlich kann auch der Flansch 25 mit einer derartigen Dichtungsnut ausgestattet sein, in welche die Dichtung 32 eingesetzt bzw. in welche die Dichtung 32 eingespritzt sein kann.
Der Rahmen 30 ist vorzugsweise so an den Flansch 25 bzw. an dessen Metalloberfläche 43 angespritzt, dass er ein freistehendes Ende 34 des Flansches 25 umgreift bzw. umschließt. Ferner kann der Flansch 25 im Bereich des Rahmens 30 zumindest einen Durchbruch 35 enthalten, der beim Anspritzen des Rahmens 30 vom Kunststoff des Rahmens 30 durchsetzt und ausgefüllt wird, wodurch sich eine formschlüssige Verbindung zwischen Rahmen 30 und Flansch 25 ergibt. Weiterhin ist hier vorgesehen, dass beiderseits der Schweißzone 31 je ein Auffangkanal 36 vorgesehen ist, der beim Herstellen der Schweißverbindung seitlich austretenden Kunststoff auffängt und zurückhält. Hierdurch lässt sich eine qualitativ hochwertige Schweißzone 31 herstellen.
Entsprechend den Figuren 3 und 4 kann bei einer anderen Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Dichtung 32 zumindest teilweise in einem vom Kunststoff des Rahmens 30 umspritzten Bereich des Flansches 25 angeordnet ist. In der Folge ist die jeweilige Dichtung 32 zumindest teilweise innerhalb des Rahmens 30 angeordnet. Bei den in den Figuren 3 und 4 gezeigten Ausführungsformen ist die jeweilige Dichtung 32 jeweils vollständig innerhalb des Rahmens 30 angeordnet, also vollständig vom Kunststoff des Rahmens 30 umspritzt. Hierdurch ist die jeweilige Dichtung 32 vom Kunststoff des Rahmens 30 gekapselt und insbesondere vor Umwelteinflüssen geschützt.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform handelt es sich bei der Dichtung 32 bevorzugt um ein separat hergestelltes Bauteil, das auf geeignete Weise an den Flansch 25 angebaut ist. Beispielsweise kann die Dichtung 32 in entsprechende Aussparungen 37 eingeknüpft sein, die zu diesem Zweck am Flansch 25 ausgebildet sind.
Im Unterschied dazu zeigt Fig. 4 eine Ausführungsform, bei welcher die Dichtung 32 an den Flansch 25 angespritzt ist. Hierzu wird die Dichtung 32 vor dem Anspritzen des Rahmens 30 an den Flansch 25 angespritzt. Bevorzugt kann die Dichtung 32 gemäß Fig. 4 so an den Flansch 25 angespritzt werden, dass die Dichtung 32 das freistehende Ende 34 des Flansches 25 umgreift bzw. umhüllt. Ebenso kann die Dichtung 32 auch die zuvor genannten Aussparung 35 durchdringen. Im Beispiel der Fig. 4 ist die Dichtung 32 so an den Flansch 25 angespritzt, dass die Dichtung 32 innerhalb der Aussparung 35 des Flansches 25 eine Durchgangsöffnung 38 enthält. Beim anschließenden Anspritzen des Rahmens 30 kann der Kunststoff des Rahmens 30 die Durchgangsöffnung 38 der angespritzten Dichtung 32 durchsetzen und auffüllen, sodass die formschlüssige Fixierung des Rahmens am Flansch 35 in diesem Fall durch die Dichtung 32 hindurch erfolgt.
Das Anspritzen des Rahmens 30 erfolgt zweckmäßig so, dass dadurch der elastische Kunststoff der Dichtung 32 komprimiert wird. Dementsprechend befindet sich die Dichtung 32 innerhalb des Rahmens 30 in einem komprimierten bzw. vorgespannten Zustand.
Obwohl bei den Figuren 3 und 4 die jeweilige Dichtung 32 vollständig in den Rahmen 30 eingebettet ist, kann bei einer anderen, hier nicht gezeigten Ausführungsform vorgesehen sein, die jeweilige Dichtung 32 nur zum Teil in den Rahmen 30 einzubetten. Die Dichtung 32 besitzt dann einen innerhalb des Rahmens 30 angeordneten Abschnitt sowie einen außerhalb des Rahmens 30 angeordneten Abschnitt, wobei beide genannte Abschnitte am Flansch 25 anliegen.
Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform ist die Dichtung 32 durch eine Be- schichtung 39 des Flansches 25 gebildet, wobei diese Beschichtung 39 aus einem Dichtungsmaterial besteht und im Folgenden auch als Dichtungsbeschichtung 39 bezeichnet werden kann. Eine derartige Dichtungsbeschichtung 29 unterscheidet sich von einer herkömmlichen Dichtung insbesondere durch eine deutlich geringere Wandstärke und dementsprechend durch eine signifikant reduzierte absolute elastische Verformbarkeit. Die Dichtungsbeschichtung 39 bedeckt im Beispiel der Fig. 5 im Wesentlichen die gesamte Metalloberfläche 43 des Flansches 25, sodass der Flansch 25 insbesondere im Bereich seines freien Endes 34 sowie innerhalb der Aussparungen 35 vom Dichtungsmaterial beschichtet ist. Beim nachfolgenden Anspritzen des Rahmens 30 führt dies dazu, dass der Rahmen 30 ausschließlich die Dichtungsbeschichtung 29 kontaktiert und selbst keinen direkten, unmittelbaren Kontakt zum Flansch 25 bzw. zum Metall bzw. zur Metalloberfläche 43 des Flansches 25 besitzt. Bei dieser Bauweise bewirkt die Dichtungsbeschichtung 39 einerseits eine dauerhafte feste Verbindung zwischen
dem Dichtungsmaterial und dem Flansch 25, während sie andererseits eine dauerhafte Abdichtung zwischen dem Dichtungsmaterial und dem Rahmen 30 schafft.
Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform ist die Flanschverbindung 26 mit zwei derartigen Dichtungen 32 ausgestattet. Bei dieser Variante sind die Dichtungen 32 dabei sowohl an den Flansch 25 als auch an den Rahmen 30 angespritzt. Mit anderen Worten, die Dichtungen 32 werden bei dieser Ausführungsform nach dem Anspritzen des Rahmens 30 an den Flansch 25 angespritzt, derart, dass sie sowohl den Rahmen 30 als auch das Metall des Flansches 25, also dessen Metalloberfläche 43 berühren. Die jeweilige Dichtung 32 kann dabei an einer dem Inneren des Kunststoffbauteils 7 zugewandten Innenseite 40 des Flansches 25 an den Flansch 25 und an den Rahmen 30 angespritzt sein oder an einer vom Inneren des Kunststoffbauteils 7 abgewandten Außenseite 41 des Flansches 25 an den Flansch 25 und an den Rahmen 30 angespritzt sein. Im Beispiel der Fig. 6 ist die eine Dichtung 32 an die Innenseite 40 angespritzt, während die andere Dichtung 32 an die Außenseite 41 angespritzt ist. Grundsätzlich ist eine einzige derartige Dichtung 32 ausreichend. Bevorzugt ist diese dann an der Innenseite 40 angespritzt.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform dichtet die Dichtung 32 den Flansch 25 gegen den Öffnungsrand 29, steht also mit dem Flansch 25 und mit dem Öffnungsrand 29 jeweils direkt in Kontakt. Im Unterschied dazu dichtet die Dichtung 32 bei den in den Fig. 3 bis 6 gezeigten Ausführungsformen den Flansch 25 gegenüber dem Rahmen 30, steht also mit dem Flansch 25 und mit dem Rahmen 30 jeweils direkt in Kontakt. Bei den Ausführungsformen der Fig. 3, 4 und 5 ist die Dichtung 32 so angeordnet, dass sie teilweise innerhalb eines von der Schweißzone 31 eingefassten, der Bauteilöffnung 24 ausgesetzten Bereichs an einer dem Öffnungsrand 29 bzw. der Bauteilöffnung 24 zugewandten Innenseite des Flansches 25 angeordnet ist. Zusätzlich ist die Dichtung 32 bei diesen Beispielen so
angeordnet, dass sie außerdem teilweise an einer vom Öffnungsrand 29 bzw. von der Bauteilöffnung 24 abgewandten Außenseite des Flansches 25 angeordnet ist. Fig. 6 zeigt dagegen ein Beispiel mit zwei Dichtungen 32, die alternativ oder kumulativ zur Anwendung kommen können, wobei die eine in Fig. 6 obere, äußere Dichtung 32 vollständig an der Außenseite des Flansches 25 angeordnet ist und an dieser Außenseite mit dem Flansch 25 und mit dem Rahmen 30 in Kontakt steht, während die andere in Fig. 6 untere, innere Dichtung 32 vollständig an der Innenseite des Flansches 25 angeordnet ist und an dieser Innenseite mit dem Flansch 25 und mit dem Rahmen 30 in Kontakt steht. Die innere Dichtung 32 ist dabei wieder innerhalb des von der Schweißzone 31 eingefassten Bereichs angeordnet.
Bei allen Ausführungsformen kann das Anspritzen des Rahmens 30 an die Dichtung 32 bzw. das Anspritzen der Dichtung 32 an den Rahmen 30 derart erfolgen, dass sich eine Schweißverbindung oder Fusionsverbindung zwischen den Kunststoffen des Rahmens 30 und der jeweiligen Dichtung 32 ausbildet. Alternativ ist ebenso denkbar, dass die Kunststoffe von Rahmen 30 und Dichtung 32 ohne Fusionsverbindung aneinander anliegen.
Die jeweilige Dichtung 32 besteht aus einem Dichtungsmaterial, das regelmäßig durch einen elastischen, vorzugsweise gummielastischen, Kunststoff gebildet ist. Der Kunststoff der Dichtung 32 ist deutlich biegeelastischer, also bei geringeren Kräften elastisch verformbar als der Kunststoff des Rahmens 30. Somit kann die Dichtung 32 Relativbewegungen zwischen Rahmen 30 und Flansch 25 einfach folgen und diese quasi ohne Verlust der Dichtungswirkung kompensieren.
Claims
1 . Flanschverbindung zwischen einem Metallbauteil (15) und einem Kunststoffbauteil (7),
- wobei das Kunststoffbauteil (7) eine Bauteilöffnung (24) aufweist, die von einem Öffnungsrand (29) aus Kunststoff eingefasst ist,
- wobei das Metallbauteil (15) einen Flansch (25) aus Metall aufweist,
- wobei der Flansch (25) einen daran angespritzten Rahmen (30) aus Kunststoff aufweist, der mit dem Öffnungsrand (29) verschweißt ist, derart, dass eine um die Bauteilöffnung (24) geschlossen umlaufende Schweißzone (31 ) zwischen Rahmen (30) und Öffnungsrand (29) ausgebildet ist, gekennzeichnet durch
wenigstens eine entlang des Flansches (25) geschlossen umlaufende Dichtung (32), die mit dem Metall des Flansches (25) in Kontakt steht.
2. Flanschverbindung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dichtung (32) mit dem Kunststoff des Rahmens (30) in Kontakt steht.
3. Flanschverbindung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dichtung (32) in einem von der Schweißzone (31 ) eingefassten Bereich neben dem Rahmen (30) am Flansch (25) und am Öffnungsrand (29) anliegt.
4. Flanschverbindung nach Anspruch 3
dadurch gekennzeichnet,
- dass die Dichtung (32) an den Flansch (25) angespritzt ist und in eine Dichtungsnut (33) eingreift, die im Öffnungsrand (29) ausgebildet ist, oder
- dass die Dichtung (32) in eine Dichtungsnut eingreift, die am Flansch (25) ausgebildet ist, und in eine Dichtungsnut (33) eingreift, die am Öffnungsrand (29) ausgebildet ist.
5. Flanschverbindung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dichtung (32) zumindest teilweise in einem vom Kunststoff des Rahmens (30) umspritzten Bereich des Flansches (25) angeordnet ist, sodass die Dichtung (32) zumindest teilweise innerhalb des Rahmens (30) angeordnet ist.
6. Flanschverbindung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dichtung (32) ein separat hergestelltes Bauteil ist, das an den Flansch (25) angebaut ist.
7. Flanschverbindung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dichtung (32) an den Flansch (35) angespritzt ist.
8. Flanschverbindung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich die Dichtung (32) innerhalb des Rahmens (30) in einem komprimierten Zustand befindet.
9. Flanschverbindung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dichtung (32) durch eine Beschichtung (39) des Flansches (25) aus einem Dichtungsmaterial gebildet ist.
10. Flanschverbindung nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dichtung (32) zumindest in einem zur Schweißzone (31 ) distalen Bereich des Rahmens (30) angeordnet ist.
1 1 . Flanschverbindung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dichtung (32) an den Flansch (25) und an den Rahmen (30) angespritzt ist.
12. Verfahren zum Herstellen einer Flanschverbindung (26) zumindest nach Anspruch 5,
- bei dem zumindest eine Dichtung (32) an einen Flansch (25) des Metallbauteils (15) angebracht wird,
- bei dem ein Rahmen (30) an den Flansch (25) angespritzt wird, derart, dass die Dichtung (32) vollständig oder teilweise innerhalb des Rahmens (30) angeordnet ist.
13. Frischluftmodul einer Frischluftanlage (5) zur Versorgung einer Brennkraftmaschine (1 ) mit Frischluft,
- mit einem Gehäuse (7), das eine Gehäuseöffnung (24) aufweist,
- mit einem Ladeluftkühler (15), der durch die Gehäuseöffnung (24) in das Gehäuse (7) eingesetzt ist, derart, dass ein Flansch (25) des Ladeluftkühlers (15) die Gehäuseöffnung (24) verschließt,
- mit einer Flanschverbindung (26) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , wobei das Kunststoffbauteil dem Gehäuse (7) entspricht, während das Metallbauteil dem Ladeluftkühler (15) entspricht.
14. Ladeluftkühler für eine Frischluftanlage (5) einer aufgeladenen Brennkraftmaschine (1 ),
- mit einem Kühlerblock (42) aus Metall,
- mit einem Flansch (25) aus Metall,
- mit einer am Flansch (25) angeordneten Dichtung (32),
- mit einem an den Flansch (25) angespritzten Rahmen (30) aus Kunststoff,
- wobei die Dichtung (32) entweder an den Flansch (25) und an den Rahmen (30) angespritzt ist oder zumindest teilweise in einem vom Kunststoff des Rahmens (30) umspritzten Bereich des Flansches (25) angeordnet ist, sodass die Dichtung (32) zumindest teilweise innerhalb des Rahmens (30) angeordnet ist.
15. Verfahren zum Herstellen eines Ladeluftkühlers nach Anspruch 14, bei dem zumindest eine Dichtung (32) und ein Rahmen (30) an einen Flansch (25) des Ladeluftkühlers (15) angespritzt werden, wobei entweder die Dichtung (32) an den Flansch (25) und an den Rahmen (30) angespritzt wird oder dass der Rahmen (30) an den Flansch (25) und an die Dichtung (32) angespritzt wird, sodass die Dichtung (32) zumindest teilweise innerhalb des Rahmens (30) angeordnet ist.
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