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Die Erfindung bezieht sich auf einen Anschlussflansch für einen Behälter aus faserverstärktem Kunststoff, insbesondere für einen Tankbehälter eines Fahrzeuges, mit einem aus Kunststoff mit metallischen Gewindeeinsätzen vorgefertigten Flanschkörper, der auf einen eine Anschlussöffnung umschliessenden Wandabschnitt des Behälters aufklebbar ist.
Zum Anflanschen von Rohrleitungen, Pumpen oder anderen Geräten an einen Tankbehälter aus faserverstärktem Kunststoff ist es z. B. bei Feuerwehrfahrzeugen bekannt, auf den die Anschlussöffnung umschliessenden Wandabschnitt des Behälters einen stählernen Flanschkörper in Form einer glatten Kreisringscheibe aufzukleben, die in einem entsprechenden Teilkreis Gewinde- bohrungen zur Aufnahme der für eine Flanschverbindung notwendigen Befestigungsschrauben aufweist.
Abgesehen davon, dass eine Klebeverbindung zwischen Metall und Kunststoff aufgrund der unterschiedlichen Wärmedehnungseigenschaften dieser Werkstoffe mit zunehmender Lebens- dauer zu Schwierigkeiten führen kann, muss der Teilkreis der Gewindebohrungen über die Drehla- ge des Flanschkörpers aufwendig gegenüber dem Behälter ausgerichtet werden, um vorgegebene Anschlussstellungen für die anzuschliessenden Geräte sicherstellen zu können. Dazu kommt, dass zur besseren Haftvermittlung der die Anschlussöffnung umschliessende Wandabschnitt des Behäl- ters aufgerauht wird, was zu über die Klebefläche vorstehenden gerauhten Flächenbereichen führen kann, die den optischen Eindruck solcher Anschlussflanschkonstruktionen beeinträchtigen.
Um die Verbindung zwischen einem stählernen Anschlussflansch und der Behälterwand aus Kunststoff zu verbessern, wurde vorgeschlagen, den Flanschkörper nicht nur auf den die An- schlussöffnung umschliessenden Wandabschnitt aufzukleben, sondern auch mit einem Gegen- flansch auf der Innenseite des Behälters über durch die Anschlussbohrung ragende Gewindeansät- ze zu verschrauben, was einerseits eine zusätzliche Klemmung des Anschlussflansches an der Behälterwand und anderseits eine Abdeckung der sonst im Bereich der Anschlussöffnung freilie- genden Stirnseite des die Anschlussöffnung umschliessenden Wandabschnittes mit sich bringt.
Nachteilig bei einer solchen Konstruktion ist neben dem grösseren Aufwand durch den Gegen- flansch, dass wieder ein metallischer Werkstoff mit einem Kunststoff verklebt werden muss und dass für eine entsprechende Ausrichtung des Flanschkörpers hinsichtlich des Teilkreises der Gewinde- bohrung zu sorgen ist.
Wird der metallische Flanschkörper durch eine Kreisringscheibe aus Kunststoff mit eingebette- ten, metallischen Gewindeeinsätzen ersetzt, so kann zwar die Beeinträchtigung der Klebeverbin- dung aufgrund unterschiedlicher Wärmedehnungseigenschaften der zu verbindenden Teile weit- gehend vermieden werden, doch erfordert diese im Behälterbau bekannte Flanschkonstruktion zusätzlich ein den Aussenrand des Flanschkörpers übergreifendes Laminat. Zur Vermeidung der mit gesonderten Flanschkörpern dieser Art verbundenen Nachteile wurden schliesslich die metalli- schen Gewindeeinsätze unmittelbar in Bohrungen des die Anschlussöffnung umschliessenden Wandabschnittes des Behälters eingesetzt und auf der Wandinnenseite durch ein Laminat gesi- chert, das über die aus den Bohrungen vorstehenden Gewindeeinsätzen gezogen wurde.
Es hat sich allerdings herausgestellt, dass das Herstellen der Aufnahmebohrungen für die Gewindeeinsät- ze vor Ort zu unzulässigen Fertigungstoleranzen führen kann, wozu noch kommt, dass die durch die Behälterwand vorgegebene Dichtfläche kaum nachbearbeitet werden kann. Ausserdem neigen die im Bereich der Gewindeeinsätze vorgesehenen Laminate aufgrund der Belastungen der Ge- windeeinsätze zu einer Rissbildung, was zu einer undichten Flanschverbindung führt, weil die Flüssigkeit aus dem Behälter durch die Risse zu den Bohrungen und dann durch diese nach aussen austreten kann.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Anschlussflansch für einen Behälter aus faserverstärktem Kunststoff, insbesondere für einen Tankbehälter eines Fahrzeuges, der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, dass eine einfache, dauerhaft dichte Konstruktion erhalten wird, die allen Festigkeitsanforderungen vorteilhaft genügt.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass der Flanschkörper einen die Anschluss- öffnung durchsetzenden, axialen Ansatz mit einer einen Strömungskanal für eine Behälterflüssig- keit bildenden Durchtrittsöffnung aufweist, wobei entweder der die Gewindeeinsätze im Bereich des axialen Ansatzes tragende Flanschkörper auf der Behälterinnenseite aufklebbar oder der die Gewindeeinsätze radial ausserhalb des axialen Ansatzes aufnehmende Flanschkörper von der Behälteraussenseite in eine im Bereich der Anschlussöffnung vorgesehene, eingesenkte Aufnahme- tasche des Wandabschnittes einklebbar ist.
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Mit dem die Anschlussöffnung durchsetzenden, axialen Ansatz des Flanschkörpers wird eine zusätzliche Verankerung des Flanschkörpers in der Anschlussöffnung erreicht, was zusätzliche Laminierarbeiten neben der Klebeverbindung erübrigt. Dazu kommt, dass die Stirnseite des die Anschlussöffnung umschliessenden Wandabschnittes durch den axialen Ansatz abgedeckt wird, so dass die axiale Durchtrittsöffnung des Ansatzes den eigentlichen Strömungskanal für die Behälter- flüssigkeit bildet. Damit trotz einer aus Festigkeitsgründen ausreichenden Dicke des Flanschkör- pers dieser nur wenig über die Aussenfläche des angrenzenden Wandabschnittes des Behälters vorsteht, kann der Flanschkörper von der Behälterinnenseite her auf den die Anschlussöffnung umschliessenden Wandabschnitt aufgeklebt werden.
Dies bedeutet, dass die Gewindeeinsätze auf der gegenüberliegenden Seite des durch die Anschlussöffnung ragenden Ansatzes vorgesehen sein müssen. Dieses Einsetzen des Flanschkörpers von der Behälterinnenseite her erlaubt eine grosszügige Aufrauhung der die Anschlussöffnung umschliessenden Wandabschnitte des Behälters, weil diese Aufrauhungen auf der Behälterinnenseite den optischen Eindruck des Behälters nicht beeinträchtigen können. Ausserdem sind von der Aussenseite nur schwer zugängliche Anschlussöff- nungen häufig einfach von der Innenseite begehbarer Behälter erreichbar. Dazu kommt, dass im allgemeinen die Grösse der Klebefläche auf der Innenseite der Behälterwand grosszügiger dimensi- oniert werden kann. Unter Umständen kann der Flanschkörper aber auch zusätzlich an die Behälterwand anlaminiert werden.
Eine andere Möglichkeit, die Dichtfläche des Anschlussflansches nahe der Aussenfläche des Behälters vorzusehen, besteht darin, den Flanschkörper von der Behälteraussenseite her in eine im Bereich der Anschlussöffnung vorgesehene, eingesenkte Aufnahmetasche des Wandabschnittes einzukleben. Diese eingesenkte Aufnahmetasche erfordert zwar eine besondere Ausgestaltung des Wandabschnittes im Bereich der Anschlussöffnung, doch lässt sich eine solche Ausgestaltung bei der Behälterherstellung ohne Schwierigkeiten durch Einlegeteile in der Form erreichen, so dass auch diese Ausführungsform eine vorteilhafte Flanschbefestigung über eine Klebeverbindung sicherstellt. Die Gewindeeinsätze müssten in diesem Fall radial ausserhalb des axialen Ansatzes im Flanschkörper vorgesehen werden.
Das auf die spätere Klebefläche beschränkte Aufrauhen des Bodens der Aufnahmetasche bietet wegen der Taschenbegrenzung keine Schwierigkeiten. Da ausserdem der Öffnungsrand der Anschlussöffnung durch den Flanschkörper von aussen abgedeckt wird, bietet eine solche Anschlussflanschkonstruktion auch in optischer Hinsicht eine allen Anforde- rungen entsprechende Lösung.
Der in die Anschlussöffnung eingreifende Ansatz des Flanschkörpers stellt eine vorteilhafte Vor- aussetzung für ein selbständiges Ausrichten des Teilkreises der Gewindeeinsätze gegenüber dem Behälter dar, wenn die Anschlussöffnung eine von einem Kreis abweichende Umrissform aufweist, an die die äussere Umrissform des Flanschansatzes angepasst ist. Durch diese Massnahme kann der Flanschansatz nur in einer oder mehreren bestimmten Drehstellungen in die Anschlussöffnung eingeführt werden, was mit der geforderten Ausrichtung des Teilkreises für die Gewindeansätze gegenüber dem Behälter verbunden ist. In gleicher Weise kann für diesen Zweck die Aufnahmeta- sche einen von einem Kreis abweichende Umrissform aufweisen, die dann mit der Umrissform des Flanschkörpers übereinstimmen muss.
Der Flanschkörper aus Kunststoff erlaubt zusätzlich das Vorsehen gegebenenfalls geforderter, in das Behälterinnere vorragender Rohrstutzen. Zu diesem Zweck kann der Flanschkörper auf der dem Behälterinneren zugekehrten Seite einen solchen einstückig angeformten, koaxialen Rohr- stutzen bilden, der im Bedarfsfall durch ein anschliessendes Rohrstück verlängert werden kann.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 einen erfindungsgemässen Anschlussflansch für einen Behälter aus faserverstärktem
Kunststoff in einem vereinfachten Axialschnitt,
Fig. 2 diesen Anschlussflansch in einer Draufsicht,
Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung eines Anschlussflansches mit nach innen ragendem Rohrstutzen,
Fig. 4 eine gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 abgewandelte Kon- struktion eines erfindungsgemässen Anschlussflansches in einem vereinfachten Axial- schnitt und
Fig. 5 den Anschlussflansch gemäss der Fig. 4 in einer Draufsicht.
Um in einem Wandabschnitt 1 eines nicht näher dargestellten Behälters, insbesondere eines
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Tankbehälters für ein Feuerwehrfahrzeug, einen Anschlussflansch zur Befestigung eines Gerätes oder einer Rohrleitung vorzusehen, wird in den Wandabschnitt 1 eine Anschlussöffnung 2 einge- schnitten, wenn diese nicht schon vorgegeben ist. Diese Anschlussöffnung 2 dient zur Aufnahme eines axialen Ansatzes 3 eines Flanschkörpers 4 aus Kunststoff. Der Flanschkörper 4 ist mit ein- gegossenen Gewindeeinsätzen 5 aus Metall versehen, die gemäss den Fig. 1 bis 3 im Bereich des Ansatzes 3, nach den Fig. 4 und 5 jedoch ausserhalb des Ansatzbereiches im Flanschkörper 4 vorgesehen sind.
Wie der Fig. 2 entnommen werden kann, zeigt die Anschlussöffnung 2 im Wandabschnitt 1 eine von der Kreisform abweichende Umrissform, die einem regelmässigen Sechseck entspricht, was jedoch keineswegs zwingend ist. Da auch der Ansatz 3 eine von der Kreisform abweichende
Umrissform besitzt, kann der Flanschkörper 4 nur in gegeneinander um 60 gedrehten Winkellagen in die Anschlussöffnung 2 eingesetzt werden, was eine selbständige Ausrichtung der Gewindeein- sätze 5 mit sich bringt, die in einem Winkelabstand von 60 gegeneinander versetzt sind. Wird zur Vereinfachung der Anschlussöffnung 2 diese kreiszylindrisch ausgeführt, so kann zur Vereinfa- chung der Ausrichtung der Gewindeeinsätze 5 der Flanschkörper eine Umrissform mit wenigstens einer Bezugskante aufweisen, über die die Ausrichtung der Drehlage des Flanschkörpers 4 einfach vorgenommen werden kann.
Eine solche Bezugskante könnte durch eine Sehne einer sonst kreis- förmigen Umrissform erreicht werden, wenn nicht eine Umrissform nach Art eines regelmässigen Polygonzuges bevorzugt.
Zum Ankleben des von der Behälterinnenseite her in die Anschlussöffnung 2 einsetzbaren Flanschkörpers 4 wird zunächst der Wandabschnitt 1 auf der Wandinnenseite 6 in einem Ringab- schnitt aufgerauht, um für die aufzutragende Klebemittelschicht 7 eine vorteilhafte Haftvermittlung sicherzustellen. Der Flanschkörper 4 braucht danach lediglich von der Innenseite 6 des Wandab- schnittes 1 in die Anschlussöffnung 2 eingesetzt und an den Wandabschnitt 1 angedrückt zu wer- den, damit die Klebeschicht 7 unter inniger Verbindung des Flanschkörpers 4 mit dem Wandab- schnitt 1 aushärten kann.
Da über den die Anschlussöffnung 2 durchsetzenden Ansatz 3 des Flanschkörpers 4 das Gewicht des Flanschkörpers 4 im Bereich stehender Wandabschnitte auf den Behälter abgetragen wird, bedarf es keiner aufwendigen Massnahmen, um den Flanschkörper 4 während der Aushärtung der Klebeschicht 7 gegenüber dem Wandabschnitt 1 festzuhalten.
Nach dem Aushärten der Klebeschicht 7 kann ein Befestigungsflansch 8 eines Gerätes oder einer Rohrleitung am Anschlussflansch festgeschraubt werden, wie dies strichpunktiert in der Fig. 1 angedeutet ist. Der Ansatz 3 bildet dabei eine Dichtfläche, zwischen der und dem Befestigungs- flansch 8 eine Ringdichtung 9 eingespannt sein kann. Es braucht in diesem Zusammenhang wohl nicht besonders hervorgehoben zu werden, dass der Wandabschnitt 1 auch Teil eines Behälterbodens oder einer Behälterdecke sein kann.
Nach der Fig. 3 bildet der Flanschkörper 4 einen nach innen ragenden Rohrstutzen 10, wobei aufgrund der einstückigen Ausbildung von Flanschkörper 4 und Rohrstutzen 10 einfache Konstruk- tionsverhältnisse gewährleistet sind. Die Befestigung des Flanschkörpers 4 in der Anschlussöffnung 2 wird durch diese Ausbildung des Flanschkörpers 4 nicht betroffen und entspricht der Ausführung gemäss den Fig. 1 und 2.
Zum Unterschied zu den Fig. 1 bis 3 wird nach der Ausführungsform der Fig. 4 und 5 der Flanschkörper 4 nicht von der Innenseite, sondern von der Aussenseite 11her in die Anschlussöff- nung 2 eingesetzt, die im Bereich einer eingesenkten Aufnahmetasche 12 des Wandabschnittes 1 vorgesehen ist. Der Flanschkörper 4 wird demnach über die Klebeschicht 7 auf dem Boden der Aufnahmetasche 12 festgeklebt, wie dies die Fig. 4 zeigt. Die Ausrichtung des Flanschkörpers 4 innerhalb der Aufnahmetasche 12 könnte wieder über die Umrissform des Ansatzes 3 im Zusam- menwirken mit der übereinstimmenden Umrissform der Aufnahmebohrung 2 erreicht werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird für diesen Zweck jedoch die Umrissform der Aufnahmeta- sche 12 herangezogen, was eine angepasste Umrissform des Flanschkörpers 4 nach sich zieht.
In der Fig. 5 ist die Umrissform der Tasche 12 bzw. des Flanschkörpers 4 ersichtlich. Diese Umrissfor- men weichen von der Kreisform durch tangentiale Erweiterungen ab, die einander gegenüberlie- gende Ecken bilden. Aufgrund der Symmetrieverhältnisse lässt sich somit der Flanschkörper 4 nur in zwei um 180 gegeneinander versetzten Drehstellungen in die Aufnahmetasche 12 einsetzen, was wiederum eine Ausrichtung der Gewindeeinsätze 5 zwingend zur Folge hat.